Az elektromágneses jelenségek mindenhol megtalálhatóak a mobiltelefon akkumulátorától a műholdakig, amelyek adatokat visszaküldenek a Földre. Leírhatja az elektromosság viselkedését elektromágneses mezőkön keresztül, olyan tárgyak körüli régiókban, amelyek elektromos és mágneses erőket fejtenek ki, amelyek mindkettő ugyanazon elektromágneses erő részét képezik.
Mivel az elektromágneses erő a mindennapi életben nagyon sok alkalmazásban megtalálható, akár akkumulátort is használhat, és egyéb tárgyak, például rézdrót vagy fém körmök, amelyek a ház körül fekszenek, hogy bemutassák ezeket a fizikai jelenségeket saját maguk számára.
•••Syed Hussain Ather
Készítsen EMF-generátort
Tippek
Rézhuzal és vasszeg felhasználásával egyszerű elektromágneses mező (emf) generátort készíthet. Tekerje körbe őket, és csatlakoztassa egy elektróda áramforráshoz, hogy bemutassa az elektromos mező erejét. Számos lehetőség kínálkozik különböző méretű és teljesítményű emf generátorok számára.
Épület egyelektromágneses mező (emf) generátor
rézdrótból (hélix vagy spirál alakú) szolenoid tekercsre van szükség, fém tárgyra, például vasszegre ( egy körömgenerátor), szigetelő vezeték és feszültségforrás (például akkumulátor vagy elektródák) az elektromos kibocsátáshoz áramlatok.Opcionálisan használhat fém gemkapcsokat vagy iránytűt az emf hatásának megfigyelésére. Ha a fémtárgy ferromágneses (például vas), könnyen mágnesezhető anyag, akkor sokkal, de sokkal hatékonyabb lesz.
- Helyezze az anyagokat nem vezető felületre, például fára vagy betonra.
- Tekerje a rézhuzalt a lehető legszorosabban a fémtárgy köré, amíg teljesen el nem fedi. Minél több tekercs, annál erősebb lesz a mezőgenerátor.
- Csatlakoztassa a rézhuzalt úgy, hogy annak kis részei legyenek a fejtől és a fémtárgy végeitől.
- Csatlakoztassa a szigetelt huzal egyik végét a fémtárgy fejéből kiálló rézhez. Csatlakoztassa a szigetelt vezeték másik végét a változó tápegység feszültségforrásának egyik végéhez.
- Ezután csatlakoztassa a szigetelt vezeték egyik végét a változó tápegység forrásához.
- Helyezzen néhány gemkapcsot a fémtárgy közelébe, amikor az a felszínen fekszik.
- Állítsa a változó tápegység tárcsáját 0 voltra.
- Csatlakoztassa a tápegységet és kapcsolja be.
- Lassan fordítsa fel a feszültségszabályozó tárcsát, és figyelje a gemkapcsokat. Látni fogja, ahogy reagálnak a fémtárgy mágneses mezőjére, amint az elég erős a körömgenerátorból.
- Használjon középen egy iránytűt az elektromágneses tér irányának megjegyzéséhez. Az iránytű tűnek igazodnia kell a tekercs tengelyéhez, amikor az áram folyik.
Az EMF-generátorok fizikája
Az elektromágnesesség, a természet négy alapvető erőjének egyike, leírja, hogyan keletkezik az elektromos áram áramlásából létrehozott elektromágneses mező.
Amikor elektromos vezeték áramlik át egy huzalon, a mágneses mező növekszik a huzal tekercsével együtt. Ez lehetővé teszi a nagyobb áram áramlását egy kisebb távolságon vagy kisebb utakon, amelyek közelebb vannak a fém szeghez. Amikor az áram egy vezetéken keresztül áramlik, az elektromágneses mező kör alakú a vezeték körül.
•••Syed Hussain Ather
Amikor az áram átfolyik a vezetéken, a jobb oldali szabály segítségével bemutathatja a mágneses tér irányát. Ez a szabály azt jelenti, hogy ha a jobb hüvelykujját a vezeték áramának irányába helyezi, akkor az ujjai a mágneses mező irányába görbülnek. Ezek az alapszabályok segíthetnek emlékezni e jelenségek irányára.
