Indução eletromagnética e leis

Experimente Nosso Instrumento Para Eliminar Problemas





O cientista Michael Faraday foi descoberto e publicou a revista Eletromagnética indução no ano de 1831. No ano de 1832, o cientista americano Joseph Henry foi descoberto independentemente. O conceito básico de indução eletromagnética partiu da ideia de linhas de força. Ainda que na hora da descoberta, os cientistas simplesmente descartaram suas ideias, porque não foram criadas matematicamente. James Clerk Maxwell utilizou as idéias de Faraday como a base de sua teoria eletromagnética quantitativa. No ano de 1834, Heinrich Lenz inventou a lei para explicar o fluxo ao longo do circuito. A direção e.m.f induzida pode ser recebida da lei de Lenz e os resultados de corrente da indução eletromagnética.

O que é indução eletromagnética?

A definição de indução eletromagnética é a criação de tensão ou força eletromotriz através para o motorista dentro de um campo magnético variável. Geralmente, Michael Faraday é reconhecido com a inovação da indução no ano de 1831. James Clerk Maxwell a descreveu cientificamente enquanto a lei da indução de Faraday. A direção do campo induzido pode ser descoberta através da lei de Lenz. Posteriormente, a lei de Faraday foi generalizada a equação de Maxwell-Faraday. As aplicações de indução eletromagnética incluem componentes elétricos como transformadores, indutores , bem como dispositivos como geradores e motores .




Lei de Indução de Faraday e lei de Lenz

A lei de indução de Faraday usa o fluxo magnético ΦB em uma área do espaço cercada por um loop de fio. Aqui, o fluxo pode ser descrito por uma integral de superfície.

fluxo magnético

fluxo magnético



Onde 'dA' é um elemento de superfície
‘Σ’ está incluído no loop de fio
‘B’ é o campo magnético.
‘B • dA’ é um produto escalar que se comunica com a quantidade de fluxo magnético.

O fluxo magnético em todo o loop de fio pode ser proporcional ao no. de linhas de fluxo magnético que ultrapassam todo o loop.

Sempre que o fluxo durante a superfície se altera, a lei de Faraday afirma que o loop de arame obtém um EMF (força eletromotriz). A lei mais prevalente afirma que o EMF induzido dentro de qualquer circuito fechado pode ser equivalente à taxa de variação do fluxo magnético incluído pelo circuito.


Onde 'ε' é o EMF e 'ΦB' é o fluxo magnético. A direção da força eletromotriz pode ser dada pela lei de Lenz, e esta lei afirma que uma corrente induzida que fluirá dentro do caminho que irá resistir à transformação que a gerou. Isso ocorre por causa do sinal negativo na equação anterior.

Para aumentar a força eletromagnética que é gerada, uma abordagem comum é desenvolver a conexão de fluxo fazendo um laço de fio firmemente enrolado coletado com N torções iguais, cada uma com o fluxo magnético semelhante passando por eles. Então, o EMF resultante será N vezes o de um único fio.

ε = -N δΦB / ∂t

Um EMF pode ser gerado por meio de um desvio do fluxo magnético ao longo da superfície do loop de arame e pode ser obtido de várias maneiras.

  • O campo magnético (B) muda
  • O laço do fio pode ser distorcido, assim como a superfície (Σ) será alterada.
  • A direção da superfície (dA) muda e qualquer combinação acima

Indução Eletromagnética da Lei de Lenz

A indução eletromagnética da lei de Lenz afirma que sempre que uma força eletromagnética é produzida ajustando o fluxo magnético com base na Lei de Faraday, então a polaridade do fem induzida gera uma corrente e o campo magnético resiste à mudança que o gera.

ε = -N δΦB / ∂t

Na equação de indução eletromagnética acima, o sinal negativo indica que a fem induzida, bem como a modificação dentro do fluxo magnético (δΦB), tem sinais reversos.

