القای الکترومغناطیس

در سال 1831 میلادی مایکل فارادی و جوزف هانری طی آزمایش‌هایی دریافتند با دور یا نزدیک کردن آهنربا به پیچه(سیم پیچ)، عقربه مغناطیسی آمپرسنج تکان می‌خورد و مقداری ناچیز را نشان می‌دهد. علت چه می توانست باشد؟

هنگامی که آهنربا را به سیم پیچ دور یا نزدیک می کنیم، میدان مغناطیسی موجود در اطراف آهنربا؛ به الكترون های آزاد سیم ‌پیچ نیرو وارد می كند.

این نیرو که به علت تغییر وضعیت آهنربا است سبب می شود در یك جا تجمع الكترون و در جای دیگر كمبود الكترون به وجود آید در نتیجه اختلاف پتانسیلی به وجود می آید و به دنبال آن جریان الکتریکی در مدار القا می شود.

به عبارت دیگر با تغییر میدان مغناطیسی در سیم پیچ، جریان الکتریکی به وجود می‌آید.

پدیده القای الکترومغناطیسی: Electromagnetic induction هنگامی رخ می‌دهد که حول یک سیم پیچ، میدان مغناطیسی را کم یا زیاد کنیم.

القای مغناطیسی که با نام القای الکترو مغناطیسی نیز شناخته می‌شود پدیده‌ای فیزیکی است که اساس کار مبدل ها، مولد جریان متناوب و بسیاری از وسایل الکتریکی می باشد.

اگر به یاد داشته باشید به مجموعه خطوط القایی ای  كه از یك سطح بسته می گذرد شار یا فلوی مغناطیسی گویند

قانون القای فارادی می گوید: 

تغییر شار می تواند وابسته به هر یک از عوامل زیر باشد:

1. تغییر اندازه میدان مغناطیسی در محل یك مدار بسته(B)
2. تغییر مساحت مدار بسته در میدان مغناطیسی (A)
3. تغییر زاویه بین حلقه و راستای میدان مغناطیسی (θ)

در اثر این تغییرات است كه جریان الكتریكی القا می شود و باعث تغییرات شار می‌شود.

پس می توان گفت بزرگی نیروی محركه القایی با آهنگ تغییرات شار متناسب است:

( برای N حلقه)(برای یك حلقه )  

حال با توجه به قانون القای فارادی چه توجیهی برای آزمایش های الف و ب در شکل زیر دارید و چرا؟

    (الف)                                                                     (ب)

در شکل الف:

خطوط میدان مغناطیسی گذرنده از سطح بسته، فزایش می یابد در نتیجه شار مغناطیسی گذرنده با گذشت زمان تغییر کرده و جریان القایی به وجود می آید.

در شکل ب:

خطوط میدان مغناطیسی با گذشت زمان دستخوش تغییری نشده است.در نتیجه شار معناطیسی ثابت می ماند و جریان القایی به وجود نمی آید و آمپر سنج عبور جریانی را نشان نمی دهد.

مرکز یادگیری سایت تبیان

گردآوری: فائزه آقاخانی - تنظیم: یگانه داودی