Co to jest sprzęgło elektromagnetyczne?
Sprzężenie elektromagnetyczne jest zjawiskiem powszechnym w okablowaniu elektrycznym i obwodach, w których pole elektromagnetyczne w jednym powoduje ładunek elektryczny w drugim. Często określa się go jako sprzężenie indukcyjne, ponieważ proces zachodzi z powodu indukcyjności elektrycznej, w której przenoszenie właściwości elektromagnetycznych z jednego miejsca do drugiego następuje bez kontaktu fizycznego. Aby mogło dojść do sprzężenia elektromagnetycznego, musi nastąpić zmiana w wytwarzającym go polu elektromagnetycznym. Z tego powodu urządzenia prądu stałego (DC) nie dają takiego efektu, ale jest to powszechne w obwodach prądu przemiennego (AC). Zasada sprzężenia elektromagnetycznego została odkryta przez Michaela Faradaya i Josepha Henry'ego w 1831 roku i jest znana jako Prawo Faradaya.
Kiedy prąd przemienny w obwodzie lub drucie indukuje napięcie w innym przewodzie, zwykle wynika to z faktu, że oba znajdują się blisko siebie, na przykład w uzwojeniach elektrycznych transformatorów. Nie zawsze jest to jednak prawdą, a sprzężenie w niezamierzonej odległości, zwanej rozmową krzyżową, może również wystąpić w przypadku transmisji radiowych i telefonicznych. Celowe sprzężenie elektromagnetyczne jest zasadą, na której oparte są transformatory, w których prąd może być zwiększany lub zmniejszany w napięciu w uzwojeniu drutu wtórnego w oparciu o poziom prądu w uzwojeniu pierwotnym urządzenia.
Ponieważ promieniowanie elektromagnetyczne jest z natury podwójnym warunkiem, w którym fale elektromagnetyczne składają się zarówno z właściwości elektrycznych, jak i magnetycznych, połączenia są również dwojakiego rodzaju. Sprzężenie elektryczne powstaje, gdy zmienia się dodatnia lub ujemna gęstość ładunku w przewodzie lub obwodzie, a to odpycha się jak ładunki w innym przewodzie obwodu. Proces odpychania jak ładunki w pobliskim przewodzie powoduje ich przemieszczanie się w przewodzie i taka jest definicja prądu elektrycznego. Ta forma przepływu prądu jest często nazywana sprzężeniem ładunku lub sprzężeniem pojemnościowym.
Sprzęgło magnetyczne jest drugą stroną tego efektu. Gdy prąd płynie w drucie, wytwarza pole magnetyczne. W przypadku prądu przemiennego to pole magnetyczne będzie się zmieniać i powodować zmianę pola magnetycznego w połączonych obwodach lub drutach. Pola magnetyczne są bezpośrednio prostopadłe do pól elektrycznych w sprzężeniu elektromagnetycznym, więc zmiana pola magnetycznego w jednym obwodzie może zmienić przepływ prądu w innym.
Zasada sprzężenia elektromagnetycznego jest tym, na czym zbudowane są wszystkie nowoczesne silniki elektryczne, przekaźniki i transformatory. Wykorzystują go również generatory elektryczne, podobnie jak wiele różnych urządzeń związanych z komunikacją, od radiowych pasm obywatelskich (CB) po telewizory i bezprzewodowe zamki do drzwi w budynkach i samochodach. Może to również mieć negatywny wpływ na funkcjonowanie obwodu i powodować zakłócenia w telekomunikacji. W takim przypadku jest często nazywany interferencją elektromagnetyczną (EMI). Jednak nie wszystkie zakłócenia elektromagnetyczne są niezamierzone, ponieważ można je wykorzystać jako formę fali nośnej w celu zwiększenia siły sygnału.