«Применение явления электромагнитной индукции в бытовых приборах
МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №2»
Реферат
по физике на тему:
«Применение явления электромагнитной индукции в бытовых приборах»
Выполнила ученика 9 «Б» класса
Абдурагимова Расита Бакриевна
г. Южно-Сухокумск. 2018 г.
Предыстория
После открытий Эрстеда и Ампера стало ясно, что электричество обладает магнитной силой. Теперь необходимо было подтвердить влияние магнитных явлений на электрические. Эту задачу блистательно решил Фарадей.
В 1821 году М. Фарадей сделал запись в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество». Через 10 лет эта задача была им решена.
Итак,
Майкл Фарадей (1791−1867) — английский физик и химик.
Один из основателей количественной электрохимии. Впервые получил (1823) в жидком состоянии хлор, затем сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота. Открыл (1825) бензол, изучил его физические и некоторые химические свойства. Ввел понятие диэлектрической проницаемости. Имя Фарадея вошло в систему электрических единиц в качестве единицы электрической емкости.
Многие из этих работ могли сами — по себе обессмертить имя их автора. Но наиболее важными из научных работ Фарадея являются его исследования в области электромагнетизма и электрической индукции. Строго говоря, важный отдел физики, трактующий явления электромагнетизма и индукционного электричества, и имеющий в настоящее время такое громадное значение для техники, был создан Фарадеем из ничего.
Когда
Фарадей окончательно посвятил себя исследованиям в области электричества,
было установлено, что при обыкновенных условиях достаточно присутствия
наэлектризованного тела, чтобы влияние его возбудило электричество
во всяком другом теле.
Вместе с тем было известно, что проволока, по которой проходит ток и которая также представляет собою наэлектризованное тело, не оказывает никакого влияния на помещенные рядом другие проволоки. Отчего зависело это исключение? Вот вопрос, который заинтересовал Фарадея и решение которого привело его к важнейшим открытиям в области индукционного электричества.
На одну
и ту же деревянную скалку Фарадей намотал параллельно друг другу две
изолированные проволоки. Концы одной проволоки он соединил с батареей
из десяти элементов, а концы другой — с чувствительным гальванометром.
Когда был пропущен ток через первую проволоку, Фарадей обратил все свое
внимание на гальванометр, ожидая заметить по колебаниям его появление
тока и во второй проволоке. Однако ничего подобного не было:
гальванометр оставался спокойным. Фарадей решил увеличить силу тока и ввел
в цепь 120 гальванических элементов. Результат получился тот же.
Фарадей повторил этот опыт десятки раз и все с тем же успехом.
Всякий другой на его месте оставил бы опыты, убежденный, что ток,
проходящий через проволоку, не оказывает никакого действия
на соседнюю проволоку.
электромагнитная индукция. электрический ток и поле.
Сразу же он заметил, что гальванометр, оставаясь совершенно спокойным во все время прохождения тока, приходит в колебание при самом замыкании цепи и при размыкании ее оказалось, что в тот момент, когда в первую проволоку пропускается ток, а также когда это пропускание прекращается, во второй проволоке также возбуждается ток, имеющий в первом случае противоположное направление с первым током и одинаковое с ним во втором случае и продолжающийся всего одно мгновение Эти вторичные мгновенные токи, вызываемые влиянием первичных, названы были Фарадеем индуктивными, и это название сохранилось за ними доселе.
Будучи
мгновенными, моментально исчезая вслед за своим появлением, индуктивные
токи не имели бы никакого практического значения, если бы
Фарадей не нашел способ при помощи остроумного приспособления
(коммутатора) беспрестанно прерывать и снова проводить первичный ток,
идущий от батареи по первой проволоке, благодаря чему во второй
проволоке беспрерывно возбуждаются все новые и новые индуктивные токи,
становящиеся, таким образом, постоянными.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ (лат. inductio — наведение) — явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. Если внести в переменное магнитное поле замкнутый проводник, то в нем появится электрический ток. Появление этого тока называют индукцией тока, а сам ток — индукционным.
Опыт, позволяющий наблюдать явление электромагнитной индукции
/
Примером на применение явления электромагнитной индукции в моей работе стал индукционный генератор переменного тока.
