La física es una materia muy cercana a nuestras vidas y está muy relacionada con nuestras vidas. El fenómeno de la inducción electromagnética es una parte importante del aprendizaje de la física. La información relevante se compila a continuación para su referencia.
Principio de inducción electromagnética
Cuando algunos cables en un circuito cerrado se mueven para cortar líneas de campo magnético en un campo magnético, se generará una corriente inducida en los cables. Al realizar experimentos, Generalmente se usa un amperímetro para observar el puntero. Las desviaciones izquierda y derecha representan diferentes direcciones de corriente. Si el circuito no es un circuito cerrado, habrá un voltaje inducido en ambos extremos del cable, pero no habrá aplicación de corriente electromagnética. inducción
El descubrimiento del fenómeno de la inducción electromagnética allanó el camino para la transformación de la electricidad y el magnetismo. En el camino, muchos inventos en ingeniería y aplicaciones de la vida diaria se basan en el principio de la inducción electromagnética, como por ejemplo. los conocidos generadores, cocinas de inducción y baterías recargables sin contacto que seguramente se popularizarán en el futuro, etc.
1. Cocina de inducción: la superficie interior de la cocina de inducción es generalmente una placa de cerámica resistente al calor, con una bobina de alambre de cobre debajo. La bobina genera un campo magnético de CA (un campo magnético que cambia constantemente). fuerza). El campo magnético de CA pasa a través y se coloca en la superficie del horno. Cuando se coloca un recipiente de metal ferromagnético en el recipiente, la energía se convierte en energía térmica en el recipiente a través de dos fenómenos físicos:
Corriente de Foucault. El campo magnético de CA provoca una corriente de Foucault inducida en el fondo del recipiente. La corriente de Foucault hace que el fondo de la olla se caliente rápidamente, transformando la pérdida de energía por histéresis. Dirección del polo magnético del metal en el fondo de la olla, provocará pérdida de energía y se convertirá en energía térmica. La principal fuente de calor es generada por corrientes parásitas. La energía térmica generada por la pérdida por histéresis es inferior al 10%. Los recipientes calentados pueden calentar los alimentos. El tipo de fuerza electromotriz generada por la cocina de inducción es fuerza electromotriz inducida.
2. Batería recargable sin contacto
El dispositivo de carga del automóvil es equivalente a una estación de servicio de combustible para automóvil, que puede proporcionar energía para el funcionamiento continuo del vehículo mediante cargas repetidas. En los últimos años, han surgido en el extranjero tres dispositivos de carga de vehículos eléctricos sin contacto. Uno de los métodos de carga utiliza el fenómeno de la inducción electromagnética. El principio de carga es: cuando se proporciona energía de CA a la bobina de carga N1 y se genera un campo magnético, las líneas de fuerza magnética lo atraviesan y están separadas por una cierta distancia de la bobina receptora N2. El campo magnético alterno generado por la corriente alterna hace que la bobina receptora genere la correspondiente corriente eléctrica inducida y se cargue externamente. La inducción electromagnética transmite energía entre la bobina transmisora de energía y la bobina receptora, que es el método de carga más cercano a la practicidad. El tipo de fuerza electromotriz generada por esta aplicación es fuerza electromotriz inducida.
3. Tren Maglev
Se debe aplicar la ley de la inducción electromagnética a su sistema de suspensión, sistema de propulsión y sistema de guiado. Hacer levitar trenes pesados sólo se puede lograr con la ayuda de tecnología superconductora. El concepto de tren maglev superconductor fue propuesto por primera vez por los estadounidenses. Su principio básico se muestra en la Figura 1: se instalan imanes superconductores en la parte inferior del tren y se colocan una serie de anillos de aluminio cerrados a ambos lados de la vía. El tren está en marcha, dado que el campo magnético generado por el imán superconductor se mueve en relación con el anillo de aluminio, de acuerdo con el principio de inducción electromagnética, se generará una corriente inducida en el anillo de aluminio y habrá una interacción entre el superconductor y el corriente inducida, lo que resulta en una fuerza repulsiva hacia arriba. Cuando la fuerza repulsiva es mayor que la propia gravedad del tren, el tren flotará (aproximadamente 1 cm por encima del plano de la vía en el suelo).
Por supuesto, cuando el tren frena, a medida que disminuye el campo magnético, la fuerza repulsiva correspondiente también se vuelve menor. Por lo tanto, el tren suspendido también necesita estar equipado con ruedas, pero sus ruedas se pueden utilizar. tiempo como un avión cuando corre a gran velocidad. El suelo se recoge. Cuando el tren de levitación está levitando, dado que no hay fricción entre las ruedas y su vía, sólo se necesita una pequeña cantidad de energía (varios miles de kilovatios) para que el tren alcance una velocidad de 500 km/h. (Solo necesita superar la resistencia del aire, el ruido es pequeño y el funcionamiento es suave). En comparación con los trenes existentes, los trenes Maglev tienen las ventajas de alta velocidad, seguridad, bajo nivel de ruido y tamaño reducido.
4. Resumen
Ya sea un motor, una cocina de inducción o una cocina. Las baterías recargables sin contacto utilizan el principio de inducción electromagnética para convertir otras formas de energía en energía eléctrica. Los tipos de fuerza electromotriz generada incluyen fuerza electromotriz dinámica, fuerza electromotriz inducida o ambos tipos de fuerza electromotriz. La corriente se emite en forma de corriente alterna. Además de los ejemplos de aplicaciones anteriores, existen muchos inventos similares, como velocímetros de automóviles, micrófonos, etc., que no se enumerarán en profundidad aquí.