Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και εναλλασσόμενα ρεύματα

Όταν το μαγνητικό πεδίο μεταβάλλεται συνεχώς ως αποτέλεσμα ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.

Με απλή γλώσσα λέμε ότι, όποτε αλλάζει ο αριθμός των μαγνητικών γραμμών δύναμης που διέρχονται από ένα κύκλωμα, παράγεται EMF στο κύκλωμα. Εάν το κύκλωμα είναι κλειστό, το ρεύμα ρέει μέσα από αυτό. Το EMF και το παραγόμενο ρεύμα ονομάζονται επαγόμενο EMF και επαγόμενο ρεύμα και διαρκούν μόνο όσο αλλάζει η μαγνητική ροή. αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ:

Ο αριθμός των γραμμών μαγνητικού πεδίου που διέρχονται από την επιφάνεια όταν η επιφάνεια τοποθετείται σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο ονομάζεται μαγνητική ροή.

Μαγνητική ροή=BA

Από τον τύπο, μπορούμε να ορίσουμε τη μαγνητική ροή ως το γινόμενο του μεγέθους του πεδίου και της περιοχής του επιπέδου.

Η μονάδα SI της μαγνητικής ροής είναι Weber(Wb).

Εάν το μαγνητικό πεδίο αντί να είναι κάθετο στο επίπεδο κάνει γωνία θήτα με την κάθετη στο επίπεδο, τότε η μαγνητική ροή που συνδέεται με το επίπεδο θα είναι ίση με το γινόμενο της συνιστώσας του μαγνητικού πεδίου που είναι κάθετη στο επίπεδο και του εμβαδού του το αεροπλάνο. Έτσι,

Magnetic flux(fi)=BA cos

εδώ, είναι η γωνία μεταξύ μαγνητικού πεδίου και διανύσματος περιοχής

Και A=περιοχή που υπάρχει στο μαγνητικό πεδίο.

ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΛΛΑΓΗΣ ΤΗΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΡΟΗΣ:

Περιστρέφοντας το πηνίο στο μαγνητικό πεδίο (δηλαδή αλλάζοντας )
Αλλάζοντας το A
Με την αλλαγή του μαγνητικού πεδίου B

ΝΟΜΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΟΔΙΑΣ:

ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ FARADAY :Ο νόμος του Faraday λέει για το πώς δημιουργείται το EMF όταν αλλάζει η ποσότητα του ηλεκτρικού ρεύματος μέσω της αλλαγής του μαγνητικού πεδίου.

Ο Πρώτος Νόμος του Faraday δηλώνει ότι «Σε οποιονδήποτε βρόχο, το μαγνητικό πεδίο αλλάζει συνεχώς σε σχέση με το χρόνο που παράγεται το EMF σε αυτόν τον βρόχο».

Αυτό είναι επίσης γνωστό ως Νόμος του Neumann.

Ο δεύτερος νόμος του Faraday δηλώνει ότι το μέγεθος του επαγόμενου EMF σε ένα κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογο με το ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής που συνδέεται με το κύκλωμα.

ΝΟΜΟΣ LENZ:

Δηλώνει ότι το ρεύμα που προκαλείται σε ένα κύκλωμα ρέει πάντα προς μια τέτοια κατεύθυνση όπου αντιτίθεται στην αλλαγή ή στην πορεία που το παράγει.

ΕΠΑΓΩΓΗ :

Ένα ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να προκληθεί ή όχι σε ένα πηνίο από μια αλλαγή στη ροή που παράγεται από ένα άλλο πηνίο γύρω του ή από αλλαγή ροής λόγω του ίδιου πηνίου.

Εξαρτάται από τη γεωμετρία του πηνίου και τις εγγενείς ιδιότητες του υλικού.

ΑΥΤΟΕΠΑΓΩΓΗ:

Η αυτοεπαγωγή ονομάζεται επίσης ηλεκτρική αδράνεια. Είναι μια ιδιότητα του πηνίου μέσω της οποίας αντιτίθεται σε κάθε είδους αύξηση ή αποσύνθεση του ρεύματος στο κύκλωμα παράγοντας επαγόμενο ρεύμα, που ονομάζεται επίσης αντίστροφο EMF στο πηνίο.

ΑΜΟΙΒΑΙΑ ΕΠΑΦΗ:

Αν αλλάξουμε οποιαδήποτε ισχύ του ρεύματος στο πρώτο πηνίο επαγόμενο EMF αναπτύσσεται σε άλλο πηνίο, το φαινόμενο που ονομάζεται αμοιβαία επαγωγή.

ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΡΕΥΜΑ:

Εναλλασσόμενο ρεύμα είναι το ρεύμα του οποίου το μέγεθος αλλάζει με το χρόνο και η φορά αντιστρέφεται περιοδικά. Διαφέρει σαν συνάρτηση αμαρτίας.

Επίσης, το εναλλασσόμενο EMF αλλάζει σε μέγεθος συνεχώς με το χρόνο και αντιστρέφει την κατεύθυνσή του περιοδικά.

