Wat is een elektromagnetische koppeling?

Elektromagnetische koppeling is een verschijnsel dat veel voorkomt bij elektrische bedrading en circuits waarbij een elektromagnetisch veld in de ene resulteert in een elektrische lading in de andere. Het wordt vaak aangeduid als inductieve koppeling omdat het proces plaatsvindt als gevolg van elektrische inductie, waarbij een overdracht van elektromagnetische eigenschappen van de ene locatie naar de andere plaatsvindt zonder dat fysiek contact plaatsvindt. Om elektromagnetische koppeling te laten plaatsvinden, moet er een verandering zijn in het elektromagnetische veld dat het genereert. Om deze reden produceren gelijkstroom (DC) apparaten niet het effect, maar het is gebruikelijk in wisselstroom (AC) circuits. Het principe van elektromagnetische koppeling werd ontdekt door Michael Faraday en Joseph Henry in 1831, en staat bekend als de wet van Faraday.

Wanneer een wisselstroom in een circuit of draad een spanning induceert in een andere draad, is dit meestal te wijten aan het feit dat ze zich beide dicht bij elkaar bevinden, zoals in de elektrische wikkelingen die transformatoren hebben. Dit is echter niet altijd waar, en koppeling op een onbedoelde afstand, cross-talk genoemd, kan ook optreden bij radio- en telefoonverzendingen. Opzettelijke elektromagnetische koppeling is het principe waarop transformatoren zijn gebaseerd, waarbij de stroom in spanning kan worden opgevoerd of verlaagd in een secundaire draadwikkeling op basis van het stroomniveau in een primaire wikkeling op het apparaat.

Aangezien elektromagnetische straling van nature een dubbele toestand is waarbij elektromagnetische golven uit zowel elektrische als magnetische eigenschappen bestaan, zijn koppelingen ook van twee typen. Een elektrische koppeling ontstaat wanneer een positieve of negatieve ladingsdichtheid in een draad of circuit verandert, en dit stoot af als ladingen in een andere circuitdraad. Het proces van afstoten als ladingen in nabijgelegen draad zorgt ervoor dat ze binnen de draad bewegen, en dit is de definitie van wat elektrische stroom is. Deze vorm van stroomstroming wordt vaak aangeduid als ladingskoppeling of capaciteitskoppeling.

Magnetische koppeling is de keerzijde van dit effect. Terwijl een stroom in een draad vloeit, genereert het een magnetisch veld. Met wisselstroom zal dit magnetische veld fluctueren en een veranderend magnetisch veld veroorzaken in gekoppelde circuits of draden. Magnetische velden staan ​​direct loodrecht op elektrische velden in elektromagnetische koppeling, dus het wijzigen van een magnetisch veld in het ene circuit kan de stroom in een ander circuit veranderen.

Het principe van elektromagnetische koppeling is waarop alle moderne elektromotoren, relais en transformatoren zijn gebouwd. Elektrische generatoren gebruiken het ook, net als een breed scala aan communicatie-gerelateerde apparaten, van bandband (CB) radio's tot televisies en draadloze deursloten voor gebouwen en auto's. Het kan ook schadelijk zijn voor de werking van een circuit en interferentie in telecommunicatie veroorzaken. In dit geval wordt dit vaak elektromagnetische interferentie (EMI) genoemd. Niet alle EMI is echter onbedoeld, omdat het kan worden gebruikt als een vorm van draaggolf om ook de signaalsterkte te verbeteren.