Что такое электромагнитная индукция?

Электромагнитная индукция - это когда в проводнике индуцируется ток из-за изменения внешнего магнитного поля. Это результат действия магнитной силы на свободные электроны в материале. Величина силы зависит от того, насколько быстро меняется магнитное поле. Если это результат движения магнита, то сила пропорциональна скорости движения магнита. Стационарные или постоянные магнитные поля не вызывают ток.

Когда электрический ток протекает через проводящий объект, такой как провод, создается магнитное поле. Это магнитное поле создается вокруг провода, и его сила зависит от величины тока. Противоположностью этого явления является электромагнитная индукция, в которой ток индуцируется в проводе или другом проводящем материале под действием изменяющегося магнитного поля.

Одна из самых важных вещей, которые следует помнить об электромагнитной индукции, это то, что она может быть вызвана только изменением магнитного поля. Если человек перемещает магнит к проводу, то ток создается в определенном направлении. При перемещении магнита от провода индуцируется ток в противоположном направлении. Однако если магнит неподвижен рядом с проводом, ток не индуцируется.

Электромагнитная индукция возможна из-за электронов в проводе или другом проводящем материале. Когда магнит перемещается, связанное с ним магнитное поле движется вместе с ним. Свободные электроны в проводе, которые заряжены отрицательно, чувствуют силу от магнита, которая заставляет их течь. В математических терминах величина силы на электронах пропорциональна скорости изменения магнитного поля. Вот почему стационарные магниты не вызывают ток - потому что в этой ситуации скорость изменения равна нулю.

Если магнит перемещается в одном направлении к проводу, то ток будет течь в одном направлении. Это известно как постоянный ток (DC). Переменный ток (AC), однако, часто более полезен и является типом тока, используемого в современных электрических сетях. Чтобы вызвать переменный ток, магнит может перемещаться к проводнику и от него в циклическом движении.

Существует ряд практических приложений для электромагнитной индукции. Например, звукосниматели в гитарах иногда используют электромагнитную индукцию для обнаружения вибраций и превращения их в электрический ток. Другие применения включают асинхронные двигатели, электрические генераторы и индукционные плиты.