Индукционный генератор переменного тока
В индукционных
генераторах переменного тока механическая энергия превращается
в электрическую. Индукционный генератор состоит из двух частей:
подвижной, которая называется ротором, и неподвижной, которая называется статором.
Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции.
Индукционные генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют
получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время
имеется много типов индукционных генераторов, но все они состоят
из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит
или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка,
состоящая из последовательно соединенных витков, в которых
индуцируется переменная электродвижущая сила. Так как электродвижущие силы,
наводимые в последовательно соединенных витках, складываются,
то амплитуда электродвижущей силы индукции в обмотке пропорциональна
числу витков в ней.
Число
силовых линий, пронизывающих каждый виток, непрерывно меняется
от максимального значения, когда он расположен поперек поля,
до нуля, когда силовые линии скользят вдоль витка. В результате при
вращении витка между полюсами магнита через каждые пол-оборота направление тока
меняется на противоположное, и в витке появляется переменный
ток. Во внешнюю цепь ток отводится при помощи скользящих контактов.
Пусть виток провода вpащается в одноpодном магнитном поле с постоянной угловой скоpостью. Магнитный поток, пронизывающий виток, меняется по закону, здесь S — площадь витка. Согласно закону Фаpадея в обмотке наводится электродвижущая сила индукции, которая опpеделяется следующим обpазом:
,
где N — число витков в обмотке. Таким образом, электродвижущая сила индукции в обмотке изменяется по синусоидальному закону и пpопоpциональна числу витков в обмотке и частоте вpащения.
В опыте
с вращающейся обмоткой статором является магнит и контакты, между
которыми помещена обмотка. В больших промышленных генераторах вращается
электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки,
в которых наводится электродвижущая сила, уложены в пазах статора
и остаются неподвижными.
Электрогенераторы играют важнейшую роль в развитии нашей технологической цивилизации, поскольку позволяют получать энергию в одном месте, а использовать ее в другом. Паровая машина, например, может преобразовывать энергию сгорания угля в полезную работу, но использовать эту энергию можно только там, где установлены угольная топка и паровой котел. Электростанция же может размещаться весьма далеко от потребителей электроэнергии — и, тем не менее, снабжать ею заводы, дома и т. п.
Рассказывают
(скорее всего, это всего лишь красивая сказка), будто Фарадей демонстрировал
прототип электрогенератора Джону Пилу, канцлеру казначейства Великобритании,
и тот спросил ученого: «Хорошо, мистер Фарадей, все это очень интересно,
а какой от всего этого толк?».
«Какой толк? — якобы удивился Фарадей. — Да вы знаете, сэр, сколько налогов эта штука со временем будет приносить в казну?!»
Заключение
Изыскания в области индукции, производимой земным магнетизмом, дали Фарадею возможность высказать еще в 1832 году идею телеграфа, которая затем и легла в основу этого изобретения.
А вообще открытие электромагнитной индукции недаром относят к наиболее выдающимся открытиям XIX века — на этом явлении основана работа миллионов электродвигателей и генераторов электрического тока во всем мире…
В настоящее время все больше появляется техники с использованием явления электромагнитной индукции: плиты, зарядные устройства, электросчетчики, кофеварки, водонагреватели, тостеры, миксеры, утюги, настольные лампы и приборы для приготовления пищи и т.д. Чем же они отличаются от «добрых» старых электрических плит, проводных зарядных устройств? В чем их плюсы? А может они, тоже имеют свои недостатки? Современному потребителю все сложнее сделать выбор между техникой с использованием явления электромагнитной индукции и обычной.
