induksi elektromagnetik

Munculnya induksi EMF konduktor

Jika Anda menempatkan Medan gaya kawat dan gerakkan sehingga melintasi garis medan saat bergerak, maka kawat akan memiliki gaya gerak listrikDisebut Induksi EMF.

EMF induksi akan terjadi pada konduktor bahkan jika konduktor itu sendiri tetap diam dan medan magnet akan bergerak, melintasi konduktor dengan garis gayanya.

Jika konduktor tempat EMF induksi diinduksi ditutup ke sirkuit eksternal apa pun, maka di bawah aksi EMF ini arus akan mengalir melalui sirkuit, yang disebut arus induksi.

Fenomena induksi EMF dalam sebuah konduktor ketika melintasi garis medan magnetnya disebut induksi elektromagnetik.

Induksi elektromagnetik adalah proses kebalikannya, yaitu konversi energi mekanik menjadi energi listrik.

Fenomena induksi elektromagnetik banyak digunakan dalam teknik listrik… Perangkat berbagai mesin listrik didasarkan pada penggunaannya.

Besar dan arah induksi EMF

Mari kita perhatikan berapa besar dan arah EMF yang diinduksi dalam konduktor.

Besarnya EMF induksi tergantung pada jumlah garis gaya yang melintasi kawat per satuan waktu, yaitu pada kecepatan pergerakan kawat di lapangan.

Besarnya EMF yang diinduksi berbanding lurus dengan kecepatan pergerakan konduktor dalam medan magnet.

Besarnya EMF yang diinduksi juga bergantung pada panjang bagian kawat yang dilintasi oleh garis medan. Semakin besar bagian konduktor yang dilintasi garis medan, semakin besar ggl induksi dalam konduktor. Terakhir, semakin kuat medan magnetnya, yaitu semakin besar induksinya, semakin besar EMF dalam konduktor yang melintasi medan ini.

Dengan demikian, nilai EMF dari suatu induksi yang terjadi pada suatu konduktor ketika bergerak dalam medan magnet berbanding lurus dengan induksi medan magnet, panjang konduktor dan kecepatan pergerakannya.

Ketergantungan ini dinyatakan dengan rumus E = Blv,

di mana E adalah EMF induksi; B — induksi magnetik; I adalah panjang kawat; v adalah kecepatan kawat.

Harus diingat dengan tegas bahwa dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet, EMF induksi hanya terjadi jika konduktor ini dilintasi oleh garis medan magnet medan. Jika konduktor bergerak di sepanjang garis medan, yaitu, tidak berpotongan, tetapi tampak meluncur di sepanjang garis tersebut, maka tidak ada EMF yang diinduksi di dalamnya. Oleh karena itu, rumus di atas hanya berlaku bila kawat bergerak tegak lurus terhadap garis medan magnet.

Arah ggl induksi (serta arus dalam kabel) bergantung pada arah pergerakan kabel. Ada aturan tangan kanan untuk menentukan arah EMF yang diinduksi.

Jika Anda memegang telapak tangan kanan Anda sehingga garis-garis medan magnet masuk, dan ibu jari yang tertekuk akan menunjukkan arah pergerakan konduktor, maka keempat jari yang terulur akan menunjukkan arah aksi EMF yang diinduksi dan arahnya dari arus dalam konduktor.

Aturan tangan kanan

Induksi EMF di koil

Kami telah mengatakan bahwa untuk membuat EMF induksi dalam sebuah kawat, perlu untuk memindahkan kawat itu sendiri atau medan magnet ke dalam medan magnet. Dalam kedua kasus, kabel harus dilintasi oleh garis medan magnet medan, jika tidak, ggl tidak akan diinduksi. Ggl induksi, dan karenanya arus induksi, dapat terjadi tidak hanya pada kawat lurus, tetapi juga pada kawat yang dipilin menjadi kumparan.

Saat bergerak ke dalam gulungan dari magnet permanen, EMF diinduksi di dalamnya karena fakta bahwa fluks magnet magnet melintasi belitan koil, yaitu, dengan cara yang sama seperti saat menggerakkan kawat lurus di medan magnet.

