Legea inducției electromagnetice

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Discul lui Farday, inventat de Michael Faraday în 1831, unul dintre primele generatoare de curent și care ilustrează practic legea enunțată de marele fizician

Legea inducției electromagnetice formulată în 1831 de Faraday este una din cele mai importante legi ale electromagnetismului. Fenomenul numit inducție electromagnetică constă în apariția tensiunii electromotoare induse de un flux magnetic variabil în timp. Acest fenomen permite conversia diferitelor forme de energie în energie electrică.

Enunțul acestei legi este: Tensiunea electromotoare indusă pe o curbă închisă (Γ) este egală cu minus viteza de variație în timp a fluxului magnetic prin orice suprafață deschisă mărginită de curba închisă (Γ). Exprimarea sa printr-o formulă este:

\mathcal{E} = -{{d\Phi_\mathrm{B}} \over dt} \ ,

unde \mathcal{E} este tensiunea electromotoare (EMF) și ΦB este fluxul magnetic. Sensul forței electromotoare este dat de legea lui Lenz. Această versiune a legii lui Faraday se referă strict doar la un circuit închis format dintr-o spiră infinită și nu este valabilă în toate circumstanțele. Forma modificată, generalizată, numită ecuația Maxwell-Faraday este validă în orice condiții.

Baze experimentale[modificare | modificare sursă]

Michael Faraday a demonstrat experimental apariția tensiunii electromotoare prin mișcarea unui magnet față de o bobină sau reciproc.

Formulări[modificare | modificare sursă]

Legea inducției electromagnetice se poate exprima atât într-o formă globală cât și în una locală.

Forma globală (integrală)[modificare | modificare sursă]

 U_i = \oint_{\Gamma} \vec E \cdot d \vec r = \iint_{S_{\Gamma}} ( \nabla \times \vec E ) \cdot \vec n  \; d \! \mathit A (tensiunea electromotoare de inducție)
 \Phi_{mag (S_{\Gamma})} = \iint _{S_{\Gamma}} \vec B \cdot  \vec n  \; d \! \mathit A (fluxul magnetic prin suprafața  S_{\Gamma} \;)
 U_i = - \frac {d \Phi_{mag}}{dt} \; \Rightarrow \; \oint_{\Gamma} \vec E \cdot d  \vec r = -\frac {d}{dt} \iint _{S_{\Gamma}} \vec B \cdot \vec n d \! A .

Forma locală (diferențială)[modificare | modificare sursă]

 \nabla \times \vec E = - \frac {\partial \vec B}{ \partial t}

Un câmp magnetic variabil poate genera un câmp electric sinusoidal  \left ( \nabla \times \vec E \neq 0 \right ), pentru care liniile de câmp se închid. Consecință: din definiția produsului vectorial  \vec E \perp \vec B.

Consecințe[modificare | modificare sursă]

Aplicații[modificare | modificare sursă]

Generatorul electric[modificare | modificare sursă]

Un motor electric poate functiona si ca generator electric convertind energie cinetică mecanică în energia cinetică a particulelor electrizate si anume curent electric.

Transformatorul electric[modificare | modificare sursă]

Transformatorul electric este un aparat care transferă energie electrică dintr-un circuit electric (primarul transformatorului) în altul (secundarul transformatorului), funcționând pe baza fenomenului inducției electromagnetice. Un curent alternativ care străbate înfășurarea primară produce un câmp magnetic variabil în miezul magnetic al transformatorului, acesta la rândul lui producând o tensiune electrică alternativă în înfășurarea secundară.

Debitmetrul electromagnetic[modificare | modificare sursă]

Debitmetrul electromagnetic permite măsurarea debitului de curgere datorită tensiunii electromotoare produse de un fluid conductor electric în mișcare.

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

  • A. Amuzescu, D. Popovici, Curs de electrotehnică, (Politehnica București Catedra de electrotehnică), Editura Printech București, 1999.

Legături externe[modificare | modificare sursă]

Vezi și[modificare | modificare sursă]