Induction électromagnétique

Alors que la découverte surprenante de l'électromagnétisme par Oersted a ouvert la voie à des applications plus pratiques d'électricité, c'est Michael Faraday qui nous a donné la clé de la génération pratique d'électricité :induction électromagnétique . Faraday a découvert qu'une tension serait générée sur une longueur de fil si ce fil était exposé à un flux de champ magnétique perpendiculaire d'intensité variable.

Un moyen simple de créer un champ magnétique d'intensité variable consiste à déplacer un aimant permanent à côté d'un fil ou d'une bobine de fil.

Rappel : Le champ magnétique doit augmenter ou diminuer en intensité perpendiculairement au fil (de sorte que les lignes de flux « coupent » le chef d'orchestre ), sinon aucune tension ne sera induite.

Faraday a été en mesure de relier mathématiquement le taux de variation du flux de champ magnétique avec la tension induite (notez l'utilisation d'une lettre minuscule "e" pour la tension. Cela fait référence à instantané tension, ou tension à un moment précis, plutôt qu'une tension constante et stable.) :

Les termes « d » sont une notation de calcul standard, représentant le taux de variation du flux dans le temps. "N" représente le nombre de tours, ou d'enroulements, dans la bobine de fil (en supposant que le fil est formé sous la forme d'une bobine pour une efficacité électromagnétique maximale).

Ce phénomène est utilisé dans la construction de générateurs électriques, qui utilisent la puissance mécanique pour déplacer un champ magnétique devant des bobines de fil pour générer une tension. Cependant, ce n'est en aucun cas la seule utilisation pratique de ce principe.

Si nous rappelons que le champ magnétique produit par un fil porteur de courant est toujours perpendiculaire à ce fil, et que l'intensité du flux de ce champ magnétique varie avec la quantité de courant qui le traverse, nous pouvons voir qu'un fil est capable d'induire un tension sur sa propre longueur simplement en raison d'un changement de courant à travers elle. Cet effet est appelé auto-induction :un champ magnétique changeant produit par des changements de courant à travers un fil induisant une tension le long de ce même fil. Si le flux de champ magnétique est amélioré en pliant le fil sous la forme d'une bobine et/ou en enroulant cette bobine autour d'un matériau à haute perméabilité, cet effet de tension auto-induite sera plus intense. Un appareil conçu pour tirer parti de cet effet est appelé inducteur , et seront discutés plus en détail dans le prochain chapitre.

AVIS :

• Un champ magnétique d'intensité changeante perpendiculairement à un fil induira une tension le long de ce fil. La quantité de tension induite dépend du taux de changement du flux de champ magnétique et du nombre de tours de fil (s'il est enroulé) exposés au changement de flux.
• Équation de Faraday pour la tension induite :e =N(dΦ/dt)
• Un fil porteur de courant subira une tension induite sur sa longueur si le courant change (changeant ainsi le flux de champ magnétique perpendiculaire au fil, induisant ainsi une tension selon la formule de Faraday). Un appareil spécialement conçu pour tirer parti de cet effet est appelé inducteur .

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail sur l'électromagnétisme avancé et l'induction électromagnétique
• Feuille de travail sur l'électromagnétisme intermédiaire et l'induction électromagnétique
• Feuille de travail de base sur l'électromagnétisme et l'induction électromagnétique