Wat is de methode voor het bepalen van de geïnduceerde elektromotorische kracht in een circuit met variërende magnetische flux?
De methode voor het bepalen van de geïnduceerde elektromotieve kracht veroorzaakt door een verandering in magnetische flux in een circuit volgt meestal Faraday's wet van elektromagnetische inductie. Faraday's wet van elektromagnetische inductie beschrijft de geïnduceerde elektromotieve kracht (EMK) als gevolg van veranderingen in magnetische flux, als volgt:
De betekenis van de symbolen is als volgt:
E staat voor geïnduceerde elektromotieve kracht (volt, V).
N is het aantal windingen van de spoel.
ΔΦB is de verandering in magnetische flux door de spoel (eenheid: weber, Wb).
Δt is de tijd (in seconden, s) die nodig is voor de verandering in magnetische flux.
Toepassingsstappen van Faraday's wet van elektromagnetische inductie
Bepaal de magnetische flux: Je moet eerst de magnetische flux door de spoel bepalen. De magnetische flux ΦB kan worden berekend met de volgende formule:
Hierbij is B de magnetische inductie-intensiteit (eenheid: tesla, T), A is de effectieve oppervlakte loodrecht op de richting van het magnetisch veld (eenheid: vierkante meter, m²), en θ is de hoek tussen de richting van het magnetisch veld en de normale richting van het vlak van de spoel.
Bereken de verandering in magnetische flux: Als de magnetische flux met de tijd verandert, moet je de verandering in magnetische flux over een periode berekenen ΔΦB= ΦB, eind - ΦB, begin
Bepaal het tijdsinterval: Bepaal het tijdsinterval Δt dat nodig is om de magnetische flux te veranderen.
Pas Faraday's wet toe: Ten slotte wordt de verandering in magnetische flux gedeeld door het tijdsinterval en vermenigvuldigd met het aantal windingen van de spoel N, waarmee je de geïnduceerde elektromotieve kracht krijgt.
Richtingsoordeel: Volgens Lenz' wet heeft de richting van de geïnduceerde elektromotieve kracht altijd tot gevolg dat de daardoor gegenereerde stroom een magnetisch veld produceert, dat de verandering van het oorspronkelijke magnetisch veld hindert. Dat wil zeggen, de richting van de geïnduceerde elektromotieve kracht probeert altijd de verandering in magnetische flux die haar veroorzaakt, tegen te werken.