ΜΕΣΗ Ή ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΤΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ΗΜΙΚΥΚΛΟ:

Κάθε τιμή AC (ισοδύναμη με DC) είναι εκείνο το σταθερό ρεύμα που ρέει την ίδια ποσότητα φόρτισης σε μισό κύκλο με την ίδια αντίσταση όπως γίνεται από το AC (μεταβλητό ρεύμα) στο ίδιο χρονικό διάστημα.

Η μέση τιμή του ρεύματος στο μισό κύκλο είναι

I(μέση τιμή)=63,6% I

Αυτό μπορεί να υπολογιστεί με ενσωμάτωση.

ΡΙΖΑ ΜΕΣΗ ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΗ ΤΙΜΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ:

Η μέση τετραγωνική τιμή ρίζας του εναλλασσόμενου ρεύματος ορίζεται ως η τετραγωνική ρίζα του μέσου όρου του I2 κατά τη διάρκεια ενός πλήρους κύκλου, όπου I είναι η στιγμιαία τιμή του εναλλασσόμενου ρεύματος.

Η τιμή RMS του ρεύματος είναι

I(rms)=70,7% I

ΦΑΣΩΡΕΣ ΚΑΙ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΦΑΣΟΡ:

Τα (περιστρεφόμενα) διανύσματα που αντιπροσωπεύουν το ρεύμα και την τάση ονομάζονται «φασές».

Ένα διάγραμμα που αντιπροσωπεύει εναλλασσόμενο ρεύμα και εναλλασσόμενη τάση (της ίδιας συχνότητας) ως περιστρεφόμενα διανύσματα (φάσες) με τη γωνία φάσης μεταξύ τους ονομάζεται διάγραμμα φάσης.

ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ AC:

Μόνο κύκλωμα που περιέχει αντίσταση

Σε μια καθαρή αντίσταση το ρεύμα είναι πάντα σε φάση με την εφαρμοζόμενη τάση.

Κύκλωμα που περιέχει μόνο επαγωγή

Σε έναν κακό αγωγό, το ρεύμα υστερεί σε σχέση με την τάση κατά γωνία φάσης (π/2) ή 90°.

Μόνο κύκλωμα που περιέχει χωρητικότητα

Σε έναν καθαρό πυκνωτή, το ρεύμα οδηγεί την τάση κατά γωνία φάσης 90°.

Κύκλωμα που περιέχει επαγωγή και αντίσταση σε σειρά (κύκλωμα σειράς L-R)

Στο κύκλωμα L-R, η εφαρμοζόμενη τάση οδηγεί το ρεύμα.

Κύκλωμα που περιέχει χωρητικότητα και αντίσταση σε σειρά (κύκλωμα σειράς C-R)
Κύκλωμα που περιέχει επαγωγή και χωρητικότητα (κύκλωμα L-C)
Κύκλωμα που περιέχει επαγωγική χωρητικότητα και αντίσταση σε σειρά (κύκλωμα σειράς L-C-R)

Εδώ έχουμε τρεις περιπτώσεις:

Όταν L>1/C, τότε το μαύρισμα είναι θετικό, δηλαδή είναι θετικό. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση οδηγεί το ρεύμα.
Όταν L<1/C, τότε το μαύρισμα είναι αρνητικό, δηλαδή αρνητικό. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση υστερεί σε σχέση με το ρεύμα.
Όταν L =1/C, τότε tan =0, δηλαδή =0. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση και το ρεύμα είναι σε φάση.

ΤΡΙΓΩΝΟ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ:

Το ορθογώνιο τρίγωνο του οποίου η βάση, η υποτείνουσα και η κάθετη εκφράζονται με όρους αντίστασης και Αντίδρασης και σύνθετης αντίστασης των στοιχείων του κυκλώματος.

ΡΕΥΜΑ ΑΥΤΟ:

Εάν η αντίσταση σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος είναι μηδέν, αν και ρέει ρεύμα στο κύκλωμα, ωστόσο η μέση ισχύς παραμένει μηδέν, δηλαδή δεν υπάρχει διασπορά ενέργειας στο κύκλωμα. Το ρεύμα σε ένα τέτοιο κύκλωμα ονομάζεται ρεύμα χωρίς wattles.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ:

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι η διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος με τη βοήθεια ενός μαγνητικού πεδίου. Εμφανίζεται όταν υπάρχει μαγνητικό πεδίο σε έναν ηλεκτρικό αγωγό που κινείται το ένα σε σχέση με το άλλο.

Εναλλασσόμενο ρεύμα είναι το ρεύμα του οποίου το μέγεθος αλλάζει με το χρόνο και η φορά αντιστρέφεται περιοδικά.

Το AC αποτελείται από πολλά κυκλώματα όπως το κύκλωμα LCR κύκλωμα CR και το κύκλωμα που περιέχει μόνο χωρητικότητα, ένα κύκλωμα που περιέχει μόνο επαγωγή, ένα κύκλωμα που περιέχει μόνο αντίσταση.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει μέσω της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας δημιουργώντας μια αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο που θα προκαλέσει τη ροή ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής και ηλεκτρικού ρεύματος στον συρμάτινο βρόχο.