Основа сучасної електротехніки - явище електромагнітної індукції
Явище електромагнітної індукції в електротехніці є одним з базових. Воно було дослідним шляхом відкрито в далекому 1831 англійським фізиком Майклом Фарадеєм. У той час було відомо, що між провідником зі струмом і знаходяться поруч магнітом відбувається взаємодія. Вважалося, що нерухомі заряди взаємодіють за допомогою електричного поля, а їх рух (струм) проявляється через магнітне поле. Однак перспектива практичного використання цих знань до результатів експерименту Фарадея була вельми туманною. Фактично, вчений, відкривши явище електромагнітної індукції, поклав початок основам сучасної електротехніки.
Сам досвід був досить простий: брусок постійного магніту засувався і висувався в центральний простір між витками котушки. Висновки котушки були підключені до чутливого приладу для вимірювання малих значень струму і напруги.
Було відмічено, що при русі магніту стрілка гальванометра відхиляється від нульової точки. Причому відхилення було тим більше, чим інтенсивніше рухався магніт. Якщо згадати, що він має два полюси і лінії напруженості поля, то стає очевидна залежність між магнітним потоком і создающимся індукційним струмом.
Так як мимовільно струм в ланцюзі виникнути не може, був зроблений логічний висновок про появу електрорушійної сили (ЕРС), яка, в свою чергу, дозволяє з`явитися току. Закон електромагнітної індукції Фарадея дозволяє стверджувати, що вплив на провідник змінюється в часі магнітного поля служить причиною появи мінливого електричного поля і, за наявності замкнутого ланцюга, струму.
Явище електромагнітної індукції дозволило вченому зробити революційний висновок: причиною електричного поля можуть бути не тільки заряди, але і змінюється магнітне поле. Надалі їм було сформульовано узагальнення. Таким чином, закон Фарадея для електромагнітної індукції говорить: создающаяся магнітним полем ЕРС знаходиться в прямій залежності від швидкості зміни магнітного потоку. Сила генерованого струму для замкнутого контуру обчислюється за законом Ома.
Явище електромагнітної індукції характерно не тільки для провідників, але і для масивних струмопровідних тел. Так, змінюється магнітне поле створює в товщі провідника (сталева пластина та ін.) Вихрові струми. Вони викликають небажаний нагрів, тому застосовують різні методи для їх усунення (в трансформаторах шихтованний пластини електротехнічної сталі). Відзначимо, що в деяких приладах вихрові струми використовуються (дискові лічильники обліку).
Незабаром, в 1833 році, фізик Е. Ленц вивів правило, виходячи з якого, ЕРС індукції створює струм такого напрямку, щоб нейтралізувати причину його появи. Наприклад: змінюється магнітне поле створює в провіднику струм. Він спрямований таким чином, щоб його власне магнітне поле (воно присутнє навколо провідників зі струмом) протидіяв першопричину.
Явище електромагнітної індукції дозволило розвинутися електротехніці до свого нинішнього стану. Складно уявити повний список устаткування, його використовує. Наприклад, робота генераторів на електростанціях заснована на даному явище. Правда, конструкція генеруючих потужностей зазнала значних змін з часів Фарадея, проте, загальний принцип залишився тим самим: лінії напруженості магнітного поля з високою частотою перетинають струмопровідні обмотки, в результаті чого виникає ЕРС і, за наявності замкнутого контуру, електричний струм. Крім генераторів і двигунів, явище індукції використовується, наприклад, в трансформаторах.
Магнітне поле струму Вивчення різноманітних магнітних явищ показало, що всюди, де є електричний струм, тобто електричні заряди, що знаходяться в русі, там є і магнітне поле струму.Внаслідок того, що магнітне поле утворюється навколо провідника, коли в останньому…
Взаємодія струмів в паралельних провідниках Взаємодія струмів дуже добре відомо в сучасній електротехніці: його враховують при проектуванні складних ядерних реакторів типу «Токамак» і в конструкціях електродвигунів. Наприклад, в останніх спостерігається зсув прилеглих витків обмотки статора…
Магнітний потік Використовуючи силові лінії, можна не тільки показувати напрямок магнітного поля, але також характеризувати величину його індукції.Умовилися проводити силові лінії таким чином, щоб через 1 смsup2- майданчики, перпендикулярно вектору індукції в…
Індуктивність котушки Дуже важливе практичне значення має один окремий випадок явища електромагнітної індукції, отримав назву самоіндукції. Так, коли індукційна котушка утворює струм, то одночасно з ним виникає і магнітний потік, який зростає із збільшенням струму. Зі…
Змінний електричний струм Змінний електричний струм - струм з мінливими в часі напрямком і силою. Ті струми, які змінюються тільки за величиною, називаються пульсуючими. У промисловості та побуті найчастіше використовується змінний синусоїдальний струм.Перетворення…
Що таке силові лінії магнітного поля Без сумніву, силові лінії магнітного поля зараз відомі всім. Принаймні, ще в школі їх прояв демонструють на уроках фізики. Пам'ятаєте, як учитель під аркушем паперу розміщував постійний магніт (або навіть два, комбінуючи орієнтованість їх полюсів),…
Що таке індукція магнітного поля? Що таке індукція магнітного поля? Для відповіді на це питання згадаємо основи електродинаміки. Як відомо, на нерухомий носій заряду q, що розташовується в зоні дії електричного поля, виявляється що зміщує вплив з силою F. Чим більше значення заряду…
Що таке вихровий електричне поле? Одне з питань, який часто можна знайти на просторах глобальної Мережі - це чим відрізняється вихрове електричне поле від електростатичного. Насправді відмінності кардинальні. У електростатики розглядається взаємодія двох (або більше) зарядів і, що…
Що таке електростатична індукція Повертаючись до школиПерш ніж відповісти на питання, що таке електростатична індукція, необхідно визначитися, що саме розуміється під терміном «провідник». Хоча ще на шкільних уроках фізики цьому присвячені цілі теми, людина, безпосередньо не…
Що таке електромагнітна індукція Електромагнітна індукція оточує нас всюди. Навіть у цей момент, коли ви читаєте ці рядки з екрана свого електронного пристрою, на клітини тіла виявляється вплив. Однак переживати про це не варто, адже його інтенсивність настільки незначна, що…
Напруженість магнітного поля і його основні характеристики Однією з найважливіших фізичних характеристик як природної, так і штучної середовища проживання людини є магнітне поле. Воно являє собою одну з форм існування електромагнітного поля. Головною відмінною рисою такої форми є те, що магнітне поле…
Асинхронний двигун, принцип роботи - немає нічого простіше ... Слово «двигун» завжди породжує уявлення чогось рухомого, і навіть частіше - обертового. Ясна річ - тому і двигун. Суть будь-якого двигуна - в тому, щоб перетворити будь-який вид енергії в рух. А ви знаєте, який двигун був найпершим? Вважають, що це…
Електродвигун постійного струму: пристрій, робота, застосування Робота розглянутого в цій статті агрегату цілком залежить від явища електромагнітної індукції. Це основний принцип роботи електродвигуна постійного струму. Загальновідомо, що на провідник з проходять по ньому струмом поміщений в зону магнітного…