Onde,

Ε é uma fem induzida

δΦB é modificado no fluxo magnético

N é não. de torções dentro da bobina

Equação de Maxwell-Faraday

Geralmente, a relação entre a força eletromagnética que é conhecida como ε dentro de um loop de fio sobre uma superfície como Σ, bem como o campo elétrico (E) dentro do fio pode ser dada por

campo elétrico no maxwell

campo elétrico no maxwell

Na equação acima, 'dℓ' é um elemento de curva da superfície que é conhecido como 'Σ', unindo isso com a definição de fluxo.
A forma integral da equação de Maxwell-Faraday pode ser escrita como

fluxo magnético

fluxo magnético

A equação acima é uma das Equações de Maxwell das quatro equações e, portanto, desempenha um papel essencial na teoria clássica do eletromagnetismo.

forma-integral-da-maxwell-equação-faraday

forma-integral-da-maxwell-equação-faraday

Lei e relatividade de Faraday

A lei de Faraday afirma dois fatos diferentes. Um deles é que a força eletromagnética pode ser gerada através de uma força magnética sobre um fio em movimento, assim como o EMF do transformador EMF pode ser gerado com uma força elétrica devido a uma mudança no campo magnético.

No ano de 1861, James Clerk Maxwell chamou a atenção para o fato observável físico separado. Isso pode ser considerado um exemplo exclusivo em conceitos de física sempre que tal lei básica é levantada para tornar claros dois fatos tão diferentes.

Albert Einstein observou que as duas condições comunicavam em direção a um movimento comparativo entre um ímã e um condutor, e o resultado permanecia inalterado por qual estava viajando. Esta foi uma das principais vias que o levou a expandir a relatividade particular.

Experiência de indução eletromagnética

Sabemos que a eletricidade pode ser transportada pelo fluxo de elétrons, caso contrário, corrente. Uma das características principais e muito úteis da corrente é que ela cria seu próprio campo magnético, aplicável em diversos tipos de motores e também em aparelhos eletrodomésticos. Aqui vamos dar uma ideia sobre esse conceito explicando o experimento de indução eletromagnética.

experimento de indução eletromagnética

experimento de indução eletromagnética

Os materiais necessários para este experimento incluem principalmente fio de cobre fino, bateria de lanterna de 12 V, prego de metal longo, bateria de 9 V, chave seletora, alicate, fita isolante e clipes de papel.

  • Conexões e está funcionando
  • Pegue um longo comprimento de fio e conecte-o ao o / p positivo da chave seletora.
  • Gire o fio pelo menos 50 vezes ao redor do prego de metal para fazer um solenóide.
  • Assim que a torção do fio estiver concluída, conecte o fio ao terminal negativo da bateria.
  • Pegue um pedaço de fio e conecte-o ao terminal positivo da bateria e ao terminal negativo da chave seletora.
  • Ative o interruptor.
  • Coloque os clipes de papel perto do prego de metal.

O fluxo de corrente dentro o circuito fará com que o prego de metal seja magnético e também magnetizará clipes de papel. Aqui, uma bateria de 12V irá gerar um ímã mais forte em comparação com a bateria de 9V.

Formulários

Os princípios de indução eletromagnética podem ser aplicados em vários dispositivos, bem como sistemas. Alguns dos exemplos de indução eletromagnética incluem o seguinte.

  • Transformadores
  • Motores de indução
  • Geradores elétricos
  • Formação eletromagnética
  • Medidores de efeito Hall
  • Pinça Atual
  • Cozimento por indução
  • Medidores de fluxo magnético
  • Tablet gráfico
  • Soldagem por indução
  • Carga indutiva
  • Indutores
  • Uma lanterna que é alimentada mecanicamente
  • Anel de Rowland
  • Pickups
  • Estimulação magnética transcraniana
  • Transferência de energia sem fio
  • Selagem por indução

Portanto, isso é tudo sobre Indução eletromagnética . É um método onde um condutor está localizado dentro de um campo magnético variável que causará a invenção de uma voltagem através do condutor. Isso causará uma corrente elétrica. O princípio da indução eletromagnética pode ser aplicado em diferentes aplicações, como transformadores, indutores, etc. Esta é a base de todos os tipos de motores e geradores elétricos que podem ser usados ​​para gerar eletricidade a partir do movimento da eletricidade. Aqui está uma pergunta para você, que descobriu a indução eletromagnética?