Det er svært at forestille sig en verden uden elektricitet. På et tidspunkt var elektricitet et ydmygt tilbud, der forsynede menneskeheden med unaturligt lys, der ikke var afhængig af gaslamper eller petroleumslanterner. I dag er det vokset til at blive grundlaget for vores komfort, der giver vores varme, belysning og klimastyring og forsyner alle vores apparater, hvad enten det er til madlavning, rengøring eller underholdning. Og under de fleste maskiner, der gør det muligt, er en simpel lov kendt som elektromagnetisk induktion, en lov, der beskriver driften af generatorer, elektriske motorer, transformere, induktionsmotorer, synkronmotorer, solenoider og de fleste andre elektriske maskiner. Videnskabeligt set refererer det til produktionen af spænding over en leder (en ledning eller lignende stykke ledende materiale), der bevæger sig gennem et magnetfelt.
Selvom mange mennesker har været antaget at have bidraget til opdagelsen af dette fænomen, er det Michael Faraday, der er krediteret for først at gøre opdagelsen i 1831. Kendt som Faradays lov, hedder det, at 'Den inducerede elektromotoriske kraft (EMF) i enhver lukket kredsløb er lig med tidshastigheden for ændring af den magnetiske flux gennem kredsløbet”. I praksis betyder det, at en elektrisk strøm vil blive induceret i ethvert lukket kredsløb, når den magnetiske flux (dvs. mængden af magnetfelt), der passerer gennem en overflade, der er afgrænset af lederen, ændres. Dette gælder uanset om selve feltet ændrer sig i styrke eller lederen bevæges igennem det.
Mens det allerede på dette tidspunkt var kendt, at en elektrisk strøm producerede et magnetfelt, demonstrerede Faraday, at det omvendte også var sandt. Kort sagt beviste han, at man kunne generere en elektrisk strøm ved at føre en ledning gennem et magnetfelt. For at teste denne hypotese viklede Faraday et stykke metaltråd rundt om en papircylinder og sluttede derefter spolen til et galvanometer (en enhed, der bruges til at måle elektrisk strøm). Han flyttede derefter en magnet frem og tilbage inde i cylinderen og registrerede gennem galvanometeret, at en elektrisk strøm blev induceret i ledningen. Han bekræftede herfra, at et bevægeligt magnetfelt var nødvendigt for at fremkalde et elektrisk felt, for da magneten holdt op med at bevæge sig, ophørte strømmen også.
I dag bruges elektromagnetisk induktion til at drive mange elektriske enheder. En af de mest kendte anvendelser er i elektriske generatorer (såsom vandkraftdæmninger), hvor mekanisk kraft bruges til at flytte et magnetfelt forbi trådspoler for at generere spænding.
I matematisk form siger Faradays lov, at: ? = – d?B/dt, hvor ? er den elektromotoriske kraft og ?B er den magnetiske flux, og d og t repræsenterer afstand og tid.
Vi har skrevet mange artikler om elektromagnetisk induktion til Universe Today. Her er en artikel om elektromagneter, og her er en artikel om generatorer.
Hvis du vil have mere information om elektromagnetisk induktion, så tjek disse artikler fra Alt om kredsløb og Fysik 24/7 .
Vi har også optaget en hel episode af Astronomy Cast, der handler om elektromagnetisme. Hør her, Afsnit 103: Elektromagnetisme .
Kilder:
http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_induction
http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday%27s_law_of_induction
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_flux
http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/faraday2/
http://www.scienceclarified.com/El-Ex/Electromagnetic-Induction.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Galvanometer