Где находит применение явление электромагнитной индукции
Содержание
При движении электрического тока по проводнику вокруг него создаётся магнитное поле. Данное явление послужило основой различным электромагнитам, что находят своё применение во многих областях. Были сделаны предположения, что возможно и обратное явление, когда причиной появления электрического тока в самом проводнике может стать магнитное поле.
Немного теории
Майкл Фарадей при проведении собственных лабораторных исследований выявил, что изменения магнитного поля, возникшие в замкнутой проводящей электрической цепи, способствуют образованию электротока. Это и есть явление электромагнитной индукции. Непосредственно сам электроток, получаемый таким способом, называется индукционным. Это изобретение легло в основу многих современных устройств, широко применяется как для промышленных, так и бытовых нужд.
Электромагнитная индукция — это явление, которое даже в своём названии содержит два ключа, комбинацию двух компонентов. Речь идёт про электрические и магнитные явления соответственно, которые между собой неразрывно связаны. Они оказывают взаимное влияние друг на друга, из чего при правильном подходе можно извлечь различные эффекты. С одной стороны, при движении электрических зарядов создаётся магнитное поле. И это действует также наоборот, то есть, изменения магнитного поля оказывают влияние на перемещение электрических зарядов, что образует электрический ток.
Генерирование электрического тока провоцирует образование магнитного поля, подвергающегося изменениям, что присуще не каждому полю. Стабильное магнитное поле не способно спровоцировать движение зарядов электричества и соответственно генерирование индукционного электротока.
Из закона об электромагнитной индукции следует, что внутри каждого замкнутого контура может возникать ЭДС. Одновременно с этим величина её будет определена скоростью изменения магнитного потока, пронизывающего конкретный контур. Но вышеупомянутое значение берётся со знаком «минус», что является общепринятой практикой.
Особенности применения
Наиболее популярными направлениями, где используются законы ЭМИ, считается область работы большинства двигателей, а также генераторов тока. В вышеназванные устройства закладывается достаточно простой принцип действия, который без применения ЭДС был бы недоступен.
Применение электромагнитной индукции позволяет создавать различные по конструкции, но схожие по принципу действия механизмы. Вышеупомянутые электродвигатели и генераторы также отличаются конструктивно, но имеют подобное внутреннее устройство. Они оснащаются статором, а ещё подвижным ротором, взаимодействующим друг с другом благодаря вращающимся электромагнитным полям.
Для лучшего понимания вышеизложенных принципов можно привести некоторые дополнительные примеры и рассмотреть их более подробно.
Генератор тока
Это устройство создаётся достаточно просто. Прежде всего, понадобится спровоцировать изменение магнитного поля, как вариант при помощи перемещаемого магнита. Этого можно добиться сторонним воздействием на магнит, находящийся в пределах замкнутой цепи. Подобные манипуляции спровоцируют образование электрического тока в системе. Созданный таким образом генератор позволит в дальнейшем при его применении на электростанциях трансформировать механическую энергию в электрическую. После этого выработанное электричество направляется к пользователям. Передача осуществляется по проводам, энергия может быть использована для различных нужд.
Источниками механической энергии могут быть следующие явления:
- Сжигание угля.
- Движение воды.
- Сила ветра.
- Сгорание дизельного топлива.
Это наиболее распространённые источники механической энергии, в действительности их может быть гораздо больше.
Расходомеры и счётчики
Применяется рассматриваемый принцип в некоторых измерительных приборах. Алгоритм работы основывается на задействовании закона Фарадея непосредственно для проводника, пребывающего в магнитном поле.
ЭДС наводится в массиве электропроводящего вещества, что движется в магнитном поле. Она пропорциональна скорости потока и преобразуется электроникой в электронный сигнал (аналоговый либо же цифровой). Далее необходимые сведения отображаются на экране или циферблате.
Электродвигатель
Для создания электродвигателя используется обратный принцип и порядок действий по сравнению с генератором. Когда от отдельного источника по цепи пускается ток, то расположенный внутри этой цепи магнит начинает движение. Это происходит под влиянием магнитного поля, образованного непосредственно электрическим током.