•••Syed Hussain Ather
A jobb oldali szabály vonatkozik a fém tárgy körüli áram mágnesszelep alakjára is. Amikor az áram hurkokban halad a vezeték körül, mágneses mezőt generál a fémszegben vagy más tárgyban. Ez létrehoz egyelektromágnesami megzavarja az iránytű irányát és fém gemkapcsokat vonzhat magához. Ez a fajta elektromágneses mező-sugárzó az állandó mágnesektől eltérően működik.
Az állandó mágnesektől eltérően az elektromágneseknek elektromos áramra van szükségük rajtuk, hogy felhasználásukhoz mágneses teret adjanak ki. Ez lehetővé teszi a tudósok, mérnökök és más szakemberek számára, hogy széles körű felhasználásra használják őket, és erősen ellenőrizzék őket.
Az EMF-generátorok mágneses tere
Az elektromágneses mágnesszelep alakjában indukált áram mágneses tere a következőképpen számítható:
B = \ mu_0 nL
amibenBa mágneses mező Teslasban,μ0 (ejtsd: "mu naught") a szabad tér áteresztőképessége (állandó érték 1,257 x 10-6), La mezővel párhuzamos fémtárgy hossza ésnaz elektromágnes körüli hurkok száma. Ampere törvényének felhasználásával
B = \ frac {\ mu_0 I} {L}
kiszámolhatja az ívtt I(amperben).
Ezek az egyenletek szorosan függenek a mágnesszelep geometriájától, a huzalok a lehető legközelebb tekerednek a fémszög köré. Ne feledje, hogy az áram iránya ellentétes az elektronok áramlásával. Ezzel megtudhatja, hogyan kell megváltoznia a mágneses mezőnek, és megnézheti, hogy az iránytű tűje megváltozik-e, ahogy azt a jobb oldali szabály segítségével kiszámolná vagy meghatározná.
Egyéb EMF generátorok
•••Syed Hussain Ather
Ampere törvényváltozásai az emf generátor geometriájától függenek. Toroidális, fánk alakú elektromágnes esetén a mező
B = \ frac {\ mu_0 nI} {2 \ pi r}
mertnhurkok száma ésrsugár a fémtárgyak közepétől a közepéig. Egy kör kerülete (2 π r)a nevezőben a mágneses mező új hossza tükröződik, amely kör alakúvá válik a toroid egész területén. Az emf generátorok formája lehetővé teszi a tudósok és mérnökök számára, hogy kiaknázzák erejüket.
A transzformátorokban használt toroid alakzatokat a körülöttük tekercselt tekercsek különböző rétegekben használják indukálódik rajta keresztül, a kapott emf és áram, amelyet válaszként hoz létre, átadja a hatalmat különbözőek között tekercsek. A forma lehetővé teszi rövidebb tekercsek használatát, amelyek csökkentik az ellenállási veszteségeket vagy az áramok tekercseléséből adódó veszteségeket. Ezáltal a toroid transzformátorok hatékonyan használják fel az energiát.
Elektromágneses használat
Az elektromágnesek az ipari gépek, a számítógép-alkatrészek, a szupravezetés és maga a tudományos kutatás nagy számban alkalmazhatók. A szupravezető anyagok gyakorlatilag nem érnek el elektromos ellenállást nagyon alacsony hőmérsékleten (közel 0 Kelvin), ami tudományos és orvosi berendezésekben használható.
Ez magában foglalja a mágneses rezonancia képalkotást (MRI) és a részecskegyorsítókat. A mágnesszelepeket mágneses mezők létrehozására használják pontmátrix nyomtatókban, üzemanyag-injektorokban és ipari gépekben. Különösen a toroid transzformátorok használják az orvosi iparban a biomedicinális eszközök létrehozásának hatékonyságát.
Az elektromágneseket olyan zenei berendezésekben is használják, mint a hangszórók és fülhallgatók, az áramot növelő vagy csökkentő transzformátorok feszültség az elektromos vezetékek mentén, indukciós fűtés a főzéshez és a gyártáshoz, sőt mágneses szeparátorok is a mágneses anyagok válogatásához fém. A fűtés és főzés indukciója elsősorban azon múlik, hogy az elektromotoros erő hogyan hoz létre áramot a mágneses tér változására reagálva.
Végül a maglev vonatok erős elektromágneses erővel mozognak egy vonatot a vágány felett, és a szupravezető elektromágnesek gyors, hatékony sebességgel gyorsulnak fel nagy sebességre. Ezen felhasználásokon kívül találhat olyan elektromágneseket is, mint például motorok, transzformátorok, fejhallgatók, hangszórók, magnók és részecskegyorsítók.