Tartalom
- tippek
- Az EMF generátorok fizikája
- Az EMF generátorok mágneses tere
- Egyéb EMF generátorok
- Elektromágneses felhasználások
Az elektromágneses jelenségek mindenütt megtalálhatók a mobiltelefon akkumulátorától a műholdakig, amelyek visszajutnak a Földre. Leírhatja a villamos energia viselkedését elektromágneses mezőkön keresztül, az olyan tárgyak körüli régiókban, amelyek elektromos és mágneses erőt képeznek, amelyek egyaránt ugyanazon elektromágneses erő részei.
Mivel az elektromágneses erő a mindennapi életben nagyon sok alkalmazásban megtalálható, akár akkumulátort és más tárgyakat (például rézhuzal vagy fémszögek) építhet fel, amelyek a ház körül fekszenek, hogy ezeket a jelenségeket a fizikában maguknak demonstrálják.
tippek
Épület egy elektromágneses mező (emf) generátor elektromos áramok kibocsátásához rézhuzalból (spirál vagy spirál alakból), fémtárgyból, például vasszögről (körömgenerátor számára), szigetelőhuzalból és feszültségforrásból (például elem vagy elektródák) van szükség.
Opcionálisan fém gemkapcsokat vagy iránytűt is használhat az emf hatásának megfigyelésére. Ha a fémtárgy feromágneses (például vas), olyan anyag, amely könnyen mágnesezhető, akkor sokkal, sokkal hatékonyabb.
Az EMF generátorok fizikája
Az elektromágnesesség, a természet négy alapvető erőének egyike, leírja, hogy miként alakul ki az elektromos áram áramlása által létrehozott elektromágneses mező.
Amikor egy elektromos áram átvezet egy vezetéken, a mágneses mező növekszik a huzal tekercseivel. Ez lehetővé teszi, hogy nagyobb áram folyjon kisebb távolságra vagy kisebb utakon, amelyek közelebb vannak a fémszöghez. Amikor az áram átvezet egy vezetéken, az elektromágneses mező körbe van húzva a huzal körül.
••• Syed Hussain Ather
Amikor áram áramlik a vezetéken, a jobb oldali szabály segítségével megmutathatja a mágneses mező irányát. Ez a szabály azt jelenti, hogy ha a jobb hüvelykujját a vezetékek áramának irányába helyezi, az ujjai a mágneses mező irányába gördülnek. Ezek a hüvelykujjszabályok segíthetnek Önnek abban, hogy emlékezzen az ezen jelenségek irányára.
A jobb oldali szabály vonatkozik a fémtárgy körüli áram mágnesszelepének alakjára is. Amikor az áram hurokban vezet be a huzal körül, mágneses teret generál a fémszögen vagy más tárgyon. Ez létrehoz egy elektromágnes amely zavarja az iránytű irányát, és fém gemkapcsokat vonzhat hozzá. Az ilyen típusú elektromágneses mező-sugárzó eltérően működik, mint az állandó mágnesek.
Az állandó mágnesektől eltérően az elektromágneseknek átmenő áramra van szükségük, hogy felhasználásukhoz mágneses teret bocsássanak ki. Ez lehetővé teszi a tudósok, mérnökök és más szakemberek számára, hogy széles körű alkalmazásra használják őket, és erősen ellenőrizzék őket.
Az EMF generátorok mágneses tere
Az indukált áram mágneses mezője az elektromágneses mágnesszelep alakjában kiszámítható B = μ0 n l amiben B a Teslas mágneses tere, μ0 ("mu naught" -ként ejtik) a szabad tér permeabilitása (állandó értéke 1,257 x 10-6), l a mezővel párhuzamos fémtárgy hossza és n az hurkok száma az elektromágnes körül. Az Amperes törvény használatával, B = μ__0 I / l , kiszámíthatja a curren_t I_ értéket (amperben).
Ezek az egyenletek szorosan függnek a mágnesszelep geometriájától, és a huzalok a lehető legközelebb kerülnek a fémszög körül. Ne feledje, hogy az áram iránya ellentétes az elektronok áramlásával. Ezzel megtudhatja, hogyan változhat a mágneses mező, és megnézheti, hogy az iránytű tű változik-e, mint amit a jobb oldali szabály alkalmazásával kiszámítana vagy meghatározna.
Egyéb EMF generátorok
••• Syed Hussain AtherAz Amperes törvénymódosítás az emf generátor geometriájától függ. Toroid, fánk alakú elektromágnes esetén a mező B = μ0 n I / (2 π r) ért,-ra,-re, mert, mivelhogy n hurkok száma és r sugara a fémtárgyak közepétől a középpontjáig. Egy kör kerülete (2 π r) a nevezőben a mágneses mező új hosszát tükrözi, amely kör alakúvá válik az egész toroidban. Az emf generátorok alakja lehetővé teszi a tudósoknak és mérnököknek az erejük kihasználását.
A transzformátorokban a toroid alakzatokat használják, és a körülöttük tekercselt rétegeket különböző rétegekben használják úgy, hogy amikor egy áramot indukálnak rajta, az így létrejövő emf és áram, amelyet válaszként hoz létre, átadja az energiát a különböző tekercsek között. Az alak lehetővé teszi rövidebb tekercsek használatát, amelyek csökkentik az ellenállás vagy veszteségeket az áramok bekötésének módja miatt. Ez lehetővé teszi a toroid transzformátorok hatékonyságát az energiafelhasználásban.
Elektromágneses felhasználások
Az elektromágnesek számos alkalmazásban megtalálhatók az ipari gépek, a számítógépes alkatrészek, a szupravezető képesség és a tudományos kutatás területén. A szupravezető anyagok nagyon alacsony hőmérsékleten (0 Kelvin közelében) gyakorlatilag nem érnek el elektromos ellenállást, amely tudományos és orvosi berendezésekben használható.
Ide tartozik a mágneses rezonancia képalkotás (MRI) és a részecskegyorsítók. A mágnesszelepeket mágneses mezők előállítására használják pontmátrixokban, üzemanyag-befecskendezőkben és ipari gépekben. Különösen a toroid transzformátorok alkalmazhatók az orvosi iparban hatékonyságuk érdekében az orvosbiológiai eszközök létrehozásában.
Az elektromágneseket olyan zenei eszközökben is használják, mint például hangszórók és fülhallgatók, erőátviteli transzformátorok, amelyek növelik vagy csökkentik az áramfeszültséget az elektromos vezetékek mentén, indukciós fűtés a főzéshez és a gyártáshoz, és még a mágneses szeparátorok is, hogy a mágneses anyagokat a fémhulladékból elválasszák. A melegítéshez és a főzéshez szükséges indukció különösen azon függ, hogy az elektromotoros erő miként hoz létre áramot a mágneses mező változásának hatására.
Végül, a maglev vonatok erős elektromágneses erőt használnak a vonat lebegtetésére egy sín fölött, és szupravezető elektromágnesek, hogy gyors, hatékony sebességgel gyorsuljanak fel. Ezeken a felhasználásokon kívül olyan elektromágneseket is találhat, amelyeket olyan alkalmazásokban használnak, mint a motorok, transzformátorok, fejhallgatók, hangszórók, magnók és részecskegyorsítók.