Примерами применения электродвигателей можно назвать:
- Миксеры.
- Пылесосы.
- Электронные мясорубки.
- Кулеры
- Фены и другое
Электромагнитная индукция и использование магнитных сил составляют основу многочисленных приборов бытовых и промышленных. Такие решения позволяют минимизировать либо упростить ручной труд.
Магнитотерапия
Радиоволны, излучение рентгена, а ещё свет занимают различные позиции в спектрах частот.
К этому перечню причисляются всевозможные электромагнитные излучения. Как правило, они характеризуются магнитными, электрическими полями, что в непрерывном режиме обоюдно связаны.
Генератор постоянного электротока
Якорь машины будет крутиться, находясь под действием момента передаваемого извне. Его пронизывает постоянный магнитный ток, который образовался между полюсами самого статора.
В магнитном поле двигаются проводники обмотки якоря, поэтому в них образуется ЭДС, а её направление может быть определено по правилу «правой руки». Одновременно с этим на одной из щёток по отношению ко второй возникает позитивный потенциал. В момент подключения нагрузки на зажимы, начинает идти электроток.
Синхрофазотрон
Электромагнитная индукция находит своё применение и в таких видах устройств, как синхрофазотроны.
В данном подходе магнитным полем считают специфичную форму материи, которая состоит из заряженных частиц. Для доступа вглубь атомов со стремлением их исследования применяют заряженные частицы. Вводится определение силы Лоренца. Это сила, с которой некое магнитное поле воздействует на отдельную заряженную частицу в момент движения.
Радиовещание
Электромагнитная волна — это обоюдно порождающие себя поля, которые в итоге формируют единое переменное электромагнитное поле.
Оно в свою очередь возбуждается изменяющимся током, образует в своём окружении электрополе, которое в дальнейшем возбуждает магнитное поле. В случае возникновения в зоне, где располагается провод с электротоком, электромагнитное поле способно распространяться по пространству со скоростью света.
Трансформаторы
Трансформаторы имеют широкое применение. Они задействуются в процессе передачи электричества на большие дистанции и его распределения между приёмниками.
Находят трансформаторы применение в таких категориях механизмов:
- сигнализационных;
- усилительных;
- выпрямительных.
Главным свойством, на котором основывается вся работа трансформаторных устройств, считается именно взаимоиндукция. Принцип действия трансформатора базируется на видоизменении энергии переменным магнитным полем.
Внутри конструкции расположен сердечник, состоящий из изолированных между собой пластин. На него помещаются несколько обмоток в виде катушек изготовленных из изолированного провода. Выделяется понятие первичной и вторичной обмотки. Первичная — это та, к которой непосредственно подключается переменный электроток. Количество витков на вторичной обмотке может в несколько раз повысить электронапряжение либо понизить. Это происходит благодаря тому, что в сердечнике первичной обмотки создаётся магнитное поле, которое непосредственно пересекает витки вторичной.
Индукционные печи
Свойства электромагнитной индукции находят применение не только в области использования проводов, обмоток. Оно также проявляет себя внутри разных массивных металлических объектов. Возникающие в таких предметах электротоки называют вихревыми. В момент работы некоторых видов оборудования они могут провоцировать нагрев как магнитопровода, так и всего корпуса в целом.
Чтобы предотвратить подобное негативное явление, требуются сердечники из тонколистного металла. Дополнительно используется изолирование при помощи нанесения слоя лака, что препятствует проникновению наведенных токов. Для индукционного нагрева можно не лимитировать вихревые электротоки, а создавать условия для их полноценного прохождения. Это помогает в создании повышенных температур, необходимых для промышленных нужд.
Заключение
Очевидно, что явление электромагнитной индукции имеет широкое применение в технике и различных областях промышленности. Это объясняется простотой воссоздания необходимых условий для полноценной работы данного принципа, возможностью его применения, как в компактных, так и массивных конструкциях.
(голосов: 2, средняя оценка: 4,50 из 5)
Загрузка...
