Vad är magnetisk induktion?

Magnetisk induktion, som ibland kallas elektromagnetisk induktion, är skapandet av en inducerad elektrisk ström, vanligtvis i ledare som rör sig inom ett magnetfält. Det kan också beskriva skapandet av ett magnetfält genom strömflödet genom en ledare. Inom tekniken används magnetisk induktion för induktionsmotorer, spisar, transformatorer, ficklampor, ledare för trådlös energi, generatorer och många andra applikationer.

Grundprincipen för magnetisk induktion är att ett förändrat magnetiskt flöde kommer att inducera en elektrisk ström i en närliggande ledare. I det här scenariot måste strömmen färdas genom en sluten bana, såsom en fullbordad krets, och det magnetiska flödet kan ändras antingen genom en förändring i styrkan på magnetfältet eller av ledarens rörelse genom magnetfältet. Faradays lag ger ett kvantitativt samband mellan förändringen i magnetiskt flöde och den inducerade elektromotoriska kraften (EMF), vilket är lika med den negativa förändringen i flöde per tidsenhet. För en trådspole måste förändringen i magnetiskt flöde per gång multipliceras med antalet spolar för att bestämma det korrekta EMF-värdet.

I praktiska tillämpningar kan magnetisk induktion användas för att omvandla olika typer av energi. Den kan användas för att generera värme, som i fallet med den magnetiska induktionsspisen, eller för att skapa mekanisk energi och rörelse, som i fallet med induktionsmotorn. Även om mekanismerna för energiöverföring är olika för varje enhet, fungerar de på liknande grundprinciper.

Magnetiska induktionshällar fungerar genom att skapa en ström som genererar resistiv värme i kokkärlet eller pannan. Spisens bas är bildad av en lindad tråd, som tar emot en växelström (AC). Denna ström inducerar ett magnetiskt fält, som oscillerar tillsammans med strömmen och genererar en inducerad elektrisk ström i metallgrytan eller pannan. Resistiv värme alstras baserat på den enskilda kastrullens eller kastrullens motstånd, vilket optimeras genom användning av ferromagnetiska material, såsom stål och järn. Liknande uppvärmningsmekanismer kan användas i andra applikationer förutom matlagning, inklusive metallsvetsning.

Skapandet av mekanisk energi och rotation i magnetiska induktionsmotorer involverar också oscillerande magnetfält. I denna uppsättning finns det två delar av motorn som kallas statorn, eller stationär del, och rotorn, eller roterande del. Var och en kan påverka den andras magnetfält för att skapa vridmoment, som vrider motorn och skapar mekanisk energi. Denna funktionsmekanism liknar den för transformatorer, eftersom både magnetiska induktionsmotorer och transformatorer fungerar genom att ändra den elektriska strömmen i systemet.