Vad är skillnaden mellan en inducerad ström och en ström som passerar genom spolen?

Inducerad ström och ström genom en spole är två olika koncept, varje med distinkta fysiska principer och tillämpningar. Nedan följer en detaljerad förklaring av skillnaderna mellan dessa två typer av strömmar:

1. Inducerad Ström 

Definition:

Inducerad ström är ström som genereras i en ledare på grund av elektromagnetisk induktionseffekt orsakad av en föränderlig magnetfält. Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion, när den magnetiska flödestätheten genom en sluten slinga ändras, induceras en elektrisk spänningskälla (ESK) i slingan, vilket i sin tur genererar en ström.

Villkor för Generering:

• Föränderligt Magnetfält: Magnetfältet måste variera över tid, till exempel genom att flytta en magnet eller ändra strömmen.

• Sluten Slinga: Ledaren måste bilda en sluten slinga för att tillåta strömförsäljning.

Matematiskt Uttryck:

Faradays lag om elektromagnetisk induktion kan uttryckas som:

där E är den inducerade ESK, ΦB är den magnetiska flödestätheten, och t är tid.

Tillämpningar:

• Generators: Använder förändringen i magnetfältet för att generera inducerad ström, konverterar mekanisk energi till elektrisk energi.

• Transformatorer: Den alternerande strömmen i primärspolen skapar ett föränderligt magnetfält, vilket inducerar ström i sekundärspolen för att överföra elektrisk energi.

• Induktionsuppvärmning: Använder ett föränderligt magnetfält för att inducera virvelströmmar i metaller, uppnår uppvärmningseffekter.

2. Ström Genom Spolen 

Definition:

Ström genom spolen är strömmen som direkt flödar genom ledarna i spolen. Denna ström kan vara antingen en konstant likström (DC) eller en växelström (AC).

Villkor för Generering:

• Energikälla: En extern energikälla (som en batteri, generator eller AC-källa) krävs för att tillhandahålla strömmen.

• Sluten Krets: Spolen måste vara en del av en sluten krets för att tillåta strömförsäljning.

Matematiskt Uttryck:

För likström (DC) kan Ohms lag användas:

där I är strömmen, V är spänningen, och R är resistansen.

För växelström (AC) kan strömmen uttryckas som en sinusvåg:

där I0 är maximala strömmen, ω är vinkelfrekvensen, och ϕ är fasvinkeln.

Tillämpningar:

• Elektromagneter: Strömmen genom spolen genererar ett magnetfält, används för att skapa elektromagneter.

• Motorer: Den växlande strömmen genom spolen genererar ett roterande magnetfält, driv motor.

• Transformatorer: Den växlande strömmen i primärspolen skapar ett föränderligt magnetfält, vilket inducerar ström i sekundärspolen för att överföra elektrisk energi.

Sammanfattning

• Inducerad Ström är strömmen som genereras i en ledare på grund av elektromagnetisk induktionseffekt orsakad av ett föränderligt magnetfält, kräver ett föränderligt magnetfält och en sluten slinga.

• Ström Genom Spolen är strömmen som direkt flödar genom ledarna i spolen, kräver en extern energikälla och en sluten krets.

Att förstå skillnaderna mellan dessa två typer av strömmar hjälper till att bättre begripa de grundläggande principerna för elektromagnetism och korrekt välja och använda relaterade teknologier i praktiska tillämpningar.