Tensiunea electromotoare indusă și legile ei

Michael Faraday a descoperit fenomenul de inductie electromagnetica in 1831. El a constatat ca prin variatia unui camp magnetic se poate produce curent electric.

Circuitul unei bobine se inchide printr-un galvanometru. Neexistand generator in circuitul electric, acul galvanometrului nu deviaza. La introducerea unui magnet in bobina se constata ca acul galvanometrului deviaza atata timp cat magnetul intra in bobina, dar revine la zero cand magnetul se opreste. La scoaterea magnetului din bobina acul galvanometrului deviaza in sensul opus celui precedent. Prin urmare, la miscarea magnetului in bobina ia nastere un curent electric.

Un asmenea curent se numeste curent indus.

Fenomenul de producere a unei tensiuni electromotoare intr-un circuit care inconjoara un flux magnetic variabil se numeste inductie electromagnetica.

Variatia fluxului magnetic inductor poate fi produsa prin diferite metode. De exemplu, fluxul magnetic variaza printr-un circuit care sta nemiscat intr-un camp magnetic variabil. Fluxul magnetic poate varia prin miscarea circuitului constat. Din cele aratate pana aici rezulta ca t. e. m. indusa dureaza numai atat cat dureaza cauza sa, variatia fluxului inductor.

Conductorul mobil de lungime l=AC este actionat de o forta exterioara F, care-l deplaseaza pe o lungime foarte mica dx=AA, intr-un interval de timp dt, efectuand lucrul mecanic dL=F dx.

Datorita deplasarii in campul de inductie B, asupra fiecarui electron liber din conductor va actiona o forta lorentziana f, avand ca urmare incarcarea negativa a capatului A si pozitiva a capatului C. Intre capetele conductorului apare o tensiune e. Daca se inchide circuitul ACDA, tensiunea indusa e devine t. e. m. pentru circuit, producand curentul mediu I. Ca urmare conductorul mobil va fi supus unei forte electrice F =BI l. Conform legii actiunilor reciproce F=-F. IN aceste conditii dL=-BI l dx.

Conform legii conservarii energiei, ca urmare a efetuarii lucrului mecanic dL asupra sistemului material, el va trece intr-o stare caruia ii va corespunde o crestere a energiei electrice cu o valoare dW=dL. Deoarece dW=eIdt, dL=-Bildx=eIdt. Raportul dintre variatia fluxului magnetic si intervalul de timp in care se produce aceasta varatie reprezinta cantitatea cu care variaza fluxul inductor intr-o unitate de timp. Acest raport poarta numele de variatie a fluxului magnetic inductor.

Asadar, legea inductiei electromagnetice se enunta astfel: Tensiunea electromotoare indusa este proportionala cu viteza de variatie a fluxului magnetic inductor.

Ca t. e. m. indusa sa fie exprimata in volti, adica in unitati SI, va trebui ca fluxul de inductie in relatia 1 sa fie exprimat in weberi, adica, de asemenea, in unitati SI.

In cazul cand bobina indusa nu are circuitul inchis, prin ea nu circula curent indus; in circuitul ei inca ia nastere o t. e. m. indusa, daca ea intersecteaza un flux variabil. O asemenea bobina se comporta ca un generator electric in circuit deschis: intre capetele ...