Elektromágneses indukció
Az elektromágneses indukció olyan elektromágneses kölcsönhatás, amelynek során az időben változó mágneses tér egy vezetőkörben elektromos feszültséget indukál. A jelenség felfedezése Michael Faraday nevéhez fűződik (1831), ezért a mágneses tér időbeli változását és az indukált feszültség nagyságát megadó kvantitatív összefüggést Faraday-féle indukciós törvénynek nevezik.
Az elektromágneses indukció létrejöhet mozgási indukció (pl: dinamó) és nyugalmi indukció (pl: transzformátor) révén is.
Indukált feszültség
szerkesztésIndukált feszültségről beszélünk akkor, ha egy vezetőben az elektromágneses indukció hatására jön létre feszültség. Ez a feszültség mint neve is mutatja – előállítása szempontjából – nem azonos a galvánelemek, akkumulátorok által szolgáltatott – vegyi energiának villamos energiává történő átalakítása során nyert – feszültséggel.
Elektrotechnikai szempontból csak és kizárólag indukált feszültségről beszélünk, és nem indukált áramról. A feszültség indukálódik és a feszültségkülönbség hatására jön létre elektromos áram a zárt áramkörben.
Mozgási indukció
szerkesztésA mozgási indukció során a mágneses mező és a vezető mozog egymáshoz viszonyítva. Leggyakoribb mozgásforma a forgómozgás (generátor elv), de előfordul a haladó mozgással létrehozott elektromágneses indukció is (jellemzően szemléltető eszközök esetében alkalmazzák).
Ha egy mágneses erőtérben elektromosan vezető anyag relatív elmozdulása történik, és az elmozdulásnak van a mágneses erővonalak irányára merőleges összetevője, akkor a vezetőben elektromos feszültség indukálódik. Az indukált feszültség nagysága:
ahol a mágneses indukció nagysága (Vs/m²), a vezető hatásos hossza (m), a mozgatás sebessége (m/s).
Ha egy indukciójú mágneses mezőben menetszámú tekercset mozgatunk, akkor az indukált feszültség nagysága:
Mozgási indukció esetében az indukált feszültség irányát a Lenz-törvény segítségével határozhatjuk meg.
Nyugalmi indukció
szerkesztésA nyugalmi indukció során sem a vezető, sem a mágneses mező nem mozog. Ebben az esetben az indukciót az időben változó fluxus ( ) hozza létre. A nyugalmi indukció során keletkezett feszültség nagysága egymenetes tekercs (vezető) esetén:
Ha menetű tekercsre vonatkoztatjuk, akkor:
Önindukció
szerkesztésÖnindukció esetén a mágneses mező változása, és az elektromos mező megjelenése ugyanott történik. (Legtöbbször egy elektromágneses tekercsben.) Bekapcsoláskor az önindukció késlelteti a tekercsen átfolyó áram kialakulását, kikapcsoláskor megakadályozza a tekercs áramának azonnali megszűnését.
Források
szerkesztés- Bérces Gy., Erostyák J., Klebniczki J., Litz J., Pintér F., Raics P., Skrapits L., Sükösd Cs., Tasnádi P.: A fizika alapjai, Nemzeti Tankönyvkiadó 2009 ISBN 9631932753