Zjawisko indukcji elektromagnetycznej

1.Indukcja elektromagnetyczna

Zjawisko powstawania siły elektromotorycznej, a w zamkniętym obwodzie także prądu, gdy zmienia się strumień pola magnetycznego obejmujący przewodnik lub cewkę.

2.Prąd indukcyjny

Prąd elektryczny powstający w zamkniętym obwodzie na skutek indukcji elektromagnetycznej. Pojawia się tylko wtedy, gdy zmienia się pole magnetyczne lub zmienia się położenie przewodnika względem pola.

3.Siła elektromotoryczna indukcji

Napięcie powstające w wyniku indukcji elektromagnetycznej. Oznacza się je zwykle jako $\mathcal{E}$ i jest ono przyczyną przepływu prądu indukcyjnego w zamkniętym obwodzie.

4.Strumień magnetyczny

Wielkość opisująca, jak silnie pole magnetyczne przenika przez daną powierzchnię. Im większe pole, większa powierzchnia lub korzystniejsze ustawienie, tym większy strumień magnetyczny.

5.Warunek zajścia indukcji

Indukcja zachodzi wtedy, gdy zmienia się strumień magnetyczny. Można to uzyskać przez zmianę natężenia pola, ruch magnesu lub przewodnika, zmianę powierzchni pętli albo zmianę jej ustawienia.

6.Prawo Faradaya

Wartość siły elektromotorycznej indukcji jest proporcjonalna do szybkości zmian strumienia magnetycznego. Im szybciej zmienia się strumień, tym większa jest indukowana siła elektromotoryczna.

7.Wzór Faradaya

Prawo Faradaya zapisuje się jako $\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$, a dla cewki o $N$ zwojach: $\mathcal{E} = -N\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$. Znak minus wynika z reguły Lenza.

8.Reguła Lenza

Kierunek prądu indukcyjnego jest taki, że wytworzone przez niego pole magnetyczne przeciwdziała przyczynie, która ten prąd wywołała. To wyjaśnia znak minus w prawie Faradaya.

9.Doświadczenie z magnesem i cewką

Gdy magnes zbliża się do cewki lub oddala od niej, wskazówka galwanometru wychyla się, bo zmienia się strumień magnetyczny. Gdy magnes i cewka są nieruchome względem siebie, prąd nie płynie.

10.Rola cewki

Cewka wzmacnia efekt indukcji, ponieważ składa się z wielu zwojów. Im więcej zwojów, tym większa może być indukowana siła elektromotoryczna przy tej samej zmianie strumienia.

11.Prądnica

Urządzenie, które zamienia energię mechaniczną na elektryczną dzięki indukcji elektromagnetycznej. Obracanie cewki w polu magnetycznym lub magnesu przy cewce powoduje powstawanie napięcia.

12.Transformator

Urządzenie wykorzystujące indukcję elektromagnetyczną do zmiany wartości napięcia prądu przemiennego. Działa dzięki zmiennemu polu magnetycznemu wytwarzanemu przez uzwojenie pierwotne.

13.Prąd przemienny a indukcja

Prąd przemienny stale zmienia natężenie i kierunek, więc wytwarza zmienne pole magnetyczne. Dzięki temu może wywoływać indukcję w sąsiednim obwodzie, na przykład w transformatorze.

14.Samoindukcja

Zjawisko powstawania siły elektromotorycznej indukcji w tym samym obwodzie, w którym zmienia się natężenie prądu. Zmienne pole własne cewki przeciwdziała zmianom tego prądu.

15.Zastosowania indukcji

Indukcja elektromagnetyczna jest wykorzystywana między innymi w prądnicach, transformatorach, kuchenkach indukcyjnych, mikrofonach dynamicznych, ładowarkach bezprzewodowych i hamulcach elektromagnetycznych.