La força electromotriu induïda en una bobina es més gran quan

MAGNETISME I ELECTROMAGNETISME

Un imant té la propietat d’atraure i subjectar el ferro i a petita escala el níquel el cobalt i alguns aliatges.

Els efectes d’un imant són més intensos en els extrems, anomenats pols. Aquests pols se’ls designa amb lletres N i S (nord i sud). Quan s’acosten els pols de dos imants s’bserva el fenomen següent: els pols de nom contrari s’atrauen i els del mateix nom es repel·leixen. Així doncs, si partim un imant per la meitat, en lloc de dos pols aïllats obtenim dos imants, cadascun amb el seu N i S. Cada molècula de material és un petit imant amb els seus pols corresponents.

Els casos que presenten propietats magnètiques de manera espontània s’anomenen imants naturals. Els materials que poden ser atrets per un imant també es poden convertir en magnetixs sota l’efecte d’un imant o especialment del corrent electric; aquests materials es coneixen com a imants artificials.

L’estudi dels efectes magnètics produïts pel corrent elèctric s’anomena electromagnetisme
.

CAMP MAGNÈTIC D’UN IMANT

Un camp magnetic es on es posen de manifest les forces magnetiques.

les línies que forma l’espectre son les línies de força . El sentit de aquestets línies es arbitrari de nord a sud per l’exterior de l’imant i es tanca, de sud a nord per l’interior. S’observa que al voltant dels pols les línies son mes denses. Aixo vol dir que hi ha mes inducció.

La inducció magnetica (B) es una magnitud vectorial que equival a la força puntual que el camp exerceix sobre la unitat de massa magnetica en aquell punt, i es propocional al nombre de línies de força per unitat de superfície. La unitat es el Tesla.

El flux de camp magnetic es el producte de la superfície s perpendicular a les línies de força i el de la inducció b. Unitats: weber.

El camp magnetic creat es format per línies de força circulars situades en un pla perpendicular al conductor. El seu sentit segons la regla de maxwell es el d’un tirabuixó que avanci en el mateix sentit que el corrent.

Un conductor enrollat en forma d’helix constitueix un SOLENOIDE. No cal que la secció solenoide sigui circular, pero es indispensable que les espires estiguin molt juntes. S’utilitzen per produir camps magnetics inensos i relativament uniformes en una petita regió de l’espai.

La permeabilitat magnetica del medi es un valor que depen de la facilitat que te el medi per concentrar o dispersar les línies de força.

INTENSITAT O EXCITACIÓ DEL CAMP MAGNÈTIC

El camp magnetic creat per una bobina es pot reforçar considerablement si al seu interior hi posem un nucli de material ferromagnetic, ja que a causa del camp magnetic creat pel corrent els imants elementals del nucli s’orienten i creen un camp magnetic que se suma al creat en la bobina.

Una bobina amb un nucli de material ferromagnetic constitueix un electroimant, dispositiu de gran aplicació per a les maquines electriques.

La intensitat magnetica representa el camp magnetic que depen exclusivament de la bobina i es la relació entre la inducció magnetica i la permeabilitat.

En els camps magnètics creats per corrent elèctric, l’excitació H n’és la causa, i la inducció B l’efecte. Així mateix, a l’inici, en augmentar l’extació en un circuit magnètic, també augmenta linealment la inducció. Però arriba un punt en què l’augment d’excitació no és proporcional al d’inducció, de manera que calen grans augments d’excitació per obtenir petits augments de la inducció. Llavors diem que el material del circuit magnètic queda saturat.

CIRCUIT MAGNÈTIC

El circuit magnètic és l’espai ocupat per les línies d’inducció en la seva trajectòria.

En les aplicacions industrials es construeixen els circuits magnètics de manera que les línies d’inducció es dispersin al mínim que sigui possible. Per això es fan amb materials ferromagnètics, per evitar o reduir tant com es pugui el recorregut de les línies a traves de l’aire. No obstant això, en molts circuits no es pot prescindir d’una zona on el ciurcuit magnètic té una discontinuïtat, l’entreferro, que en ocasions és necessari per evitar la saturació de la inducció magnètica.

Un circuit magnètic és homogeni si la inducció i el medi en què s’estableix el camp no varien en tot el circuit, i heterogeni si al inducció i el medi varien. Constitueixen un circuit en sèrie si el flux és constant en tot el recorregut, i derivació si es bifurca en alguna part del circuit.

INDUCCIÓ ELECTROMAGNÈTICA. FEM INDUÏDA. AUTOINDUCCIÓ

La desviació de l’agulla de l’amperímetre augmenta a mesura que augmenta la velocitat amb què movem l’element mòbil, quan augmentem el nombre d’espires de la bobina o quan utilitzem un imant més potent.

Aquests corrents elèctrics s’anomenen corrents induïts i el fenomen, inducció electromagnètica. El circuit en què apareixen és l’induït, i l’imant o la bobina que el crea és l’inductor.

FEM INDUÏDA

Sabem que si per un circuit hi circula un corrent elèctric és perquè hi ha una força electromotriu que el crea. Hem d’admetre, per tant, que en vairar el fluc magnètic que travessa un circuit tancat s’ha originat una FEM que a causa del seu origen s’anomena FEM INDUIDA.

FEM INDUÏDA EN UNA ESPIRA TANCADA

Relació matemàtica que expressa la llei de Faraday: la força electromotriu induïda en un circuit és igual i de signe contrari a la velocitat de variació de flux que experimenta el circuit.

El sentit del corrent induït és tal que s’oposa a la causa que el produeix.

El flux creat per un corrent induït té un sentit que s’oposa a la variació del flux que el crea.

FEM ENGENDRADA EN UNA ESPIRA QUE GIRA DINS D’UN CAMP MAGNÈTIC

La variació del flux magnetic en l’espira es produeix perque varia la superfície que presenta l’espira al camp, es a dir, perque el vector S canvai d’orientació.

La fem induida és alterna, variable en amgnitud i sentit. I com que els seus valors instantanis son proporconals als valors que pren el sinus de 0 a 360, s’anomena FEM  alterna sinusoidal.

AUTOINDUCCIÓ

Si el corrent que circula per un conductor varia, creara un camp magnetic de flux vairable. Es evident que el conductor quedara sotmes a la variació del propi flux i segons la lleu de faraday, creara una fem induida, que en ser conseqüència de la variació del corrent propi s’anomena FEM  autoinduida.

El sentit de la fem autoinduida, segons la llei de Lenz, és contrari a la causa que el produeix; per tant, s’oposaa les variacions del corrent en el cricuit. El paràmetre que relaciona la Ea amb les variacions del corrent s’anomena coeficient d’autoinducció del circuit o simplement audoinducció L.

EL CORRENT ALTERN. VALORS FONAMENTALS

L’energia elèctrica produïda a les centrals s’obté en forma de corrent altern pels seus aventatges pel que fa a la producció, el transport, la distribuició i la utilització respecte del corrent continu.

Un corrent altern és un corrent variable en que les prinicpals magnituds que el defineixen canvien de valor i de sentit períòdicament. Es pot representar en un diagrama de coordenades cartesianes en que les ordenades assenyalen els valors que pren la magnitud a cada instant.