Wat is magnetische inductie?
Magnetische inductie, waarnaar soms wordt verwezen als elektromagnetische inductie, is het ontstaan van een geïnduceerde elektrische stroom, meestal in geleiders die zich binnen een magnetisch veld verplaatsen. Het zou ook het ontstaan van een magnetisch veld kunnen beschrijven door de stroom door een geleider. In technologie wordt magnetische inductie gebruikt voor inductiemotoren, fornuizen, transformatoren, zaklampen, geleiders van draadloze energie, generatoren en vele andere toepassingen.
Het basisprincipe van magnetische inductie is dat een veranderende magnetische flux een elektrische stroom in een nabijgelegen geleider zal induceren. In dit scenario moet de stroom door een gesloten pad reizen, zoals een voltooid circuit, en de magnetische flux kan worden gewijzigd door een verandering in de sterkte van het magnetische veld of door de beweging van de geleider door het magnetische veld. De wet van Faraday geeft een kwantitatief verband tussen de verandering in magnetische flux en de geïnduceerde elektromotorische kracht (EMF), die gelijk is aan de negatieve verandering in flux per tijdseenheid. Voor een draadspiraal moet de verandering in magnetische flux per keer worden vermenigvuldigd met het aantal spoelen om de juiste EMF-waarde te bepalen.
In praktische toepassingen kan magnetische inductie worden gebruikt om verschillende soorten energie om te zetten. Het kan worden gebruikt om warmte te genereren, zoals in het geval van de magnetische inductiekachel, of om mechanische energie en beweging te creëren, zoals in het geval van de inductiemotor. Hoewel de mechanismen van energieoverdracht voor elk apparaat verschillen, werken ze op vergelijkbare basisprincipes.
Magnetische inductiekookplaten werken door een stroom te creëren die weerstandswarmte in de kookpot of -pan genereert. De basis van het fornuis wordt gevormd door een opgerolde draad, die een wisselstroom (AC) ontvangt. Deze stroom induceert een magnetisch veld, dat samen met de stroom oscilleert en een geïnduceerde elektrische stroom in de metalen pot of pan genereert. Weerstandswarmte wordt gegenereerd op basis van de weerstand van de individuele pot of pan, die wordt geoptimaliseerd door het gebruik van ferromagnetische materialen, zoals staal en ijzer. Soortgelijke verwarmingsmechanismen kunnen worden gebruikt in andere toepassingen naast koken, inclusief metaallassen.
Het creëren van mechanische energie en rotatie in magnetische inductiemotoren omvat ook oscillerende magnetische velden. In deze opstelling zijn er twee delen van de motor die de stator of het stationaire deel en de rotor of het roterende deel worden genoemd. Elk is in staat om het magnetische veld van de andere te beïnvloeden om koppel te creëren, dat de motor draait en mechanische energie creëert. Dit werkingsmechanisme is vergelijkbaar met dat van transformatoren, omdat zowel magnetische inductiemotoren als transformatoren werken door de elektrische stroom in het systeem te veranderen.