Inukcja elektromagnetyczna

Strumień indukcji magnetycznej – jest równy iloczynowi skalarnemu wektora indukcji magnetycznej i wektora powierzchni (- ma wartość równą polu powierzchni, natomiast kierunek prostopadły do tej powierzchni. F=B®*s® , F=Bs cosa
Zjawisko powstawania prądu w obwodzie przez który przechodzi zmienny strumień indukcji magnetycznej nazywamy indukcją elektromagnetyczną. Powstający w wyniku tego zjawiska prąd nazywamy prądem indukcyjnym. Strumień indukcji magnetycznej możemy zmienić: a) zmieniając B b) zmieniając s c) zmieniając kąt między B i s (np. obracając ramkę w polu magnetycznym) Kierunek prądu indukcyjnego określa reguła Lenza. Prąd indukcyjny płynie zawsze w takim kierunku aby jego własne pole magnetyczne przeciwstawiało się zmianom strumienia magnetycznego, dzięki którym powstał. Kierunek ten możemy wyznaczyć za pomocą reguły lewej dłoni.
Napięcie, które powstaje w obwodzie, w którym płynie prąd indukcyjny nazywamy siłą elektromotoryczną indukcji i oznaczamy SEM lub Eind. Eind=- ΔF/ Δt = Bvl Siłą elektromotoryczna jest równa szybkości zmian strumienia indukcji magnetycznej w czasie. Mierzy się ją w Watach (V).
Jeżeli w obwodzie płynie zmienny prąd elektryczny to wytwarza on swoje własne zmienne pole magnetyczne. To zmienne pole magnetyczne jest źródłem dodatkowej siły elektrodynamicznej zwanej siłą elektromotoryczną samoindukcji lub indukcji własnej (Esind). Esind oddaje się do napięcia obwodu jeżeli natężenie prądu maleje tego wywołującego, zaś odejmuje gdy natężenie prądu rośnie. Esind=-L ΔJ/ Δt Siła elektromotoryczna samoindukcji jest proporcjonalna do szybkości zmiany natężenia prądu w obwodzie L – współczynnik proporcjonalności nazwany współczynnikiem indukcji własnej obwodu, zależy od samego obwodu , jest charakterystyczny dla danego obwodu. [L] = 1H (henr) honr Szczególne znaczenie w obwodach elektrycznych ma współczynnik samoindukcji indukcyjnych zwoinjc. L=SN2μ/l



Siła elektromotoryczna jest proporcjonalna do liczny zwojnic. Transformator składa się z dwóch zwojnic o różnej liczbie zwojów osadzonych na wspólnym rdzeniu z ferromagnetyka. Zmienny prąd płynący przez uzwojenie pierwotne powoduje powstanie zmiennego pola magnetycznego w rdzeniu, w drugiej zwojnicy powstaje więc prąd indukcyjny i siłą elektromotoryczna indukcji.
Dla każdego transformatora spełniona jest zależność: n2/n1=u2/u1=p – przekładnia transformatora
1) n2>n1=>u2>u1=>p>1 – taki transformator podnosi napięcie
2) n2u2p<1 – taki transformator obniża napięcie
Z zasady zachowania energii wynika: praca wykonana przez prąd w obwodzie pierwotnym musi być równa pracy w obwodzie wtórnym. U2/U1=I1/I2
Ramka z przewodnikiem obraca się ze stałą prędkością kątową równą ω=2π/T=2πf, w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B. Kąt obrotu jest proporcjonalny do czasu, strumienia indukcji F=Bs cosωt, zmienia się w czasie zgodnie z wzorem dF/dt=Bssinωt
F=Bscosωt – strumień indukcji. Eind=-E0sinωt – amplituda (wartość maksumalna) siły elektromotorycznej w danym obwodzie.
Jeżeli siła elektromotoryczna zmienia się w czasie sinusoidalnie to taki prąd nazywamy prądem przemiennym. Jeżeli przez odbiornik o oporze R płynie prąd przemienny to natęrzenie tego prądu zmienia się w czasie też sinusoidalnie. I=J0sinωt, J0=Eo/R
Prąd przemienny wytwarzany w polsce ma częstotliwość ok. 50 Hz, czas jednej pełnej zmiany wynosi 1/50 sek – 0,02 sek.