Почему и как магниты могут генерировать электричество?

Введение

В начале 1820 -х годов Майкл Фарадей, английский ученый, был в состоянии генерировать электричество, перемещая цикл провода между полюсами магнита. И он установил первый принцип для выработки электричества.

Электрическая энергия подчиняется первому закону термодинамики, который утверждает, что энергия не может быть не создана и не разрушена, но может быть преобразована из одной формы в другую. В соответствии с этим законом магнитная энергия может быть преобразована в электрическую энергию. Следовательно, магниты могут использоваться для выработки электроэнергии.

Это поднимает вопрос, как?

Что такое электромагнитная индукция?

Для лучшего понимания того, как магнитные силы могут генерировать электричество, мы должны внимательно взглянуть на явление, известное как электромагнитная индукция. Электромагнитная индукция - это процесс, который создает электродвижущую силу через электрический проводник в присутствии меняющегося магнитного поля. В 1831 году Майкл Фарадей обнаружил электромагнитную индукцию. Его эксперимент доказал, что электрический ток не может быть произведен из магнитного поля, если магнит остается неподвижным. Магнитные поля могут производить электричество, потому что движущиеся магнитные поля могут тянуть или толковать электроны . Электрические проводники, такие как медь, имеют свободно удерживаемые электроны. Когда вокруг них движется магнитное поле, оно толкает свободно удерживаемые электроны и создает электрический ток в проводниках.

Применение электромагнитной индукции

С тех пор, как Майкл Фарадей обнаружил, что магниты могут генерировать электричество, используя электромагнитную индукцию, это явление было применено в различных изобретениях. Некоторые из них упоминаются ниже.

Электрогенератор

Электрический генератор - это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию. Электрический генератор обычно имеет две части. Одна часть называется полной обмотки, в то время как другая часть называется якорой. Полевая обмотка касается производства магнитных полей в электрическом генераторе. Арматура связана с производством электрических токов из магнитных полей.

Майкл Фарадей произвел первый электромагнитный генератор - диск Фарадея. Он был сделан из медного диска, вращающегося между полюсами подковы магнита для производства электрических токов.

Есть два типа электрических генераторов. Один называется генератором переменного тока, другой называется генератором постоянного тока. В генераторе чередующегося тока, как следует из названия, направление индуцированного тока чередуются каждый раз, когда направление движения проводника меняется. Однако в генераторе постоянного тока направление индуцированного тока не меняется ни при каких обстоятельствах. Это потому, что постоянные текущие генераторы содержат коммутаторы.

Электродвигатель

Электродвигатель - это устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую энергию. В электродвигателе статор удерживает магниты. Магниты могут быть постоянными магнитами или электромагнитами. Ротор, с другой стороны, удерживает электрический проводник в электродвигателе.

Электрический ток от проводника заставляет магнитное поле от магнитов приносить силу на ротор. Эта сила заставляет двигатель поворачивать и доставлять механический выход.

Электромагнитное образование

Это метод изменения металлов без механического влияния. В этом процессе катушка приближается к металлу. Чередственное магнитное поле вокруг катушки вызывает в ней электрический ток. Электрический ток в катушке создает магнитное поле вокруг проводника.

Магнитное поле вокруг катушки и магнитное поле вокруг проводника отталкивают друг друга. Затем магнитная сила вокруг катушки ошеломляет уходную силу проводника. Таким образом, проводник подвергается постоянной деформации.

Трансформатор

Трансформаторы функционируют с принципом электромагнитной индукции. Они используются для изменения уровней напряжения чередующихся токов. Следовательно, есть два типа трансформаторов. Повышенный трансформатор-это тип трансформатора, который повышает уровни напряжения чередующихся токов, в то время как трансформатор понижения-это тип трансформатора, который уменьшает уровни напряжения чередующихся токов.

Транскраниальная магнитная стимуляция

Это тип стимуляции мозга, который не требует какой -либо формы операции. В этом типе стимуляции мозга магнитная катушка, подключенная к электрическому стимулятору, подключена к коже головы. Электрический стимулятор производит электрический ток, который вызывает магнитное поле в магнитной катушке. Магнитное поле, в свою очередь, вызывает электрический заряд в указанных областях мозга.

Индукционная приготовление пищи

Индукционная приготовление является еще одним популярным применением электромагнитной индукции. При приготовлении в индукции кулинарный сосуд должен иметь ферромагнитную основу. Кроме того, кулинарный сосуд помещается на варочную панель с катушкой провода. Чередственный электрический ток проходит через катушку провода и вызывает изменение магнитного поля.

Изменение магнитного поля вызывает электрический ток в приготовлении сосуда. Кроме того, ферромагнитное основание кулинарного сосуда устанавливает сопротивление электрическому току. Этот ток производит тепло у основания кулинарного сосуда.

Вывод

Тот факт, что электричество может быть получено из магнитов, вызвало несколько современных изобретений. Электрические генераторы, трансформаторы и электродвигатели являются примерами этих изобретений. К счастью, вышеупомянутые изобретения продолжают улучшать качество жизни в 21 -м веке.

Спасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что это может быть вам полезно. Если вы хотите узнать больше о магнитах, мы хотели бы порекомендовать вам посетить Стэнфордские магниты для получения дополнительной информации.

Будучи одним из ведущих поставщиков магнитов по всему миру, Стэнфордский магнит участвовал в НИОКР, производстве и продажах постоянных магнитов с 1990-х годов и предоставляет клиентам высококачественные редкоземельные постоянные магнитные продукты, такие как неодимные магниты и другие не Редко -земные постоянные магниты по очень конкурентоспособной цене.