Возникает противоречие между желанием покупателя приобрести современный,
надежный, энергоэкономичный продукт и отсутствием у него необходимой информации
для совершения осознанного выбора конкретной модели из огромного количества
аналогов. В своей работе я хочу помочь потребителю решить эту проблему.Практическое применение явления электромагнитной индукции
Радиовещание
Переменное магнитное поле, возбуждаемое изменяющимся током, создаёт в окружающем пространстве электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, и т.д. Взаимно порождая друг друга, эти поля образуют единое переменное электромагнитное поле – электромагнитную волну. Возникнув в том месте, где есть провод с током, электромагнитное поле распространяется в пространстве со
скоростью света -300000 км/с. Магнитотерапия
В спектре частот разные места занимают радиоволны, свет, рентгеновское излучение и другие электромагнитные излучения. Их обычно характеризуют непрерывно связанными между собой электрическими и магнитными полями. Синхрофазотроны
В настоящее время под магнитным полем понимают особую форму материи состоящую из заряженных частиц. В современной физике пучки заряженных частиц используют для проникновения в глубь атомов с целью их изучения. Сила, с которой действует магнитное поле на движущуюся заряженную частицу, называется силой Лоренца. Расходомеры – счётчики
Метод основан на применении закона Фарадея для проводника в магнитном поле: в потоке электропроводящей жидкости, движущейся в магнитном поле наводится ЭДС, пропорциональная скорости потока, преобразуемая электронной
частью в электрический аналоговый/цифровой сигнал. Генератор постоянного тока
В режиме генератора якорь машины вращается под действием внешнего момента. Между полюсами статора имеется постоянный магнитный поток, пронизывающий якорь. Проводники обмотки якоря движутся в магнитном поле и, следовательно, в них индуктируется ЭДС, направление которой можно определить по правилу “правой руки”. При этом на одной щетке возникает положительный потенциал относительно второй. Если к зажимам генератора подключить нагрузку, то в ней пойдет ток.
Трансформаторы
Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных, сигнализационных
и других устройствах. Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформатор представляет собой сердечник из тонких стальных изолированных одна от другой пластин, на котором помещаются две, а иногда и больше обмоток (катушек) из изолированного провода. Обмотка, к которой присоединяется источник электрической энергии переменного тока, называется первичной обмоткой, остальные обмотки – вторичными. Если во вторичной обмотке трансформатора намотано в три раза больше витков, чем в первичной, то магнитное поле, созданное в сердечнике первичной обмоткой, пересекая витки вторичной обмотки, создаст в ней в три раза больше напряжение. Применив трансформатор с обратным соотношением витков, можно так же легко и просто получить пониженное напряжение |
Как работает интернет?
Ну а теперь давайте рассмотрим самое
интересное, как работает
интернет.
Нас уже не удивляет то, что за
пару секунд мы получаем веб-страницу на своем экране.
Но не многие знают, как это происходит. Сейчас об этом и поговорим.
Итак, у нас есть человек, кто угодно – я, вы, или ваш дальний родственник. У этого человека есть доступ к компьютеру, который он с радостью включает. Человек хочет зайти в интернет и для этого запускает браузер, т.е. программу-клиент, установленную на его компьютере. В адресной строке браузера он вводит доменное имя сайта, допустим, info-line.net.
Это мы все знали. А что же происходит в те милисекунды, которые мы не замечаем? Что же скрыто от наших глаз?
После ввода доменного имени в браузер, программа-клиент связывается с провайдером и сообщает ему о том, что она хочет запросить сайт info-line.net
На провайдере установлен DNS сервер, который преобразует доменное имя интернет-ресурса info-line.net в IP-адрес (IP – это межсетевой протокол) вида 178.162.144.134.
IP-адрес выдается
провайдером каждому компьютеру при подключении к интернету, естественно
веб-сайты тоже имеют свои ip-адреса.
На данный момент существует две версии IP
– 4-ая (IPv4) и 6-ая (IPv6). Была еще и 5-ая версия, но она не была принята для
публичного пользования. В настоящее время наиболее широко используется 4-ая
версия IP.
IP-адреса нужны для нахождения компьютеров в сети. Ведь нужно знать, куда отправлять пакет. На почте, вам нужно указать адрес получателя. В сети вместо адреса выступает IP.
После этого, IP переводится из десятичной системы исчисления в двоичную и принимает привычный машинный вид в виде цифр 0 и 1.
Далее, провайдер пересылает ваш запрос
сайта на маршрутизатор (или по-другому — Роутер).
Маршрутизатор –
это устройство, которое согласно таблицам маршрутов направляет передаваемые
пакеты информации по указанному адресу. Маршрутизатор – это что-то вроде
аналога GPS-навигатора в реальной жизни, он знает маршрут и указывает рабочий
путь передаваемому пакету информации.
