Co to jest indukcja elektromagnetyczna?

Indukcja elektromagnetyczna ma miejsce, gdy prąd jest indukowany w przewodniku z powodu zmieniającego się zewnętrznego pola magnetycznego. Jest to wynik działania siły magnetycznej na wolne elektrony w materiale. Wielkość siły zależy od tego, jak szybko zmienia się pole magnetyczne. Jeśli jest to wynikiem poruszającego się magnesu, wówczas siła jest proporcjonalna do prędkości ruchu magnesu. Stałe lub stałe pola magnetyczne nie indukują prądu.

Kiedy prąd elektryczny przepływa przez obiekt przewodzący, taki jak drut, powstaje pole magnetyczne. To pole magnetyczne powstaje wokół drutu, a jego siła zależy od ilości prądu. Przeciwieństwem tego zjawiska jest indukcja elektromagnetyczna, w której prąd indukowany jest w drucie lub innym przewodzącym materiale przez zmieniające się pole magnetyczne.

Jedną z najważniejszych rzeczy, o których należy pamiętać o indukcji elektromagnetycznej jest to, że może być ona spowodowana tylko przez zmienne pole magnetyczne. Jeśli osoba przesunie magnes w kierunku drutu, wówczas prąd powstaje w określonym kierunku. Odsunięcie magnesu od drutu indukuje prąd w przeciwnym kierunku. Jeśli magnes stoi nieruchomo obok drutu, prąd nie jest indukowany.

Indukcja elektromagnetyczna jest możliwa dzięki elektronom w przewodzie lub innym przewodzącym materiale. Gdy magnes się porusza, wraz z nim porusza się powiązane pole magnetyczne. Wolne elektrony w przewodzie, które są naładowane ujemnie, odczuwają siłę magnesu, która powoduje ich przepływ. W kategoriach matematycznych wielkość siły działającej na elektrony jest proporcjonalna do szybkości zmian pola magnetycznego. Właśnie dlatego magnesy stacjonarne nie indukują prądu - ponieważ w tej sytuacji szybkość zmian wynosi zero.

Jeśli magnes zostanie przesunięty w jednym kierunku w kierunku drutu, wówczas prąd popłynie w jednym kierunku. Jest to znane jako prąd stały (DC). Prąd przemienny (AC) jest jednak często bardziej użyteczny i jest rodzajem prądu wykorzystywanego w nowoczesnych sieciach elektrycznych. Aby indukować prąd przemienny, magnes można przesuwać w kierunku do i od przewodu w cyklicznym ruchu.

Istnieje wiele praktycznych zastosowań indukcji elektromagnetycznej. Na przykład przetworniki w gitarach czasami wykorzystują indukcję elektromagnetyczną do wykrywania drgań i przekształcania ich w prąd elektryczny. Inne zastosowania obejmują silniki indukcyjne, generatory elektryczne i kuchenki indukcyjne.