6.2. Elektromagnētiskā indukcija

Elektromagnētiskā indukcija ir parādība, kad, mainoties magnētiskajam laukam, noslēgtā vadītājā rodas strāva.

Plaknes ierobežotu magnētisko lauku var raksturot ar magnētisko plūsmu Φ. Magnētiskā plūsma , kur B – magnētiskā lauka indukcija, S – kontūra ietvertais laukums, α – leņķis starp kontūrā ietvertā laukuma normāli un magnētiskā lauka indukcijas vektoru.

 
Magnētiskā plūsma

Ja caur vadītāja kontūru mainās magnētiskā plūsma , kontūrā inducējas EDS. Vadītāja kontūrā inducētais elektrodzinējspēks ir vienāds ar strāvas kontūru caurtverošās magnētiskās plūsmas izmaiņas ātrumu:

, kur

εi – indukcijas elektrodzinējspēks, ΔΦ – magnētiskās plūsmas izmaiņa, Δt – magnētiskās plūsmas maiņas laiks.

Ja kontūru caurtverošā magnētiskā plūsma samazinās (palielinās), tad indukcijas strāva sāk plūst tā, lai tās radītais magnētiskais lauks kompensētu šo samazinājumu (palielinājumu).

Indukcijas elektrodzinējspēka darbības dēļ masīvos vadītājos, kuri atrodas mainīgā magnētiskajā laukā, rodas elektriskie virpuļlauki. Virpuļlauki rada feromagnētiskajās dzelzs daļās plūstošās virpuļstrāvas, kas sakarsē vadītāju. Virpuļstrāvas izmanto metālu kausēšanai indukcijas krāsnīs, kā arī mājsaimniecībā ēdiena pagatavošanai uz indukcijas plīts.

 
Indukcijas plīts

Strāvas kontūra induktivitāte L ir kontūra raksturlielums, kas atkarīgs no kontūra formas, izmēriem un vides magnētiskajam īpašībām:

, kur

Φ – magnētiskā lauka plūsma, I – strāvas stiprums kontūrā.

Pašindukcija ir parādība, kad kontūrā plūstoša mainīga strāva rada mainīgu magnētisko plūsmu, kas kontūrā ierosina indukcijas elektrodzinējspēku. Pašindukcijas elektrodzinējspēks

, kur

εp – pašindukcijas elektrodzinējspēks, L – kontūra induktivitāte, ΔI – strāvas stipruma izmaiņa, Δt – laiks.

Pašindukcijas EDS var izpausties kā izslēgšanas strāva. Piemēram, benzīna iekšdedzes dzinējos, kur aizdedzes sveces dzirkstele rodas, pārtraucot elektrisko ķēdi kontūrā, kurā ir lielas induktivitātes aizdedzes spole.

Magnētiskā lauka enerģija , kur

WM – magnētiskā lauka enerģija, L – kontūra induktivitāte, I – strāvas stiprums.