Пакеты передаются от одного
маршрутизатора к другому, пока не достигают сервера, т.е. того IP-адреса,
который был указан клиентом в виде получателя.
На web-сервере обрабатывается вся полученная информация и выдается результат в виде html-страницы, то есть обычной веб-страницы, которые мы так часто видим на экране.
Данный результат отправляется по обратной цепочке через маршрутизаторы и провайдера к нашему компьютеру, после чего встает вопрос, а куда дальше-то пакеты посылать? В какую программу?
Для этого предназначены порты.
Что такое порт?
Порт – это системный ресурс, выделяемый приложению для связи с другими приложениями в сети. Все программы для связи между собою посредством сети, используют порты.
Если провести аналогию с домом, то дом – это IP, а квартира – это порт. Список портов можно посмотреть, открыв файл services по адресу: C:\Windows\System32\drivers\etc (ваш адрес может отличаться)
Как мы видим, портов здесь
достаточно много. Например, порт 25 служит для отправки почты, порт 110 для ее
получения. Веб-сайты работают на порту номер 80, а система DNS, о которой мы
уже говорили – на порту 53.
Мы можем проверить работу портов в браузере. Если мы введем веб-сайт и после него, укажем :80, то у нас откроется веб-сайт, а если укажем :53, то получим сообщение об ошибке следующего содержания: «Данный адрес использует порт, который, как правило, не используется для работы с веб-сайтами. В целях вашей безопасности Firefox отменил данный запрос».
Порт номер 21 используется для FTP, как мы уже знаем из прошлых уроков. Порты 135-139 используются системой Windows для доступа к общим ресурсам компьютера – папкам, принтерам. Эти порты должны быть закрыты фаерволлом для Интернета в целях безопасности. Порты 3128, 8080 используются в качестве прокси-серверов. Прокси – это компьютер-посредник, например, между моим компьютером и веб-ресурсом, на который я хочу зайти. Прокси используются для самых разных целей. Бывают бесплатные и платные прокси. Настроить их можно в настройках браузера. В браузере Firefox это делается следующим образом:
1. Заходим в настройки
2.
Переходим в «Дополнительные»
3. Открываем вкладку «сеть»
4. В блоке «соединение» жмем кнопку «настроить»
5. Переходим на ручную настройку прокси-сервера
6. Указываем данные прокси.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Явление электромагнитной индукции и его частные случаи широко применяются в электротехнике. Для преобразования механической энергии в энергию электрического тока используются синхронные генераторы. Для повышения или понижения напряжения переменного тока применяются трансформаторы. Использование трансформаторов позволяет экономично передавать электроэнергию от электрических станций к узлам потребления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Электрические машины, Л.М. Пиотровский, Л., «Энергия», 1972.
2. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. М.:Энергоиздат 2004.
3. Конструирование трансформаторов. А.В. Сапожников. М.: Госэнергоиздат. 1959.
4.
Расчёт трансформаторов. Учебное пособие для вузов.
П.М. Тихомиров. М.: Энергия,
1976.
5. Физика-учебник для 11 класса, авторы: Г.Я. Мякишев и Б.Б. Буховцев М. Просвещение, издание 2017.
краткое описание, определение и формулы, закон Ленца и сферы применения
Физика
12.11.21
15 мин.
Электродвижущая сила образуется в том случае, если поместить проводник в радиус действия магнитного поля и перемещать его так, чтобы он пересекал линии напряжения. Речь касается ЭДС индукции. Таких результатов можно добиться даже с учётом того, что проводник останется на прежнем месте, а магнитное поле будет перемещаться, пересекая его линиями напряжения. Индуктированным принято называть явление электромагнитной индукции.
Оглавление:
- Краткое описание
- Основные параметры ЭДС
- Свойства индукции
- Борьба с вихревыми токами
- Массивные проводники
- Законы физики
- Сферы применения
Краткое описание
Неподвижными зарядами создаётся статическое электрическое поле.
