Faradayren eta Lenzen Legea: Indukzio Elektromagnetikoa eta Alternadoreak

Faradayren eta Lenzen legea: Indukzio elektromagnetikoa

Faraday izan zen magnetismoaren bitartez korronte elektrikoa sortzen lehena. Horretarako, Faradayren bi esperimentu ospetsuak burutu zituen:

Faradayren lehen esperimentua: Imanaren higidura

• Imana harilera hurbiltzean, korronte induzitua agertzen da.
• Imana urruntzean, korronte induzituaren noranzkoa alderantzikatu egiten da.
• Harila eta imana geldirik egonda, ez dago korronte induziturik.

Beraz, korronte induzituaren intentsitatea abiaduraren, eremu magnetikoaren intentsitatearen eta espira-kopuruaren menpe dago.

Faradayren bigarren esperimentua: Zirkuitu baten etena

• Etengailua konektatzean, korronte elektrikoa induzitzen da. Bi hariletako korronteek elkarren aurkako noranzkoa dute.
• Etengailua deskonektatzean, beste korronte elektriko bat induzitzen da, aurreko kasuaren aurkako noranzkoan.
• Lehen harileko korrontearen intentsitatea aldatzean, bigarren harilean korronte elektrikoa induzitzen da.

Fluxu magnetikoa

Faradayren legearen funtsezko magnitudea fluxu magnetikoa da. Fluxu magnetikoa gainazal bat zeharkatzen duten indukzio-lerroen kopurua adierazten duen neurria da. Fluxu magnetikoa kalkulatzeko, bi kasu bereiz daitezke:

1. Eremu uniformea eta gainazal laua: definizioz, S bektorea gainazalarekiko perpendikularra da, eta bere modulua gainazal horren azalera da.
2. Eremu aldakorra eta edozein gainazal.

Lenzen legea

Eremu uniformeko fluxuaren kalkuluan oinarrituta, Lenzen legea formulatu zen:

Induzitutako korrontearen noranzkoa, korronte hori sortzen duen kausaren aurka egiten duena da.

Faradayren legearen formula

Faradayren legeak honela dio: zirkuitu bateko indar elektroeragile induzitua (i.e.e.) zirkuitu hori zeharkatzen duen fluxu magnetikoaren denborarekiko aldakuntzaren berdina da, zeinuz aldatuta.

Korronte alterno sinusoidalaren sorgailua: Alternadorea

Izatez, korronte iraunkorrek sortutako B eremu magnetiko uniforme batean modu mekanikoan ω abiadura angeluar konstantez biratzen den espira lau bat da.

Espiraren muturrak berarekin batera biraka dabiltzan bi eraztunetara (A) konektatuta daude. Bi eraztun horiekin kanpo-zirkuitu bat konektatzen da bi eskuilen (E) bidez. Espira eremu magnetikoan biraka ari den bitartean, espira zeharkatzen duen fluxu magnetikoa aldatu egiten da. Ondorioz, indar elektroeragile (i.e.e.) bat induzitzen da espiran, eta horrek kanpo-zirkuituan korronte elektrikoa zirkularazten du.

Espirak S azalera du. Aldiune bakoitzean espira zeharkatzen duen fluxu magnetikoa honakoa da: Φ = B ⋅ S ⋅ cos(α), non α gainazal-bektoreak eremu magnetikoaren bektorearekin eratzen duen angelua den. Espira ω abiadura angeluarraz ari da biratzen.