Jika magnet diturunkan perlahan ke dalam koil, maka EMF yang timbul di dalamnya akan sangat kecil sehingga jarum perangkat bahkan tidak menyimpang. Sebaliknya, jika magnet dengan cepat dimasukkan ke dalam koil, defleksi panah akan besar. Ini berarti bahwa besarnya EMF yang diinduksi dan, karenanya, kekuatan arus dalam koil bergantung pada kecepatan magnet, yaitu seberapa cepat garis medan medan melintasi belokan koil. Jika sekarang, secara bergantian, awalnya magnet yang kuat dan kemudian magnet yang lemah dimasukkan ke dalam koil dengan kecepatan yang sama, maka Anda akan melihat bahwa dengan magnet yang kuat, jarum perangkat akan menyimpang pada sudut yang lebih besar.Artinya, besarnya EMF yang diinduksi dan, dengan demikian, kekuatan arus dalam koil tergantung pada besarnya fluks magnet magnet.

Terakhir, jika magnet yang sama dimasukkan dengan kecepatan yang sama, pertama ke dalam kumparan dengan jumlah putaran yang banyak, dan kemudian dengan jumlah yang jauh lebih kecil, maka dalam kasus pertama jarum perangkat akan menyimpang dengan sudut yang lebih besar daripada di kedua. Ini berarti bahwa besarnya EMF yang diinduksi dan, karenanya, kekuatan arus dalam koil tergantung pada jumlah putarannya. Hasil yang sama dapat diperoleh jika elektromagnet digunakan sebagai pengganti magnet permanen.

Arah induksi EMF pada kumparan tergantung pada arah pergerakan magnet. Cara menentukan arah EMF induksi, kata hukum yang ditetapkan oleh E. H. Lenz.

Hukum induksi elektromagnetik Lenz

Setiap perubahan fluks magnet di dalam kumparan disertai dengan munculnya EMF induksi di dalamnya, dan semakin cepat perubahan fluks magnet yang menembus kumparan, semakin besar EMF di dalamnya.

Jika kumparan tempat EMF induksi dibuat ditutup ke sirkuit eksternal, maka arus induksi mengalir melalui belokannya, menciptakan medan magnet di sekitar kawat, sehingga kumparan berubah menjadi solenoida. Ternyata medan magnet luar yang berubah menginduksi arus induksi dalam kumparan, yang pada gilirannya menciptakan medan magnetnya sendiri di sekitar kumparan—medan arus.

Mempelajari fenomena ini, E. H. Lenz menetapkan hukum yang menentukan arah arus induksi dalam koil dan, karenanya, arah EMF induksi.Ggl induksi yang terjadi dalam koil ketika fluks magnet berubah di dalamnya menciptakan arus dalam koil sedemikian rupa sehingga fluks magnet koil yang diciptakan oleh arus ini mencegah perubahan fluks magnet eksternal.

Hukum Lenz berlaku untuk semua kasus induksi arus pada kabel, terlepas dari bentuk kabel dan bagaimana perubahan medan magnet luar tercapai.

Ketika magnet permanen bergerak relatif terhadap kumparan kawat yang terhubung ke terminal galvanometer, atau ketika kumparan bergerak relatif terhadap magnet, dihasilkan arus induksi.

Arus induksi dalam konduktor masif

Fluks magnet yang berubah mampu menginduksi EMF tidak hanya pada belitan koil, tetapi juga pada konduktor logam masif. Menembus ketebalan konduktor masif, fluks magnet menginduksi EMF di dalamnya, yang menciptakan arus induksi. Ini disebut arus eddy tersebar di kawat padat dan dihubung pendek di dalamnya.

Inti transformator, inti magnet dari berbagai mesin dan perangkat listrik hanyalah kabel masif yang dipanaskan oleh arus induksi yang timbul di dalamnya. Oleh karena itu, fenomena ini tidak diinginkan untuk mengurangi besarnya arus induksi, bagian dari mesin listrik dan inti trafo tidak masif, tetapi terdiri dari lembaran tipis yang diisolasi satu sama lain dengan kertas atau lapisan pernis isolasi. Oleh karena itu, jalur perambatan arus eddy di sepanjang massa konduktor diblokir.

Namun terkadang dalam prakteknya arus eddy juga digunakan sebagai arus yang bermanfaat. Penggunaan arus ini didasarkan pada, misalnya, pekerjaan tungku pemanas induksi, meteran listrik dan apa yang disebut peredam magnet dari bagian yang bergerak dari alat pengukur listrik.

Lihat juga: Fenomena induksi elektromagnetik dalam lukisan