Kas yra indukuota srovė?

Uždara elektros grandinė su tekančia energija iliustruoja dvi elektromagnetinės jėgos dalis: elektrą ir magnetizmą. Elektra gaminama, kai elektronus per laidžią laidą stumia įtampos šaltinis, pavyzdžiui, baterija. Originali viela ne tik turi elektronų srautą, bet ir aplink tą srautą sukuria magnetinį lauką. Šie elektromagnetinės energijos elgesys yra suporuoti: elektronų srautas ir magnetinis laukas, kurį sukuria srautas. Jei vienas laidas, kuriame teka elektronai, priartinamas prie kito laido, pirmojo laido magnetinis laukas sukels srautą – indukuotą srovę – išilgai antrojo laido.

1831 m. Michaelas Faradėjus paskelbė savo atradimą, kad srovė viename laide gali sukelti srovę kitame laide. 1862 m. šį indukuotos srovės reiškinį matematiškai aprašė Jamesas Clerkas Maxwellas; jis buvo pagrįstas kolegų lygtimis, kurios apibūdino kitus energijos mainus, tokius kaip įtempių srautai kietosiose medžiagose ir skysčių srautai skysčiuose. Maksvelo lygtis nušviečia indukuotos srovės arba induktyvumo priežastis, parodydama, kad elektros srautą galima išmatuoti dviem būdais: kaip įtampos kritimą, kuris verčia elektronų srautą, ir kaip magnetinį srauto lauką, atsirandantį sraute.

Indukuota srovė gali būti sustiprinta, kai elektrai laidus laidas srovės kryptimi įspaudžiamas į sandarią ritę. Transformatorius veikia statydamas dviejų grandinių rites lygiagrečiai ir arti viena kitos, kad elektros energija būtų perduodama iš vienos grandinės į kitą. Ši indukcinė jungtis įvyksta, kai iš ritių sklindantys magnetiniai laukai susikerta vienas su kitu, perduodami didžiausią energijos kiekį. Šis apsikeitimas panašus į vaiko stūmimą sūpynėse: jei stūmimas nustatytas tinkamai, sūpynės stumiamos aukštyn maksimaliu greičiu.

Kai viela su srove apvyniojama apie geležinį strypą, ji gali sukurti magnetinį lauką, kuris gali pritraukti arba atstumti kito tokio elektromagneto magnetinį lauką. Variklį ir generatorių sudaro du magnetai, vienas judantis ir kitas fiksuotas. Judantis magnetas, kai jis liečiasi su nejudančiu magnetu, sukelia elektronų srauto krypties pasikeitimą, dėl kurio magnetai atstumia vienas kitą. Šis indukuotos srovės krypties pokytis sukuria kintamą stūmimą ir traukimą, todėl judantis magnetas sukasi. Induktyvumas gali veikti priešinga kryptimi, kai mechaninė energija iš besisukančio sraigto, pritvirtinto prie generatoriaus magneto, priverčia elektronus tekėti į akumuliatorių.