Nykyaikaisen sähkötekniikan perusta on sähkömagneettisen induktion ilmiö

Sähkötekniikan sähkömagneettisen induktion ilmiö on yksi perustekijöistä. Se oli kokeellinen tapa, jonka löysi etäinen 1831 englantilainen fyysikko Michael Faraday. Tuolloin tiedettiin, että vuorovaikutus johtimen kanssa virta ja lähellä magneetti tapahtuu. Uskottiin, että kiinteät maksut ovat vuorovaikutuksessa sähkökentän läpi ja niiden liike (virta) ilmenee magneettikentän kautta. Tämän tiedon käytännön käyttäminen Faradayn kokeilun tuloksiin oli kuitenkin hyvin epämääräinen. Itse asiassa tutkija löysi sähkömagneettisen induktion ilmiön ja asetti nykyaikaisen sähkötekniikan perustan.

Kokemus itsessään oli melko yksinkertainen: kestomagneetin palkki siirtyi sisään ja siirtyi käämien kierrosten väliseen tilaan. Kelan johtimet liitettiin herkälle laitteelle matalan virran ja jännitearvojen mittaamiseksi.

Todettiin, että kun magneetti liikkuu, galvanometrin neula poikkeaa nollapistasta. Ja poikkeama oli sitä enemmän, sitä enemmän magneetti muutti. Jos muistetaan, että sillä on kaksi napaa ja kentänvoimakkuutta, niin magneettivuon ja induktiovirran välinen suhde on ilmeinen.

Koska spontaania virtaa ei voi syntyä piirissä, looginen johtopäätös tehtiin sähkömagneettisen voiman (EMF) ulkonäöstä, joka vuorostaan antaa mahdollisuuden virran ilmenemiseen. Faradayn sähkömagneettisen induktion laki antaa meille mahdollisuuden todeta, että ajan myötä vaihtelevan magneettikentän vaikutus aiheuttaa muuttuvan sähkökentän ulkoasun ja suljetun piirin läsnä ollessa virran.

Sähkömagneettisen induktion ilmiö antoi tutkijalle vallankumouksellisen johtopäätöksen: sähkökentän syy voi olla paitsi maksuja myös muuttuva magneettikenttä. Myöhemmin hän laati yleistyksen. Siten Faradayn sähkömagneettisen induktion laki sanoo: magneettikentän luoma emf riippuu suoraan magneettivuon muutoksenopeudesta. Suljetun silmukan tuotettu virta lasketaan Ohmin lain mukaan.

Sähkömagneettisen induktion ilmiö on ominaista paitsi johtimille, myös massiivisille johtaville elimille. Näin muuttuva magneettikenttä tuottaa pyörrevirtoja johtimen paksuuteen (teräslevy jne.) . Ne aiheuttavat ei-toivottua lämmitystä, joten niiden poistamiseksi niitä käytetään erilaisissa menetelmissä (muuntajissa, sähköteräslaatikoissa). Huomaa, että joissakin laitteissa käytetään pyörrevirtoja (levyn laskentatasot).

Pian vuonna 1833 fyysikko E. Lenz sai säännön, josta induktio EMF luo tämän suunnan virran neutralisoimaan sen ulkonäköä. Esimerkiksi muuttuva magneettikenttä muodostaa virran johtimessa. Se suunnataan siten, että sen oma magneettikenttä (se esiintyy virtajohtimien ympärillä) estää alkuperäisen syyn.

Sähkömagneettisen induktion ilmiö mahdollisti sähkötekniikan kehittämisen nykyiseen tilaansa. On vaikea antaa täydellistä luetteloa laitteista, jotka käyttävät sitä. Esimerkiksi voimalaitosten generaattoreiden työ perustuu tähän ilmiöön. Todellakin, tuotantokapasiteetin suunnittelu on muuttunut merkittävästi Faradayn aikoina, mutta yleinen periaate on kuitenkin sama: korkean magneettikentän voimakkuuden rajat ylittävät virtapiirit, mikä johtaa EMF: hen ja suljetun silmukan läsnä ollessa sähkövirta. Generaattoreiden ja moottoreiden lisäksi käytetään induktiota ilmiötä esim. Muuntajissa.