В различных электротехнических устройствах, например, в электрических машинах, используется явление, которое носит название электромагнитная индукция (ЭМИ). В чём же оно заключается?
Открытие
М. Фарадей также увлекался химическими экспериментами
ЭМИ была открыта в 1831 году англичанином М. Фарадеем.
В чем же заключается явление электромагнитной индукции? Смысл открытия состоял в обнаружении появления тока в проводнике при пересечении им магнитного поля (МП). Опыт Фарадея включал создание меняющегося МП в катушке с намотанным на ней проводом. В расположенной рядом с первой второй катушке появилась ЭДС, которая фиксировалась вольтметром.
Закон ЭМИ
Физик открыл, что возникающая в проводнике ЭДС пропорциональна скорости изменения МП, проходящего через проводник. Оказалось, что причина изменения потока не имеет значения. Он может изменяться при движении проводника в МП или при воздействии переменного МП на неподвижный проводник.
Проведя несколько опытой, учёный вывел закон электромагнитной индукции
Математически закон Фарадея имеет следующий вид:
е= -∆Ф/∆t,
где:
- е· – ЭДС;
- Ф — МП;
- t –время.
Знак минус соответствует правилу Ленца, по которому возникающий в результате индукции ток противодействует изменению основного МП.
Использование явления
На применении закона ЭМИ создано большое количество различных устройств и приборов. Наиболее распространенными и важными для промышленности являются электродвигатели, электрогенераторы, трансформаторы.
В статоре электродвигателя переменного тока, например, создается переменное магнитное поле, которое генерирует ток в роторе.
При взаимодействии МП статора и ротора возникает вращающий момент
В трансформаторе переменный ток создает изменяющееся МП, которое пронизывает вторичную обмотку. В результате этого во вторичной обмотке генерируется ЭДС. Изменяя соотношение числа витков обмоток можно получить повышающий или понижающий напряжение трансформатор.
Явление ЭМИ используется также в индукционных печах, различных электромагнитных датчиках. На основе этого явления создан магнитный газовый генератор, в котором в качестве замкнутой рамки используется токопроводящий газ.
ЭМИ, связанная с воздействием изменяющегося магнитного поля на проводник, была открыта Фарадеем еще в девятнадцатом веке. На использовании этого явления построены различные электротехнические устройства и приборы, которые широко применяются в современном мире.
