Inductia electromagnetica este un fenomen fizic de obtinere a curentului electric, prin variatia campului magnetic, care are nenumarate aplicatii, fiind valorificata pentru generarea curentului electric si pentru transmisia sa, pentru functionarea bobinelor, pentru fabricarea placilor de inductie ale aparatelor de gatit cu suprafata vitroceramica (plita cu inductie), pentru lampile de iluminat cu inductie (cu o durata de viata de peste 60 000 de ore), dar si pentru un numar mare de efecte, printre care si curentii Eddy. Fenomenul inductiei electromagnetice se bazeaza pe Legea lui Faraday (sau Legea Lenz-Faraday), care descrie efecte opuse cauzei.

Curentii Eddy

Plita cu inductie
Plita cu inductie

Un curent Eddy se formeaza in interiorul unui conductor electric ca raspuns la un camp magnetic aflat in schimbare. Acesti curenti sunt responsabili de transformarea anumitor forme de energie, precum cea cinetica, in caldura, care este, in general, mult mai folositoare. In multe cazuri, pierderea de energie utila nu este un fenomen dorit, insa exista si, prin urmare, anumite aplicatii o folosesc, asa cum se intampla in cazul franelor de tren, unde efectele inductiei electromagnetice sunt maxime. In timpul franarii, rotile din metal sunt expuse unui camp magnetic generat de un electromagnet, care va determina formarea de curenti Eddy, la nivelul rotii. Interactiunea dintre acesti curenti si campul magnetic aplicat va duce la incetinirea rotilor. Cu cat rotile se invartesc mai repede, cu atat efectul va fi mai puternic, motiv pentru care trenul va incetini pe masura ce forta de franare scade, totul petrecandu-se gradual, pentru ca deplasarea sa fie lina si viteza din ce in ce mai mica. Dupa acelasi principiu sunt construite si sistemele de franare pentru vehiculele grele.

Generatorul electric

Generator electric
Generator electric

Un motor electric este un dispozitiv utilizat pentru transformarea energiei electrice in energie mecanica. Un generator electric va face inversul acestui lucru, in sensul ca va folosi energia mecanica pentru generarea de electricitate. Atat in cazul motorului, cat si in cazul generatorului, inductia electromagnetica functioneaza astfel: in momentul in care dispozitivul este folosit ca motor, un curent electric este trecut prin bobina aflata in interiorul unui camp magnetic, care va duce la invartirea bobinei. Pentru a folosi dispozitivul ca generator, curentul trebuie indus in bobina. Daca nu se doreste folosirea unei bobine care se roteste intr-un camp magnetic constant, prin folosirea inductiei, se poate face ca bobina sa fie statica, iar invartirea sa fie data de doi magneti permanenti, plasati in jurul bobinei. Un exemplu foarte bun al acestei metode este generarea curentului electric de catre o centrala hidroelectrica – energia data de apa care cade de la o anumita inaltime este folosita pentru invartirea unor magneti permanenti, in jurul unei axe fixe, etape care vor duce la producerea de curent alternativ.

Citește și:  Zilele Babei Dochia si semnificatia acestora

Inductia electromagnetica si inductanta mutuala

Inductie mutuala
Inductie mutuala

Legea lui Faraday spune ca prin schimbarea fluxului magnetic se va produce un camp electromagnetic la nivelul unei bobine. Daca doua bobine sunt asezate in paralel si daca prin prima bobina va trece un curent care va genera un camp magnetic, un flux magnetic va trece si prin a a doua bobina. Prin schimbarea curentului la nivelul primei bobine se va schimba si fluxul in cea de a doua, inducand astfel  un camp magnetic electric, care va fi proportional cu schimbarea de la nivelul fluxului, care, la randul sau, este proportional cu schimbarea de la nivelul curentului electric din prima bobina. Acest fenomen poarta numele de inductanta mutuala, fenomen care poate fi folosit in practica, in cazul transformatoarelor si al ampermetrelor. Ampermetrele sunt incorporate direct in circuite, dar nu trebuie plasate in calea curentului, in cazul curentului alternativ.

Inductia electromagnetica si autoinductanta

Bobinele isi pot autoinduce un camp electromagnetic, daca un curent alternativ este trecut prin bobina, curent care va determina producerea unui camp magnetic. Aplicatia practica a acestui fenomen se regaseste in cazul inductorilor, bobine simple, cu un miez feromagnetic, acesta din urma avand capacitatea de a stoca energia in cadrul campului magnetic al bobinei.

Transformatorii

Transformatori
Transformatori

In cazul unui transformator standard, cele doua bobine sunt, in general, invelite in jurul unui miez de fier care este identic pentru cele doua. Bobina care asigura fluxul (cea conectata la sursa de curent alternativ) este cunoscuta ca bobina primara, in timp ce bobina in care voltajul este indus poarta denumirea de secundara.

Inductia electromagnetica presupune ca, daca transformatorul preia un voltaj foarte mare si il converteste intr-un voltaj secundar mai mic, curentul din al doilea voltaj va fi mai mare decat in cazul primarei, pentru a compensa si vice-versa. Un transformator in care voltajul este mai mare in primara decat in secundara este cunoscut si sub denumirea de transformator de faza joasa, in timp ce in varianta inversa el va purta numele de transformator de faza inalta. Transformatorul are nevoie de un flux variabil, pentru a putea functiona, de aceea este cel mai potrivit pentru curentul alternativ. Chiar daca transformatoarele reduc substantial pierderea de energie, acestea vor disipa o anumita cantitate de energie sub forma unor scurgeri de flux (nu tot fluxul magnetic din primara va trece prin secundara), producandu-se un fenomen de autoinductie – pierderea data de incalzirea bobinelor transformatorului si curentii Eddy. Pentru a minimaliza pierderile de energie din cauza curentilor Eddy, efect al inductiei electromagnetice, miezul din fier al bobinei este alcatuit din lame foarte fine din fier (nu doar o singura bucata).

LĂSAȚI UN MESAJ

Vă rugăm să introduceți comentariul dvs.!
Introduceți aici numele dvs.

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.