القای الکترومغناطیسی
شار مغناطیسی متغیر، نیروی محرکه الکتریکی و میدان الکتریکی را القا میکند که اصل اساسی ژنراتورها و ترانسفورماتورها است.
Definition
القای الکترومغناطیسی عبارت است از تولید نیروی محرکه الکتریکی و میدان الکتریکی چرخشی توسط شار مغناطیسی متغیر، که توسط قانون فارادی کمیسازی میشود، و اثرات القایی طبق قانون لنز با تغییر مخالفت میکنند.
Scope
این موضوع شامل قانون القای فارادی، قانون لنز و جهت اثرات القایی، نیروی محرکه الکتریکی حرکتی و ترانسفورماتوری، خودالقایی و القای متقابل، و انرژی ذخیره شده در میدانهای مغناطیسی است. این مبحث میدانهای الکتریکی القایی را غیرپایستار در نظر میگیرد و جریانهای گردابی را معرفی میکند، در حالی که تابش به موضوعات بعدی موکول میشود.
Core questions
- چگونه شار مغناطیسی متغیر جریانی را در یک مدار به حرکت در میآورد؟
- چرا جریانهای القایی با تغییری که آنها را تولید میکند، مخالفت میکنند؟
- چگونه القا و انرژی مغناطیسی ذخیره شده تعریف میشوند؟
Key concepts
- شار مغناطیسی
- نیروی محرکه الکتریکی
- قانون فارادی
- قانون لنز
- خودالقایی
- القای متقابل
- جریانهای گردابی
- انرژی مغناطیسی
Key theories
- قانون القای فارادی
- نیروی محرکه الکتریکی در اطراف یک حلقه برابر است با منفی نرخ تغییر شار مغناطیسی عبوری از آن؛ در شکل دیفرانسیلی، کرل میدان الکتریکی برابر است با منفی مشتق زمانی میدان مغناطیسی.
- قانون لنز
- جریان القایی به گونهای جاری میشود که با تغییر شار که آن را ایجاد میکند، مخالفت کند؛ این یک پیامد از بقای انرژی است که علامت را در قانون فارادی تعیین میکند.
Clinical relevance
القای الکترومغناطیسی اصل عملکرد ژنراتورهای الکتریکی، ترانسفورماتورها، موتورهای القایی و اجاقهای القایی، شارژ بیسیم و القایی، و سیمپیچهای گرادیان و فرکانس رادیویی تصویربرداری رزونانس مغناطیسی است.
History
فارادی القای الکترومغناطیسی را در سال ۱۸۳۱ کشف کرد، و جوزف هنری به طور مستقل اثرات مرتبط را مشاهده نمود. لنز قانون جهتگیری را در سال ۱۸۳۴ بیان کرد، و ماکسول القا را به عنوان قانون کرل برای میدان الکتریکی در معادلات میدان خود گنجاند.
Key figures
- Michael Faraday
- Joseph Henry
- Heinrich Lenz
Related topics
Seminal works
- maxwell1873
- jackson1998
Frequently asked questions
- تفاوت بین نیروی محرکه الکتریکی حرکتی و ترانسفورماتوری چیست؟
- نیروی محرکه الکتریکی حرکتی زمانی ایجاد میشود که یک رسانا در یک میدان مغناطیسی ساکن حرکت کند، در حالی که نیروی محرکه الکتریکی ترانسفورماتوری از یک میدان متغیر با زمان از طریق یک مدار ساکن ناشی میشود؛ هر دو توسط قانون شار فارادی یکپارچه میشوند.
- چرا قانون لنز شامل علامت منفی است؟
- جریان القایی با تغییر شار مخالفت میکند تا انرژی حفظ شود؛ اگر تغییر را تقویت میکرد، انرژی را از هیچ ایجاد میکرد، بنابراین علامت منفی در قانون فارادی این مخالفت را منعکس میکند.