Стабильное во времени магнитное поле возникает благодаря непрерывной подаче тока. Но на этот процесс могут влиять сопутствующие факторы. Магнитные и электрические поля существуют независимо друг от друга. Лучше всего взаимодействие этих полей демонстрирует электромагнитная индукция. Переменное электрическое поле позволяет создать специфическую среду, которая действует на доступные свободные заряды и создаёт ток. В итоге можно будет сформировать электрическое поле в том же проводнике.
Электромагнитным полем принято называть совокупность переменных и электрических магнитных зон, которые в определённых условиях порождают друг друга. Это правило актуально даже по отношению к той среде, которая не имеет свободных зарядов. Распространение в пространстве происходит по принципу электромагнитной волны.
Настоящим достижением человечества является электродинамика. Именно это изобретение оказало колоссальное воздействие на дальнейшее развитие цивилизации. В результате многочисленных экспериментов было доказано, что в природе существуют электромагнитные волны.
Благодаря этому появилось радио, телекоммуникационные системы, телевидение, компьютеры, спутниковые средства навигации, а также другие атрибуты современной жизни, к которым человечество так привыкло.
В своей теории Максвелл кратко описал, что основным источником магнитных лучей может являться переменная электрическая зона. Наличие проводника не считается обязательным. Электрическое поле возникает и в пустом пространстве. Все силовые линии замкнуты. А также было установлено, что магнитные и электрические поля электромагнитной волны являются равноправными.
Основные параметры ЭДС
От общего количества задействованных силовых линий (СЛ) зависит величина ЭДС. Итоговые показатели индуктированной электродвижущей силы напрямую зависят от скорости движения объекта в магнитном поле. Большое значение также имеет длина проводника, который пересекается линиями напряжения.
ЭДС будет больше индуцироваться в том случае, если основная часть проводника подвержена воздействию СЛ. Показатели электродвижущей силы напрямую зависят от того, какая индукция используется. Именно это правило изучается на уроках физики.
При движении проводника показатели ЭДС будут прямо пропорциональны длине и скорости перемещения объекта, а также индукции магнитного поля. На этот случай предусмотрена следующая формула: W = JOS. Расшифровка выглядит следующим образом:
- ЭДС индукции — W.
- Магнитная индукция — J.
- Длина — O.
- Скорость движения — S.
Для решения задач по физике нужно понимать, что ЭДС индукции может возникнуть в проводнике, который не покидает границ магнитного поля, только в том случае, если присутствуют пересекающие линии напряжения. Исключений не предусмотрено. Если траектория движения проводника будет проложена только вдоль этих линий, то никакая электродвижущая сила не будет индуцироваться.
Описываемая формула может использоваться не во всех случаях. Её применение уместно только тогда, когда проводник перемещается перпендикулярно магнитным силовым линиям поля.
Направление индуктированной ЭДС не является самопроизвольным. Всё зависит от того, в какую именно сторону будет двигаться проводник. Для правильного определения направления в физике существует правило правой руки. Если человек будет держать ладонь таким образом, чтобы в неё входили магнитные линии, тогда большой палец укажет движение проводника. Остальные 4 пальца покажут направление ЭДС и тока.
Свойства индукции
Во всех научных сферах активно используется индукция, так как она имеет большое значение, когда нужно перейти от эмпирических знаний к теоретическим. Часто проводятся различные эксперименты. Благодаря этому удаётся собрать отдельные факты, которые тщательно анализируются.
На этой основе строится индуктивное заключение. Необходимость таких выводов заключается в том, что они гарантируют переход от редких фактов к общим, но максимально развёрнутым положениям. Можно проследить некую связь между стремлением создать точное описание гипотезы и перейти к обобщениям.
В физике отдельное внимание уделяют индукции научного типа, так как она отличается поиском причинных связей между явлением и стремлением выявить существующие признаки объектов, объединённых в класс. Научная индукция делится на 3 категории:
- Поиск и изучение причинных связей. Учитывается совокупность обстоятельств, которые предшествуют наблюдаемому явлению.
- Фильтрация случаев. В отличие от базовой индукции, когда учитывается только количество исследуемых ситуаций, тщательный отбор случаев подразумевает то, что будут учтены особенности каждой из анализируемых групп. Такой подход позволяет лучше разобраться во всех параметрах ЭДС.
- Научная индукция может быть построена не только на основании анализа ряда явлений и объектов.
