Indukcja elektromagnetyczna

Oto bateria, żarówka i przewodnik. Obok przewodnika znajduje się kompas, czyli magnes, który może się obracać. Kiedy prąd elektryczny płynie przez przewodnik, igła magnetyczna kompasu obraca się, ponieważ prąd wytwarza pole magnetyczne dookoła przewodnika. Jeśli obrócimy baterię w drugą stronę i pozwolimy, żeby prąd płynął w przeciwnym kierunku, pole magnetyczne również się obróci. Igła magnetyczna kompasu także obróci się w drugą stronę.

Tak więc, prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne. Czy to zatem działa również w drugą stronę? Czy pole magnetyczne może sprawić, że popłynie prąd elektryczny? Podłączmy przewodnik do galwanometru. Licznik pokazuje zero.

Przez przewodnik nie płynie żaden prąd. Połóżmy teraz koło niego magnes. Tak, teraz przez przewodnik płynie prąd. Jednak licznik nadal pokazuje zero, mimo że magnes znajduje się zaraz obok przewodnika. Zabierzmy magnes i...

Poczekaj! Prąd przepłynął przez przewodnik również w momencie, gdy zabieraliśmy magnes. A jeśli ponownie zbliżymy magnes, to prąd znowu pojawia się przez krótką chwilę. Jednak jeśli magnes leży nieruchomo, to prąd w przewodniku przestaje płynąć. Prąd pojawia się wtedy, gdy magnes porusza się.

Zmiany w polu magnetycznym indukują prąd w przewodniku. Nazywamy to indukcją, a powstały prąd to prąd indukcyjny. Pole magnetyczne działa tylko na niewielką cześć przewodnika. Ale jeśli drut zwiniemy w zwój, pole magnetyczne będzie działać na większą część przewodnika. Wytworzony prąd indukcyjny stanie się silniejszy.

A im więcej razy zwiniemy drut, tym silniejszy stanie się prąd. Przewodnik zwinięty w zwoje nazywamy cewką. Więc jeśli magnes jest w ruchu, to prąd indukcyjny zaczyna płynąć w przewodniku. Teraz to Kim kręci magnesem, który trzyma blisko przewodnika zwiniętego w cewkę. Magnes jest w ruchu i pole magnetyczne cały czas się zmienia.

Prąd jest indukowany w przewodzie. Prąd sprawia, że żarówka się świeci. Kim może teraz odpocząć. Zastąpmy człowieka wodospadem! Teraz to płynąca woda obraca magnes.

I żarówka ponownie się zapala. Magnes, który obraca się blisko cewki wytwarza prąd. Magnes generuje prąd w cewce. To model prostego generatora. Generator zamienia energię kinetyczną na energię elektryczną.

Jeśli magnes obraca się szybciej, prąd staje się silniejszy, i żarówka świeci się dużo jaśniej. Wymieńmy znowu żarówkę na galwanometr. Kiedy magnes obraca się, prąd płynie najpierw w jednym kierunku, a potem w przeciwnym. Prąd zmienia swój kierunek cały czas. Generator wytwarza prąd przemienny.

Porównaj to z baterią. Tutaj prąd płynie zawsze w tym samym kierunku. To prąd stały. Zmiany w polu magnetycznym indukują prąd w przewodniku, czyli powstaje prąd indukcyjny. Indukcja może być używana w generatorze, żeby zamienić energię kinetyczną w energię elektryczną.