電磁界発生器の作り方

電磁現象は、携帯電話のバッテリーから、データを地球に送り返す衛星まで、いたるところにあります。 同じ電磁力の一部である、電気力と磁力を及ぼす物体の周囲の領域である電磁場を介した電気の振る舞いを説明できます。

電磁力は日常生活の多くの用途に見られるため、バッテリーを使用して電磁力を構築することもできます。 あなた自身のために物理学でこれらの現象を示すためにあなたの家の周りに横たわっている銅線や金属の釘のような他の物体。

•••サイードフセインアザー

• 銅線と鉄の釘を使用して、簡単な電磁界（emf）ジェネレーターを構築できます。 それらを包み、電極電流源に接続して、電界の力を示します。 さまざまなサイズと電力の起電力ジェネレーターに対して作成できる可能性はたくさんあります。

構築する電磁界（emf）ジェネレータ銅線（らせんまたはらせん形状）のソレノイドコイル、鉄の釘などの金属物体（ ネイルジェネレーター）、絶縁ワイヤー、および電気を放出するための電圧源（バッテリーや電極など） 電流。

オプションで、金属製のペーパークリップまたはコンパスを使用して起電力の効果を観察できます。 金属物体が強磁性（鉄など）である場合、それは容易に磁化できる材料であり、はるかに効果的です。

1. 木材やコンクリートなどの非導電性の表面に材料を置きます。
2. 完全に覆われるまで、銅線を金属物体の周りにできるだけしっかりと巻き付けます。 コイルが多いほど、フィールドジェネレータは強力になります。
   
3. 銅線をクリップして、金属物体の頭と端から小さな部分ができるようにします。
4. 絶縁されたワイヤーの一端を、金属物体の頭から突き出ている銅に接続します。 絶縁電線のもう一方の端を可変電源の電圧源の一方の端に接続します。
5. 次に、絶縁電線の一端を可変電源の電源に接続します。
6. 金属製の物体が表面にあるので、金属製の物体の近くにいくつかのペーパークリップを置きます。
7. 可変電源のダイヤルを0ボルトに設定します。
8. 電源を接続して電源を入れます。
9. ゆっくりと電圧ダイヤルを上げて、ペーパークリップを見てください。 ネイルジェネレーターからの磁場が十分に強くなるとすぐに、金属物体からの磁場に反応するのがわかります。
10. 電磁界の方向に注意するために中央のコンパスを使用してください。 電流が流れているとき、コンパスの針はコイルの軸と整列している必要があります。

自然の4つの基本的な力の1つである電磁気学は、電流の流れから生成される電磁場がどのように発生するかを説明します。

ワイヤーに電流が流れると、ワイヤーのコイルとともに磁場が増加します。 これにより、より多くの電流がより短い距離または金属釘に近いより小さな経路を流れることができます。 電流がワイヤーを流れるとき、電磁界はワイヤーの周りを円形になります。

•••サイードフセインアザー

電流がワイヤーを流れるとき、右手の法則を使用して磁場の方向を示すことができます。 この規則は、右手の親指をワイヤーの電流の方向に置くと、指が磁場の方向にカールすることを意味します。 これらの経験則は、これらの現象の方向性を思い出すのに役立ちます。

•••サイードフセインアザー

右手の法則は、金属物体の周りの電流のソレノイド形状にも適用されます。 電流がワイヤーの周りをループで流れると、金属の釘やその他の物体に磁場が発生します。 これにより、電磁石コンパスの方向を妨げ、金属製のペーパークリップを引き付ける可能性があります。 このタイプの電磁界エミッターは、永久磁石とは動作が異なります。

永久磁石とは異なり、電磁石は使用するために磁場を放出するためにそれらを通る電流を必要とします。 これにより、科学者、エンジニア、その他の専門家は、それらをさまざまなアプリケーションに使用し、高度に制御することができます。

電磁気のソレノイド形状の誘導電流の磁場は、次のように計算できます。

その中でBテスラの磁場です、μ​_​0​ （「munaught」と発音）は、自由空間の透磁率（定数値1.257 x 10）です。^-6), ​Lはフィールドに平行な金属オブジェクトの長さであり、n電磁石の周りのループの数です。 アンペールの法則を使用して、

あなたはカレンを計算することができますt私（アンペア単位）。

これらの方程式は、ソレノイドの形状に密接に依存しており、ワイヤーは金属の釘の周りにできるだけ近く巻き付いています。 電流の方向は電子の流れと反対であることに注意してください。 これを使用して、磁場がどのように変化するかを把握し、右手の法則を使用して計算または決定するようにコンパスの針が変化するかどうかを確認します。

•••サイードフセインアザー

アンペールの法則の変更は、起電力ジェネレーターの形状によって異なります。 トロイダルドーナツ型電磁石の場合、フィールド

にとってnループの数とr金属オブジェクトの中心から中心までの半径。 円周（2πr）分母のは、トロイド全体で円形をとる磁場の新しい長さを反映しています。 emfジェネレーターの形状により、科学者やエンジニアはその力を利用できます。

トロイダル形状は変圧器で使用され、電流が流れると、異なる層でそれらの周りに巻かれたコイルを使用します それを介して誘導され、それに応じて生成される結果の起電力と電流は、異なる間で電力を転送します コイル。 この形状により、より短いコイルを使用して、抵抗への損失または電流の巻き方による損失を減らすことができます。 これにより、トロイダルトランスはエネルギーの使用方法が効率的になります。

電磁石は、産業機械、コンピューターコンポーネント、超伝導、科学研究自体など、さまざまな用途に使用できます。 超伝導材料は、科学および医療機器で使用できる非常に低い温度（0ケルビンに近い）で実質的に電気抵抗を達成しません。

これには、磁気共鳴画像法（MRI）と粒子加速器が含まれます。 ソレノイドは、ドットマトリックスプリンター、燃料噴射装置、および産業機械で磁場を生成するために使用されます。 特にトロイダルトランスは、生物医学装置の作成効率のために医療業界でも使用されています。

電磁石は、スピーカーやイヤホン、電流を増減する電源トランスなどの楽器にも使用されています 電力線に沿った電圧、調理および製造のための誘導加熱、さらにはスクラップから磁性材料を選別するための磁気分離器 金属。 特に加熱と調理の誘導は、磁場の変化に応じて起電力がどのように電流を生成するかに依存しています。

最後に、リニアモーターカーは強力な電磁力を使用して列車を線路の上に浮揚させ、超伝導電磁石を使用して高速で効率的な速度で高速に加速します。 これらの用途の他に、モーター、変圧器、ヘッドホン、スピーカー、テープレコーダー、粒子加速器などのアプリケーションで使用される電磁石もあります。