Для достижения желаемого результата должен быть изучен единственный представитель группы. Не учитываются индивидуальные свойства, благодаря которым объект выделяется среди других представителей той же категории.
Для достижения желаемого результата должен быть изучен единственный представитель группы. Не учитываются индивидуальные свойства, благодаря которым объект выделяется среди других представителей той же категории.Эти виды индукции имеют большое значение в научной среде. При правильном подходе можно существенно ускорить поиск правильного ответа, узнать базовые значения и открыть для себя закономерности. Такой подход позволяет не ждать, пока будут подробно исследованы все явления анализируемого класса.
Борьба с вихревыми токами
Если большой проводник находится в пределах переменного магнитного поля, то благодаря явлению электромагнитной индукции будут образованы своеобразные вихревые индукционные токи. Речь касается токов Фуко. Такого результата можно добиться даже в том случае, если проводник будет двигаться в постоянном, но неоднородном пространстве магнитного поля.
Токи Фуко отличаются тем, что воздействующая на них сила приостанавливает движение проводника.
Если из немагнитного материала изготовить маятник в виде сплошной пластины, чтобы он совершал колебания между полюсами электромагнита, то при включении магнитного поля он резко остановится. Токи Фуко могут нагревать поверхности, что является крайне опасным. Именно поэтому с такими последствиями приходится бороться.
Роторы электродвигателей, а также сердечники трансформаторов изготавливаются из отдельных железных пластин, которые отделены друг от друга слоями изолятора. Благодаря этому удаётся минимизировать вероятность возникновения больших индукционных токов. Положительный эффект обусловлен тем, что пластины изготовлены из сплавов, которые обладают высоким удельным сопротивлением.
Массивные проводники
Магнитные потоки могут легко индуцировать ЭДС в пределах витков катушки. Аналогичное утверждение касается и проводников. Если магнитный поток пронизывает задействованный массивный проводник и индуцирует ЭДС, то в итоге образуются специфические индукционные токи.
Это физическое явление нашло применение в различных отраслях. Магнитопроводы сложных механизмов, сердечники трансформаторов относятся к разряду массивных проводников, которые под воздействием индукционных токов постепенно нагреваются, что влечёт за собой негативные последствия.
Благодаря многочисленным экспериментам люди поняли, как именно взаимодействуют между собой разные материалы. Из этого становится понятно, что за счёт снижения индукционных токов сердечники и магнитопроводы для электрических установок перестали быть такими массивными. Они состоят из тонких металлических листов, которые изолированы бумагой либо покрыты слоем специального изоляционного лака. Такой подход помог прекратить распространение вихревых токов в проводнике.
Законы физики
Любое изменение магнитного поля внутри катушки обязательно влечёт за собой образование электродвижущей силы индукции.
Объясняется это достаточно просто. Если попробовать замкнуть катушку на внешнюю цепь, то в итоге витки будут принимать только индукционный ток. Вокруг проводника сформируется магнитное поле. В результате воздействия всех этих процессов катушка превратится в соленоид. Это явление тщательно изучал Э. Ленц. Учёный смог вывести закон, благодаря которому можно определить, в каком именно направлении движется ток в пределах катушки. Открытие Ленца активно используется в физике.
При изменении магнитного потока электростатическая индукция создаёт в катушке ток, при котором исключено изменение ранее построенного магнитного потока. Закон Ленца актуален по отношению ко всем случаям, когда подразумевается использование индуктированного тока в проводниках. Значения не имеет форма используемого проводника и способ достижения изменения внешнего магнитного поля.
Сферы применения
К изучению электромагнитной индукции нужно отнестись ответственно, так как понимание всех секретов и правил поможет открыть дверь в мир науки.
Благодаря этому можно будет создавать новые виды техники и оборудования. Электромагнитная индукция применяется в следующих случаях:
- Создание индукционных печей.
- Изготовление трансформаторов, различных двигателей. Именно электромагнитная индукция используется при создании асинхронных двигателей с короткозамкнутым или фазным ротором. Производство синхронных и асинхронных генераторов.
- Контакторы, магнитные пускатели, датчики движения и различные типы реле не могут работать без ЭДС.
