Τι είναι η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή;

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι όταν προκαλείται ρεύμα σε έναν αγωγό λόγω ενός μεταβαλλόμενου εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Αυτό είναι αποτέλεσμα της μαγνητικής δύναμης στα ελεύθερα ηλεκτρόνια στο υλικό. Το μέγεθος της δύναμης εξαρτάται από το πόσο γρήγορα αλλάζει το μαγνητικό πεδίο. Εάν αυτό είναι το αποτέλεσμα ενός κινούμενου μαγνήτη, τότε η δύναμη είναι ανάλογη με το πόσο γρήγορα κινείται ο μαγνήτης. Τα σταθερά ή σταθερά μαγνητικά πεδία δεν προκαλούν ρεύμα.

Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσα από ένα αγώγιμο αντικείμενο, όπως ένα καλώδιο, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτό το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται γύρω από το καλώδιο και η ισχύς του εξαρτάται από την ποσότητα του ρεύματος. Το αντίθετο αυτού του φαινομένου είναι η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, στην οποία προκαλείται ρεύμα σε ένα σύρμα ή σε άλλο αγώγιμο υλικό από ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο.

Ένα από τα πιο σημαντικά πράγματα που πρέπει να θυμάστε σχετικά με την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι ότι μπορεί να προκληθεί μόνο από ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Εάν ένα άτομο μετακινήσει έναν μαγνήτη προς ένα καλώδιο, τότε δημιουργείται ένα ρεύμα προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Η απομάκρυνση του μαγνήτη από το καλώδιο προκαλεί ρεύμα προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ωστόσο, εάν ο μαγνήτης είναι ακίνητος δίπλα στο καλώδιο, δεν προκαλείται ρεύμα.

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι δυνατή λόγω των ηλεκτρονίων στο σύρμα ή σε άλλο αγώγιμο υλικό. Καθώς ο μαγνήτης μετακινείται, το σχετικό μαγνητικό πεδίο κινείται μαζί του. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στο σύρμα, τα οποία είναι αρνητικά φορτισμένα, αισθάνονται μια δύναμη από τον μαγνήτη που τα κάνει να ρέουν. Με μαθηματικούς όρους, το μέγεθος της δύναμης στα ηλεκτρόνια είναι ανάλογο με το ρυθμό μεταβολής του μαγνητικού πεδίου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι σταθεροί μαγνήτες δεν προκαλούν ρεύμα – επειδή, σε αυτήν την κατάσταση, ο ρυθμός μεταβολής είναι μηδέν.

Εάν ένας μαγνήτης μετακινηθεί προς μία κατεύθυνση προς ένα καλώδιο, τότε το ρεύμα θα ρέει προς μία κατεύθυνση. Αυτό είναι γνωστό ως συνεχές ρεύμα (DC). Το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC), ωστόσο, είναι συχνά πιο χρήσιμο και είναι το είδος του ρεύματος που χρησιμοποιείται στα σύγχρονα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας. Για να προκληθεί ένα εναλλασσόμενο ρεύμα, ένας μαγνήτης μπορεί να μετακινηθεί προς και μακριά από τον αγωγό σε μια κυκλική κίνηση.

Υπάρχει μια σειρά από πρακτικές εφαρμογές για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Τα πικ-απ σε κιθάρες, για παράδειγμα, μερικές φορές χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητική επαγωγή για να ανιχνεύσουν κραδασμούς και να τους μετατρέψουν σε ηλεκτρικό ρεύμα. Άλλες εφαρμογές περιλαμβάνουν επαγωγικούς κινητήρες, ηλεκτρικές γεννήτριες και επαγωγικές κουζίνες.