Wat is elektromagnetische inductie?

Elektromagnetische inductie is wanneer een stroom wordt geïnduceerd in een geleider vanwege een veranderend extern magnetisch veld. Dit is een gevolg van de magnetische kracht op de vrije elektronen in het materiaal. De grootte van de kracht is afhankelijk van hoe snel het magnetische veld verandert. Als dit het gevolg is van een bewegende magneet, is de kracht evenredig met hoe snel de magneet beweegt. Stationaire of constante magnetische velden wekken geen stroom op.

Wanneer een elektrische stroom door een geleidend object stroomt, zoals een draad, ontstaat een magnetisch veld. Dit magnetische veld wordt rond de draad gecreëerd en de sterkte ervan is afhankelijk van de hoeveelheid stroom. Het tegenovergestelde van dit fenomeen is elektromagnetische inductie, waarbij een stroom wordt geïnduceerd in een draad of ander geleidend materiaal door een veranderend magnetisch veld.

Een van de belangrijkste dingen om te onthouden over elektromagnetische inductie is dat het alleen kan worden veroorzaakt door een veranderend magnetisch veld. Als een persoon een magneet naar een draad beweegt, wordt er een stroom in een bepaalde richting gecreëerd. Door de magneet weg van de draad te bewegen, wordt een stroom in de tegenovergestelde richting opgewekt. Als de magneet naast de draad staat, wordt er echter geen stroom geïnduceerd.

Elektromagnetische inductie is mogelijk vanwege de elektronen in de draad of ander geleidend materiaal. Terwijl de magneet wordt verplaatst, beweegt het bijbehorende magnetische veld mee. De vrije elektronen in de draad, die negatief zijn geladen, voelen een kracht van de magneet die ervoor zorgt dat ze stromen. In wiskundige termen is de grootte van de kracht op de elektronen evenredig met de snelheid van verandering van het magnetische veld. Dit is de reden waarom stationaire magneten geen stroom induceren - omdat in deze situatie de snelheid van verandering nul is.

Als een magneet in een richting in de richting van een draad wordt verplaatst, stroomt de stroom in een richting. Dit staat bekend als gelijkstroom (DC). Wisselstroom (AC) is echter vaak nuttiger en is het type stroom dat wordt gebruikt in moderne elektriciteitsnetwerken. Om een ​​wisselstroom te induceren, kan een magneet in een cyclische beweging naar en van de geleider worden bewogen.

Er zijn een aantal praktische toepassingen voor elektromagnetische inductie. Pickups in gitaren gebruiken bijvoorbeeld soms elektromagnetische inductie om trillingen te detecteren en om te zetten in een elektrische stroom. Andere toepassingen zijn inductiemotoren, elektrische generatoren en inductiekookplaten.