Elektromagnetska indukcija Proizvodnja elektrine energije na temelju elektromagnetske

Elektromagnetska indukcija

Proizvodnja električne energije na temelju elektromagnetske indukcije

Električni stroj -generator

Nešto iz Teslinog muzeja

Elektromagnetska indukcija-povijest

Elektromagnetska indukcija-definicija • To je pojava induciranja napona u vodiču koji nastaje zbog promjena u magnetskom polju. • Električna struja stvara magnetsko polje, a promjena magnetskog toka uzrokuje električni napon.

Elektromagnetska indukcija-2 mogućnosti Napon se može inducirati na 2 načina: 1. Gibanjem vodiča u magnetskom polju (vodič siječe silnice)-prostorna promjena 2. Promjenom magnetskog toka u svitku (promjenom struje svitka)-vremenska promjena

1. Indukcija gibanjem vodiča

objašnjenje pojave • Sila magnetskog polja otklanja elektrone prema jednom kraju. • Ta sila razdvaja naboj i djeluje suprotno sili električnog polja • Razdvajanje prestaje kad se te dvije sile izjednače.

računanje induciranog napona Veličinu napona ćemo dobiti ako izjednačimo te 2 sile. Fe=Fm EQ=BQv U/l= Bv konačno U=Blv Inducirani napon razmjeran je magnetskoj indukciji, brzini gibanja i duljini vodiča

određivanje smjera inducirane struje Smjer inducirane struje (napona)određujemo pravilom desne ruke: Ako silnice udaraju o dlan, a palac pokazuje smjer gibanja vodiča tada ispruženi prsti pokazuju smjer inducirane struje ( prema + polu).

1. Indukcija gibanjem svitka (ili gibanjem magneta)

1. Indukcija gibanjem vodiča-polaritet induciranog napona

2. Indukcija promjenom magnetskog toka • 1. primjer: Vodič klizi po vodljivom okviru

proračun induciranog napona •

definicija općeg zakona indukcije • U vodljivoj petlji se inducira napon zbog promjene obuhvaćenog magnetskog toka. Opći zakon indukcije ili Faradayev zakon: Inducirani napon u petlji razmjeran je brzini promjene magnetskog toka ( omjeru promjene toka i vremena trajanja promjene).

2. Primjer: promjenom struje u svitku inducira se napon

• Zbog promjene jakosti struje u jednom svitku, mijenja se magnetski tok koji prolazi i kroz drugi svitak, pa se u njemu inducira EMS. • I ovdje vrijedi opći zakon indukcije: Inducirani napon razmjeran je brzini promjene toka i broju zavoja.

Lencovo pravilo • Lencovo pravilo (ili Lencov zakon) govori o smjeru inducirane struje (o polaritetu induciranog napona). • Pravilo je univerzalno za sve primjere induciranja napona.

a)Gibanje vodiča u magnetskom polju • Sila djeluje od mjesta gdje su silnice gušće prema mjestu gdje su rjeđe (magnetsko polje se nastoji Izjednačiti). Dakle sila djeluje suprotno od smjera gibanja vodiča.

b) Promjena jakosti struje u petlji (zavoju) • Promatramo smjer induciranog toka kad struja raste odnosno kad struja pada.

Lentzovo pravilo-promjena struje u zavojnici

Što je zajedničko u oba primjera? • Pri jačanju struje, novonastali (inducirani) tok se protivi osnovnom toku. • Pri slabljenju struje novonastali (inducirani)tok potpomaže osnovni tok. Lentzovo pravilo: Inducirana struja ima takav smjer da se s svojim magnetskim poljem protivi uzroku svog postanka.

Značenje negativnog predznaka u formulama • Predznak nema matematičko značenje , predznak iskazuje Lentzovo pravilo

Još neki primjeri

Samoindukcija • Pojava induciranja napona u svitku zbog promjene jakosti struje u tom istom svitku

primjer • Otvaranjem i zatvaranjem sklopke u svitku se inducira napon koji može biti puno veći od napona izvora.

Veličina napona samoindukcije

Induktivitet svitka • Induktivitet ili koeficijent samoindukcijesveukupnost svojstava nekog svitka o kojima ovisi veličina induciranog napona. • Svitak ima veći induktivitet ako ima veći broj zavoja, veću površinu, manju duljinu i ako ima željeznu jezgru.

• Svitak bez jezgre ima stalnu vrijednost induktiviteta. • Svitak s jezgom nema stalnu vrijednost induktiviteta. • Mjerna jedinica za induktivitet: HENRI (H)

Veličina napona samoindukcije • Inducirani napon samoindukcije ovisi o induktivitetu i o brzini promjene struje.

Međuindukcija • To je pojava induciranja napona u svitku, ako kroz njega prolazi promjenjivi magnetski tok stvoren u drugom svitku.

Veličina napona međuindukcije

Međuinduktivitet M- Međuinduktivitet ili koeficjent međusobne indukcije Ovisi o svojstvima jednog i drugog svitka ( dimenzije, brojevi zavoja, vrsta jezgre) Mjerna jedinica za međuinduktivitet: HENRI (H)

Transformatori

Služe za pretvaranje izmjenične struje jednog napona u izmjeničnu struju drugog napona.

To su električni strojevi bez rotacijskih dijelova. Građa: primar (primarni namot), sekundar (sekundarni namot) i željezna jezgra. Primar se spaja na izvor, sekundar na trošilo.

Načelo rada: Izmjenična struja teče kroz primar i stvara promjenjivi magnetski tok. Taj tok prolazi i kroz sekundar i u njemu se inducira napon.

Osnovne jednadžbe transformatora: 1. osnovna jednadžba U 1 / U 2 = N 1 / N 2 ili Naponi u svicima razmjerni su s brojem zavoja tih svitaka. 2. osnovna jednadžba I 1 / I 2 = N 2 / N 1 ili I 1 / I 2 = U 2 / U 1 ova jednadžba ne vrijedi za prazni hod Struje u svicima obrnuto su razmjerne s naponima tih svitaka.