전자기 유도

도체의 EMF 유도에서의 모습

넣으면 자기장 이동하면서 필드 라인을 가로지르도록 와이어를 이동하면 와이어가 기전력EMF 유도라고합니다.

유도 EMF는 도체 자체가 정지 상태를 유지하고 자기장이 이동하여 도체의 힘선과 교차하는 경우에도 도체에서 발생합니다.

유도 EMF가 유도되는 도체가 외부 회로에 닫히면 이 EMF의 작용에 따라 회로를 통해 전류가 흐릅니다. 유도 전류.

도체가 자기장선을 통과할 때 도체에 EMF가 유도되는 현상을 전자기 유도라고 합니다.

전자기 유도는 역 과정, 즉 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것입니다.

전자기 유도 현상은 널리 사용됩니다. 전기 공학… 다양한 전기 기계의 장치는 용도에 따라 다릅니다.

EMF 유도의 크기와 방향

이제 도체에 유도된 EMF의 크기와 방향이 무엇인지 생각해 봅시다.

유도 EMF의 크기는 단위 시간당 전선을 가로지르는 힘선의 수, 즉 현장에서 전선이 움직이는 속도에 따라 달라집니다.

유도 EMF의 크기는 자기장에서 도체의 이동 속도에 정비례합니다.

유도된 EMF의 크기는 또한 필드 라인이 교차하는 와이어 부분의 길이에 따라 달라집니다. 필드 라인과 교차하는 도체 부분이 클수록 도체에 유도된 EMF가 커집니다. 마지막으로, 자기장이 강할수록, 즉 유도가 클수록 이 자기장을 가로지르는 도체의 EMF가 커집니다.

따라서 도체가 자기장에서 움직일 때 도체에서 발생하는 유도의 EMF 값은 자기장의 유도, 도체의 길이 및 이동 속도에 정비례합니다.

이 종속성은 공식 E = Blv로 표현됩니다.

여기서 E는 유도 EMF입니다. B — 자기 유도; 나는 와이어의 길이입니다. v는 와이어의 속도입니다.

자기장에서 움직이는 도체에서 유도의 EMF는 이 도체가 필드의 자기장 선과 교차하는 경우에만 발생한다는 점을 확실히 기억해야 합니다. 도체가 필드 라인을 따라 이동하면, 즉 교차하지 않고 미끄러지는 것처럼 보이면 EMF가 유도되지 않습니다. 따라서 위의 공식은 도선이 자기력선에 수직으로 움직일 때만 유효합니다.

유도된 EMF의 방향(및 전선의 전류)은 전선이 움직이는 방향에 따라 달라집니다. 유도된 EMF의 방향을 결정하기 위한 오른손 법칙이 있습니다.

자기장 선이 들어가도록 오른손 손바닥을 잡고 구부러진 엄지 손가락이 도체의 이동 방향을 나타내면 확장 된 네 손가락이 유도 EMF의 작용 방향과 방향을 나타냅니다 도체의 전류.

오른손 법칙

코일의 EMF 유도

우리는 이미 와이어에서 유도 EMF를 생성하기 위해 와이어 자체 또는 자기장을 자기장으로 이동해야 한다고 말했습니다. 두 경우 모두 와이어는 필드의 자기장 라인과 교차해야 합니다. 그렇지 않으면 emf가 유도되지 않습니다. 유도 기전력과 그에 따른 유도 전류는 직선 와이어뿐만 아니라 코일로 꼬인 와이어에서도 발생할 수 있습니다.

실내로 이동할 때 코일 영구 자석의 경우 자석의 자속이 코일의 권선을 교차한다는 사실, 즉 자석 필드에서 직선을 움직일 때와 같은 방식으로 인해 EMF가 유도됩니다.