- ЭДС индукции применяется в беспроводных зарядных устройствах для смартфонов, а также в микроволновых печах.
Помимо широкого спектра применения и всех преимуществ электромагнитной индукции, есть и негативные моменты. Из-за ЭДС индукции в электроэнергетике существуют большие потери на вихревые токи, присутствующие практически во всех случаях. С ними стараются бороться различными способами, но полностью ликвидировать эту проблему пока не удалось.
13.8: Применение электромагнитной индукции
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 4839
- OpenStax
- OpenStax
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Объяснять, как жесткие диски компьютеров и графические планшеты работают с использованием магнитной индукции
- Объясните, как гибридные/электрические транспортные средства и транскраниальная магнитная стимуляция используют магнитную индукцию в своих интересах
Современное общество имеет множество применений закона индукции Фарадея, которые мы рассмотрим в этой и других главах.
На этом этапе позвольте упомянуть несколько, которые связаны с записью информации с использованием магнитных полей.
Некоторые компьютерные жесткие диски применяют принцип магнитной индукции. Записанные данные производятся на вращающемся диске с покрытием. Исторически сложилось так, что чтение этих данных работало по принципу индукции. Однако сегодня большая часть входной информации передается в цифровом, а не в аналоговом виде — на вращающемся жестком диске записывается последовательность нулей или единиц. Поэтому большинство устройств считывания с жестких дисков не работают по принципу индукции, а используют технику, известную как гигантское магнитосопротивление 9 .0045 . Гигантское магнитосопротивление – это эффект большого изменения электрического сопротивления, вызванного приложенным магнитным полем к тонким пленкам чередующихся ферромагнитных и немагнитных слоев. Это один из первых крупных успехов нанотехнологий.
Графические планшеты или планшетные компьютеры , в которых для рисования цифровых изображений используется специально разработанное перо, также применяют принципы индукции.
Обсуждаемые здесь планшеты помечены как пассивные планшеты, поскольку существуют и другие конструкции, в которых для письма используется либо перо с батарейным питанием, либо оптические сигналы. Пассивные планшеты отличаются от планшетов и телефонов с сенсорным экраном, которые многие из нас используют регулярно, но все же их можно обнаружить при подписи на кассе. Под экраном, как показано на рисунке \(\PageIndex{1}\), расположены крошечные провода, идущие по всей длине и ширине экрана. Ручка имеет крошечное магнитное поле, исходящее от кончика. Когда наконечник касается экрана, в проводах ощущается изменяющееся магнитное поле, которое преобразуется в ЭДС индукции, которая преобразуется в линию, которую вы только что нарисовали.
Другим применением индукции является магнитная полоса на обратной стороне вашей личной кредитной карты , которая используется в продуктовом магазине или в банкомате.
Это работает по тому же принципу, что и аудио- или видеокассета, в которой головка воспроизведения считывает личную информацию с вашей карты.
Видео
Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как фонарики могут использовать магнитную индукцию.
Магнит движется по проводу благодаря вашей механической работе. Индуцированный ток заряжает конденсатор, который хранит заряд, который зажжет лампочку, даже если вы не выполняете эту механическую работу.
Электромобили и гибридные автомобили также используют преимущества электромагнитной индукции. Одним из ограничивающих факторов, препятствующих широкому распространению 100% электрических транспортных средств, является то, что срок службы батареи не так велик, как время, которое вы можете проехать на полном баке бензина. Чтобы увеличить количество заряда аккумулятора во время движения, двигатель может действовать как генератор всякий раз, когда автомобиль тормозит, используя создаваемую противо-ЭДС.
Эта дополнительная ЭДС может быть получена из накопленной энергии в автомобильном аккумуляторе, что продлевает срок службы аккумулятора.
Еще одной современной областью исследований, в которой успешно применяется электромагнитная индукция, является транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) . Множество расстройств, включая депрессию и галлюцинации, можно отнести к нерегулярной локальной электрической активности в головном мозге. При транскраниальной магнитной стимуляции быстро меняющееся и очень локализованное магнитное поле помещается рядом с определенными участками, идентифицированными в мозге. Использование ТМС в качестве диагностического метода хорошо известно.
