Sähkömagneettinen induktio
Sähkömagneettisessa induktiossa muuttuva magneettivuo tuottaa johtimessa jännitteen tai virran. Se voi tapahtua, kun magneettia siirretään solenoidissa, jolloin magneettivuo muuttuu.
Magneettivuo
Kun kelattu lanka viedään magneetin lähelle, magneettiset voimaviivat kulkevat kelan läpi. Tämä aiheuttaa magneettivuon muuttumisen. Magneettivuo esitetään symbolilla Φ {\displaystyle {\Phi} 
, joten voidaan sanoa, että Φ {\displaystyle {\Phi }} = BAcos(a) ja tuloksena oleva yksikkö on T m 2 {\displaystyle Tm^{2}} 
, missä T on magneettikentän yksikkö ja m 2 {\displaystyle m^{2}}
on pinta-alan yksikkö.
Muuttuva magneettivuo synnyttää sähkömotorisen voiman (EMF). Tämä voima liikuttaa vapaita elektroneja tietyllä tavalla, jotka muodostavat virran.
Faradayn laki
Michael Faraday havaitsi, että sähkömotorinen voima syntyy, kun magneettivuo muuttuu johtimessa.
Hänen lakiensa mukaan:
E = - d Φ d t {\displaystyle {\mathcal {E}}={-{d\Phi } \over dt}} 
missä,
E {\displaystyle {\mathcal {E}}}
on sähkömotorinen voima voltteina mitattuna;
d Φ {\displaystyle {d\Phi }}
on magneettivuon muutos, joka mitataan webereinä;
d t {\displaystyle dt}
on ajan muutos sekunteina mitattuna.
Jos kyseessä on solenoidi:
E = - N d Φ d t {\displaystyle {\mathcal {E}}={-N{d\Phi } \over dt}} 
missä,
N on solenoidin silmukoiden lukumäärä.
Lenzin laki
Negatiivinen merkki molemmissa yllä olevissa yhtälöissä on seurausta Lenzin laista, joka on nimetty Heinrich Lenzin mukaan. Lenzin lain mukaan sähkömotorinen voima (EMF) tuottaa virran, joka vastustaa muuttuvan magneettivuon liikettä.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on sähkömagneettinen induktio?
V: Sähkömagneettinen induktio on jännitteen tai virran tuottamista johtimeen muuttuvan magneettivuon avulla.
K: Miten sähkömagneettinen induktio tapahtuu?
V: Sähkömagneettinen induktio tapahtuu, kun magneettia liikutetaan solenoidissa, jolloin magneettivuo muuttuu.
K: Syntyykö sähköjohtimen yli jännite, jos magneetti on siihen nähden paikallaan?
V: Ei, sähköjohtimen yli ei synny jännitettä (sähköstaattista potentiaalieroa), jos magneetti on paikallaan.
K: Kuka totesi jännitteen tuottamisesta ja vaihtovirran kulusta sähkömagneettisen induktion yhteydessä?
V: Michael Faraday totesi vuonna 1831, että sähkömagneettiseen induktioon liittyy jännitteen syntyminen ja vaihtovirran kulku.
K: Aiheuttaako magneettikentän jatkuva liike vastakkaiseen suuntaan jännitteen syntymisen?
V: Kyllä, magneettikentän jatkuva liike vastakkaiseen suuntaan aiheuttaa jännitteen syntymisen, mikä johtaa vaihtovirran kulkuun.
K: Kun muuttuva magneettikenttä saa aikaan sähkövirran johtimessa, mikä ilmiö on kyseessä?
V: Ilmiö tunnetaan nimellä sähkömagneettinen induktio, kun muuttuva magneettikenttä saa aikaan sähkövirran johtimessa.
K: Onko sähkömagneettinen induktio mahdollista ilman magneettikenttää?
V: Ei, sähkömagneettinen induktio ei ole mahdollista ilman magneettikenttää.
