W tej erze technologicznej trudno wyobrazić sobie życie bez elektryczności. Począwszy od lodówki, telewizora, wentylatora, a nawet klimatyzacji smartfonie których używamy na co dzień, wymaga energii elektrycznej. Energię elektryczną pozyskujemy z wielu źródeł, takich jak węgiel i energia wodna. Energia ta jest przekształcana w energię elektryczną za pomocą generatora działającego na zasadzie indukcji elektromagnetycznej.
Elektromagnetykę przypadkowo odkrył Hans Christian Oersted, duński fizyk i chemik. W swoich eksperymentach odkrył zasadę elektromagnetyzmu, która była później przydatna w różnych zastosowaniach elektrycznych. Sama indukcja elektromagnetyczna została później opracowana przez Michaela Faradaya, aby można ją było wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej.
Ale czym właściwie jest indukcja elektromagnetyczna?
Indukcja elektromagnetyczna to zjawisko generowania prądów elektrycznych w wyniku zmian strumienia magnetycznego. Strumień magnetyczny to liczba linii siły magnetycznej, które przenikają przez pole. W 1821 roku Michael Faraday odkrył, że zmieniające się pole magnetyczne jest najwyraźniej zdolne do generowania prądu elektrycznego.
Siła elektromotoryczna, która powstaje w wyniku zmian liczby magnetycznych linii siły, jest nazywana indukowaną emf. Tymczasem przepływający prąd nazywany jest prądem indukowanym, a zdarzenie nazywane jest indukcją elektromagnetyczną.
Istnieją trzy czynniki, które wpływają na ilość indukowanego pola elektromagnetycznego. Pierwsza to szybkość, z jaką zmienia się pole magnetyczne. Im szybciej zmienia się pole magnetyczne, tym większy powstaje indukowany emf. Druga to liczba zwojów. Im więcej zwojów, tym większe indukowane pole elektromagnetyczne. Wreszcie jest siła magnesu. Objawy silnego magnesu mogą powodować jeszcze większe indukowane pole elektromagnetyczne.
(Przeczytaj również: Fale elektromagnetyczne, definicja i właściwości)
Jak wspomniano wcześniej, do wytwarzania energii elektrycznej wykorzystywana jest indukcja elektromagnetyczna. Elektrownie wykorzystujące indukcję elektromagnetyczną to generatory i transformatory.
Generator to urządzenie zdolne do zamiany energii mechanicznej na energię elektryczną. Istnieją dwa rodzaje generatorów, a mianowicie prądnice prądu stałego (DC) lub prądnice z prądnicą oraz generatory lub alternatory prądu przemiennego (AC). Generator działa w oparciu o zasadę indukcji elektromagnetycznej, która polega na obracaniu cewki w polu magnetycznym tak, aby wzbudzić emf.
Tymczasem transformator lub transformator jest urządzeniem zdolnym do zmiany napięcia prądu przemiennego poprzez przeniesienie energii elektrycznej indukowanej przez cewkę pierwotną do cewki wtórnej. Transformator wytwarza GGL na cewce wtórnej z powodu zmieniającego się pola magnetycznego spowodowanego przepływem prądu przemiennego w cewce pierwotnej. Prąd jest indukowany przez miękkie żelazo do cewki wtórnej.
Istnieją dwa rodzaje transformatorów, a mianowicie transformatory podwyższające i obniżające. Funkcją transformatora podwyższającego jest zwiększenie źródła napięcia przemiennego, podczas gdy transformator obniżający napięcie działa w celu zmniejszenia źródła napięcia przemiennego.