Видео
Посмотрите это видео на Youtube, чтобы увидеть, как рок-н-ролльные инструменты, такие как электрогитары, используют электромагнитную индукцию для получения сильных ударов.
Эта страница под названием 13. 8: Приложения электромагнитной индукции распространяется под лицензией CC BY 4.0 и была создана, изменена и/или курирована OpenStax с помощью исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Автор
- ОпенСтакс
- Лицензия
- СС BY
- Версия лицензии
- 4,0
- Программа OER или Publisher
- ОпенСтакс
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- Электромагнитная индукция
- жесткие диски
- источник@https://openstax. org/details/books/university-physics-volume-2
10.7 Применение электромагнитной индукции – введение в электричество, магнетизм и электрические цепи
ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ
К концу этого раздела вы сможете:
- Объясните, как жесткие диски компьютеров и графические планшеты работают с использованием магнитной индукции
- Объясните, как гибридные/электрические транспортные средства и транскраниальная магнитная стимуляция используют магнитную индукцию в своих интересах
Современное общество имеет множество применений закона индукции Фарадея, которые мы рассмотрим в этой и других главах. На этом этапе позвольте упомянуть несколько, которые связаны с записью информации с использованием магнитных полей.
Некоторые компьютерные жесткие диски применяют принцип магнитной индукции. Записанные данные производятся на вращающемся диске с покрытием. Исторически сложилось так, что чтение этих данных работало по принципу индукции.
Однако сегодня большая часть входной информации передается в цифровом, а не в аналоговом виде — серия или записывается на вращающемся жестком диске. Поэтому большинство устройств считывания с жестких дисков не работают по принципу индукции, а используют технику, известную как гигантское магнитосопротивление . Гигантское магнитосопротивление – это эффект большого изменения электрического сопротивления, вызванного приложенным магнитным полем к тонким пленкам чередующихся ферромагнитных и немагнитных слоев. Это один из первых крупных успехов нанотехнологий.
Графические планшеты или планшетные компьютеры , где для рисования цифровых изображений используется специально разработанное перо, также применяются принципы индукции. Обсуждаемые здесь планшеты помечены как пассивные планшеты, поскольку существуют и другие конструкции, в которых для письма используется либо перо с батарейным питанием, либо оптические сигналы. Пассивные планшеты отличаются от планшетов и телефонов с сенсорным экраном, которые многие из нас используют регулярно, но все же их можно обнаружить при подписи на кассе.
Под экраном, как показано на Рисунке 10.7.1, расположены крошечные провода, идущие по всей длине и ширине экрана. Ручка имеет крошечное магнитное поле, исходящее от кончика. Когда наконечник касается экрана, в проводах ощущается изменяющееся магнитное поле, которое преобразуется в ЭДС индукции, которая преобразуется в линию, которую вы только что нарисовали.
(рис. 10.7.1)
Рисунок 10.7.1 Планшет со специальной ручкой для письма – еще одно применение магнитной индукции.Другим применением индукции является магнитная полоса на обратной стороне вашей личной кредитной карты , используемой в продуктовом магазине или банкомате. Это работает по тому же принципу, что и аудио- или видеокассета, в которой головка воспроизведения считывает личную информацию с вашей карты.
ИНТЕРАКТИВНЫЙ
Посмотрите это видео, чтобы узнать, как фонарики могут использовать магнитную индукцию. Магнит движется вашей механической работой по проводу.
Индуцированный ток заряжает конденсатор, который хранит заряд, который зажжет лампочку, даже если вы не выполняете эту механическую работу.
и гибридные автомобили также используют преимущества электромагнитной индукции. Одним из сдерживающих факторов, препятствующих широкому распространению электромобилей, является то, что срок службы батареи не так велик, как время, которое вы можете проехать на полном баке бензина. Чтобы увеличить количество заряда аккумулятора во время движения, двигатель может действовать как генератор всякий раз, когда автомобиль тормозит, используя создаваемую противо-ЭДС. Эта дополнительная ЭДС может быть получена из накопленной энергии в автомобильном аккумуляторе, что продлевает срок службы аккумулятора.
Еще одной современной областью исследований, в которой успешно применяется электромагнитная индукция, является транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) .