Qu’est-ce que l’induction électrique ?

L’électricité. Définitions

Le terme électricité, comme nous l’avons appris en étudiant diverses parties de la physique, est difficile à définir avec une seule définition globale. Les universitaires et les scientifiques sont souvent en désaccord sur la véritable signification du terme. Pour illustrer la gamme de définitions qui existent, nous en avons inclus plusieurs différentes.

1. Définition des scientifiques. L’électricité désigne uniquement les électrons et les protons ; en substance, la charge électrique d’un objet.

2. Définition de tous les jours . L’électricité est l’énergie du champ électromagnétique transmise par les piles et les générateurs.

3. Définition de l’école élémentaire. L’électricité est le mouvement d’écoulement produit par une charge électrique.

4. Définition de travail. L’électricité est la quantité de déséquilibre entre les quantités d’électrons et de protons.

Et, parmi les autres définitions moins couramment utilisées, citons :

5. Le mouvement d’écoulement de l’énergie électrique.

6. Le potentiel électrique (champ e).

7. Simplement un domaine de la science.

Sur la base d’une si large sélection de définitions, il est difficile de discerner la véritable signification du terme électrique, ce qui complique le processus de formation d’une définition de l’induction électrique.

Induction. Définition

Alors qu’un champ magnétique stationnaire n’aura aucun effet sur un fil ou une boucle de courant, un champ magnétique mobile ou changeant générera un courant électrique dans un bas de courant, ou une tension voyageant à travers les extrémités d’une boucle de courant. Essentiellement connu sous le nom d’induction électromagnétique, le courant ou la tension est appelé un courant induit ou une tension induite.

Induction électrique. Principe de fonctionnement

L’induction électromagnétique est le principe directeur qui est utilisé pour expliquer le fonctionnement des générateurs électriques (également appelés alternateurs), des microphones, des guitares électriques et des transformateurs.

On dit que le courant contenu dans le conducteur est alternatif parce que son courant circule dans les deux sens, suite au fait que le conducteur est d’abord élevé puis abaissé dans le champ magnétique. En résumé, les courants contribuent à la création des champs magnétiques.

Un champ magnétique mobile ou changeant produit bien un courant dans une boucle de courant ou une tension aux extrémités d’une boucle de courant. Ce phénomène est appelé induction électromagnétique et le courant ou la tension est appelé courant induit ou tension induite.

Induction électrique. Historique

L’une des avancées les plus importantes dans le domaine scientifique, la découverte de l’induction électromagnétique a été décrite par Michael Faraday en 1831. Officiellement, il a été le premier scientifique et mathématicien à documenter ses découvertes après avoir effectué une série de tests sur une bobine qu’il a fabriquée en enveloppant un cylindre de papier avec du fil.

Lorsqu’il a connecté la bobine à un galvanomètre puis déplacé l’aimant d’avant en arrière à l’intérieur du cylindre, Faraday a rapporté que la taille de la tension produite à l’intérieur d’un conducteur était proportionnelle au taux de variation du flux magnétique (niveaux alternatifs des courants électriques).

En outre, Faraday a constaté que cette affirmation était vraie et applicable, que le flux lui-même varie en intensité ou que le conducteur se déplace dans le champ magnétique. Comme indiqué précédemment, l’induction électromagnétique est le principe sous-jacent qui explique le fonctionnement des générateurs et des moteurs à induction, ainsi que d’une majorité d’autres machines électriques.

L’emf induite dans un circuit électrique agit toujours dans une direction telle que le courant qu’elle entraîne autour du circuit s’oppose à la variation du flux magnétique qui produit l’emf.

Induction électrique. Résumé des principes centraux

Par conséquent, nous sommes en mesure de discerner que le flux magnétique est l’intensité du champ magnétique qui traverse une zone spécifique. En termes de formule, c’est le produit du champ magnétique (B), de la surface (A) qui passe par l’angle (a) entre la ligne à 90 degrés de la surface et les lignes du champ magnétique.

Le flux magnétique alternatif génère une force électromotrice (emf). À son tour, cette force exerce une pression sur les électrons libres d’une manière spécifique qui produit un courant.

Induction électromagnétique. Applications modernes

Après avoir établi la relation réciproque entre l’électricité et le magnétisme, les applications pratiques étaient pratiquement illimitées.

Le générateur, par exemple, a ouvert la voie à un large éventail de concepts industriels innovants. En transformant l’énergie mécanique en énergie électrique, le générateur s’appuyait sur le principe de base de l’induction électromagnétique, celui du passage d’un conducteur électrique dans un champ magnétique.

Comme expliqué précédemment, lorsqu’un côté d’une bobine traverse le champ magnétique, d’abord dans un sens puis dans l’autre, un courant alternatif (flux magnétique) est le résultat final. Ce dispositif de type alternateur est le même que celui qui est utilisé dans les véhicules pour produire un flux d’énergie constant.

En outre, les transformateurs sont capables d’envoyer des courants alternatifs d’un circuit électrique à un autre par induction électromagnétique. Chaque quartier dispose d’un transformateur situé sur un poteau électrique centralisé ; c’est le conduit qui permet de transmettre l’électricité à toutes les maisons individuelles.

Pour la plupart, ces types de transformateurs électriques transmettent l’énergie à une fréquence constante. Les transformateurs de radiofréquence (rf) fonctionnent dans les fréquences les plus élevées, ce qui donne aux générateurs rf de nombreuses utilisations industrielles.