자석이 천천히 코일로 내려 가면 그에서 발생하는 EMF가 너무 작아서 장치의 바늘이 벗어나지 않을 수도 있습니다. 반대로 자석이 코일에 빠르게 삽입되면 화살표의 편향이 커집니다. 이것은 유도 EMF의 크기와 그에 따른 코일의 전류 강도가 자석의 속도, 즉 필드의 필드 라인이 코일의 회전을 얼마나 빨리 교차하는지에 따라 달라짐을 의미합니다. 이제 교대로 처음에 강한 자석과 약한 자석을 같은 속도로 코일에 삽입하면 강한 자석을 사용하면 장치의 바늘이 더 큰 각도로 이탈한다는 것을 알 수 있습니다.즉, 유도 EMF의 크기와 그에 따른 코일의 전류 강도는 자석의 자속 크기에 따라 달라집니다.

마지막으로, 동일한 자석이 동일한 속도로 도입되면 먼저 많은 회전 수의 코일에 도입된 다음 훨씬 작은 수로 도입되면 첫 번째 경우 장치의 바늘이 다음보다 더 큰 각도로 이탈합니다. 두번째. 이것은 유도 EMF의 크기와 그에 따른 코일의 전류 강도가 권선 수에 따라 달라진다는 것을 의미합니다. 영구 자석 대신 전자석을 사용하면 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

코일에서 EMF의 유도 방향은 자석의 이동 방향에 따라 달라집니다. 유도 EMF의 방향을 결정하는 방법은 E. H. Lenz가 제정한 법률에 나와 있습니다.

렌츠의 전자기 유도 법칙

코일 내부의 자속의 변화는 유도 EMF의 출현을 동반하며 코일을 관통하는 자속의 변화가 빠를수록 EMF가 커집니다.

유도 EMF가 생성되는 코일이 외부 회로에 닫히면 유도 전류가 회전하여 와이어 주위에 자기장이 생성되어 코일이 솔레노이드로 변합니다. 변화하는 외부 자기장이 코일에 유도 전류를 유도하고 코일 주위에 자체 자기장, 즉 전류 필드를 생성한다는 것이 밝혀졌습니다.

이 현상을 연구하면서 E. H. Lenz는 코일의 유도 전류 방향과 그에 따라 유도 EMF의 방향을 결정하는 법칙을 확립했습니다.자속이 변할 때 코일에서 발생하는 유도의 기전력은 이 전류에 의해 생성된 코일의 자속이 외부 자속의 변화를 방지하는 방향으로 코일에 전류를 생성합니다.

Lenz의 법칙은 전선의 모양과 외부 자기장의 변화가 어떻게 달성되는지에 관계없이 전선에 전류가 유도되는 모든 경우에 유효합니다.

검류계의 단자에 연결된 와이어 코일을 기준으로 영구 자석이 움직이거나 코일이 자석을 기준으로 움직이면 유도 전류가 발생합니다.

거대한 도체의 유도 전류

변화하는 자속은 코일의 권선뿐만 아니라 거대한 금속 도체에서도 EMF를 유도할 수 있습니다. 거대한 도체의 두께를 관통하는 자속은 EMF를 유도하여 유도 전류를 생성합니다. 이들은 소위 맴돌이 전류 단선 위에 퍼져 단락됩니다.

변압기의 코어, 다양한 전기 기계 및 장치의 자기 코어는 발생하는 유도 전류에 의해 가열되는 거대한 와이어 일뿐입니다.이 현상은 바람직하지 않으므로 유도 전류의 크기를 줄이기 위해 전기 기계와 변압기 코어는 거대하지 않지만 종이 또는 절연 바니시 층으로 서로 절연 된 얇은 시트로 구성됩니다. 따라서 도체의 질량을 따라 맴돌이 전류가 전파되는 경로가 차단됩니다.

그러나 실제로는 맴돌이 전류가 유용한 전류로도 사용되는 경우가 있습니다. 이러한 전류의 사용은 예를 들어 작업을 기반으로 합니다. 유도 가열로, 전기 계량기 전기 측정 기기의 움직이는 부품의 소위 자기 댐퍼.

또한보십시오: 회화의 전자기 유도 현상