دید کلی:
در فرایند
القای الکترومغناطیسی ،
نیروی محرکه الکتریکی القا می شود و به سبب آن در رساناها جریان الکتریکی به وجود می آید. شدت این جریان را بر حسب نیروی محرکه الکتریکی القایی و مقاومت مدار از روی
قانون اهم تعیین می کنند.
اگر همه آزمایشات مربوط به القای الکترومغناطیسی را تحلیل کنیم، می توان به سادگی دریافت که شدت جریان القایی در مدار ، و در نتیجه نیروی محرکه الکتریکی القایی بسته به آهنگ تغییر
شار مغناطیسی ، که شرط برای ظهور القا می باشد، متفاوت خواهد بود. برای مقاومت معلومی از مدار ، هرچه تغییرات شار مغناطیسی مدار آهسته تر باشد، نیروی محرکه الکتریکی القای کمتر و
جریان القایی ضعیفتر است.
از این رو با تغییر کردن مقدار شار مغناطیسی در زمان های مختلف به مقداری معین ، برای نیروی محرکه القایی مقادیر مختلف به دست می آید. اگر در لحظه t1 مقدار شار مغناطیسی Ф1 و در لحظه t2 مقدار شار مغناطیسی Ф2 باشد، آنگاه در طول زمان Δt=t2-t1 شار مغناطیسی به اندازه ΔФ=Ф2-Ф1 تغییر می کند. نسبت ΔФ/Δt مقدار
شار مغناطیسی در واحد زمان ، یعنی آهنگ تغییر شار مغناطیسی است.
آهنگ تغییر شار مغناطیسی و نیروی محرکه القایی :
- اندازه گیری های انجام شده در آزمایش های مختلف (در مدار های مختلف برای مقادیر شار مغناطیسی مختلف و ... ) نشان می دهند که از روی آهنگ تغییر شار مغناطیسی می شود نیروی محرکه القایی را کاملا معین کرد. در نتیجه ، نیروی محرکه القایی Eind متناسب است با آهنگ تغییر شار مغناطیسی از داخل سطح محصور با حلقه.
- برای محاسبه مقدار لحظه ای نیروی محرکه القایی در هر لحظه ، باید (مانند هنگامی که سرعت حرکت غیر یکنواخت را تعیین کردیم) تغییر شار ΔФ را در فاصله زمانی کوچک Δt ، که برای آن تغییر شار مغناطیسی را برای روشهای اندازه گیری خود می توانیم یکنواخت بگیریم، تعیین کنیم.
در این موارد ، نسبت ΔФ/Δt آهنگ تغییر شار مغناطیسی را برای یک لحظه معین مشخص می کند، و مقدار نیروی محرکه الکتریکی القایی در هر لحظه به دست می آید. این نحوه استدلال همان است که در مکانیک کلاسیک برای تعیین سرعتهای متوسط و لحظه ای به کار می برند.
در استدلالهای اخیر ، فرض بر این بود که با حلقه ای که فقط یک دور دارد، یعنی حلقه ای که
خطوط میدان مغناطیسی را فقط یک بار در میان می گیرد، سر و کار داریم. در حالت کلی ، وقتی که پیچه القا دارای N دور همسان است و تغییر شار مغناطیسی در هر کدام از آنها ΔФ است، بدیهی است که نیروی محرکه الکتریکی القایی N برابر می شود. زیرا دورهای حلقه به طور متوالی به هم وصل هستند. و نیروی محرکه الکتریکی القایی تک تک دورها با هم جمع می شوند.
از اینرو ، نیروی محرکه الکتریکی القایی در پیچه ای مرکب از N دور متناسب است با تعداد دورها و آهنگ تغییر شار مغناطیسی گذرنده از داخل هر دور پیچه : E
ind = ΔФ/Δt مقادیر نیروی محرکه القایی از رابطه اخیر یافته می شود و جهت
نیروی محرکه الکتریکی القایی (جهت
جریان الکتریکی القایی) مطابق
قانون لنز تعیین می شود.
یکای شار مغناطیسی در SI به احترام
وبر (W.E.Weber) فیزیکدان آلمانی وبر (Wb) است. وبر شار مغناطیسی گذرنده از داخل سطحی است به مساحت یک متر مربع ، که خطوط میدان مغناطیسی یک میدان یکنواخت با
القای مغناطیسی یک
تسلا به طور عمود بر سطح ان می باشد. با تغییر
شار مغناطیسی به اندازه 1wb/s
نیروی محرکه الکتریکی 1v ولت در حلقه القا می شود.
مباحث مرتبط با عنوان: