القای الکترومغناطیسی

القای الکترومغناطیسی چیست(مرجع)

القای الکترو مغناطیس به این مفهوم استوار است که: جریان DC از یک هادی مستقیم طولانی عبور می‌کند، یک نیروی مغناطیس ساز و یک مغناطیسی استاتیک در اطراف آن ایجاد می‌شود.اگر سیم سپس به یک سیم پیچ پیچ شود، میدان مغناطیسی بشدت تشدید می یابد و یک میدان مغناطیسی ساکن در اطراف خود تولید می کند و یک شکل آهنربای میله‌ای تشکیل می‌دهد که یک قطب شمال و جنوب متمایز را ارائه می‌دهد.

شار مغناطیسی اطراف سیم پیچ متناسب با مقدار جریان موجود در سیم پیچ‌های سیم پیچ است. اگر لایه های اضافی سیم بر روی همان سیم پیچ با جریان یکسان ناشی از آنها پیچیده شود، قدرت میدان مغناطیسی استاتیک افزایش می‌یابد.

بنابراین، قدرت میدان مغناطیسی یک سیم پیچ با دورهای آمپر سیم پیچ تعیین می‌شود. با چرخش بیشتر سیم در داخل سیم پیچ، مقاومت میدان مغناطیسی استاتیک اطراف آن بیشتر می‌شود.

اما اگر این ایده را با قطع جریان الکتریکی از سیم پیچ معکوس کنیم و به جای یک هسته توخالی، یک آهنربا میله‌ای درون هسته سیم پیچ سیم قرار دهیم، چه می‌شود. با حرکت این آهنربای میله‌ای “به” و “خارج” از سیم پیچ، با حرکت فیزیکی شار مغناطیسی درون آن، یک جریان به سیم پیچ القا می‌شود.

القای الکترومغناطیسی توسط آهنربای متحرک

به همین ترتیب، اگر آهنربا اکنون ثابت مانده باشد و فقط سیم پیچ به سمت آهنربا حرکت کند یا از آن دور شود، سوزن گالوانومتر نیز در هر دو جهت دفع می شود. سپس عمل جابجایی سیم پیچ یا حلقه سیم از طریق یک مغناطیس باعث ایجاد ولتاژ در سیم پیچ می شود که اندازه این ولتاژ القایی متناسب با سرعت یا سرعت حرکت است.

سپس می توانیم ببینیم که هرچه سرعت حرکت میدان مغناطیسی بیشتر باشد، EMF یا ولتاژ ناشی از سیم پیچ بیشتر خواهد بود ، بنابراین برای درست نگه داشتن قانون فارادی باید “حرکت نسبی” یا حرکت بین سیم پیچ و میدان مغناطیسی وجود داشته باشد و سیم پیچ یا میدان مغناطیسی هر دو می توانند حرکت کنند.

ژنراتور ساده با استفاده از القای الکترومغناطیسی

ژنراتور ساده نوع دینام که در شکل بالا می بینیدشامل:

1- یک آهنربا دائمی

2-  یک سیم پیچ سیمی در کنار این میدان مغناطیسی چرخان

3-  یک شافت مرکزی

با چرخش آهنربا، میدان مغناطیسی اطراف بالا و پایین سیم پیچ به طور مداوم بین قطب شمال و جنوب تغییر می‌کند. این حرکت چرخشی میدان مغناطیسی منجر به ایجاد یک EMF متناوب به سیم پیچ می‌شود که توسط قانون القای الکترومغناطیسی فارادی تضعیف می گردد.