Kaip sukurti elektromagnetinio lauko generatorių

Elektromagnetiniai reiškiniai yra nuo jūsų mobiliojo telefono akumuliatoriaus iki palydovų, kurie siunčia duomenis atgal į Žemę. Galite apibūdinti elektros elgseną per elektromagnetinius laukus, regionus aplink objektus, kurie veikia elektrines ir magnetines jėgas, kurie abu yra tos pačios elektromagnetinės jėgos dalis.

Kadangi kasdieniame gyvenime elektromagnetinė jėga yra labai daug, netgi galite ją sukurti naudodami akumuliatorių ir kiti daiktai, pavyzdžiui, varinė viela ar metalinės vinys, gulintys aplink jūsų namus, kad patys parodytumėte šiuos fizikos reiškinius.

•••Syedas Hussainas Atheris

• Galite sukurti paprastą elektromagnetinio lauko (emf) generatorių, naudodami varinę vielą ir geležinę vinį. Apvyniokite juos ir prijunkite prie elektrodo srovės šaltinio, kad parodytumėte elektrinio lauko galią. Yra daugybė galimybių, kurias galite naudoti skirtingo dydžio ir galios EMF generatoriams.

Pastataselektromagnetinio lauko (emf) generatoriusreikia vario vielos (spiralės ar spiralės formos) solenoidinės ritės, metalinio daikto, pavyzdžiui, geležinės vinies ( nagų generatorius), izoliuojantis laidas ir įtampos šaltinis (pvz., baterija ar elektrodai), kad skleistų elektrą srovės.

Jei norite stebėti emf efektą, galite naudoti metalinius segtukus ar kompasą. Jei metalinis daiktas yra feromagnetinis (pvz., Geležis), medžiaga, kurią galima lengvai įmagnetinti, ji bus daug, daug efektyvesnė.

1. Dėkite medžiagas ant nelaidaus paviršiaus, pavyzdžiui, medžio ar betono.
2. Varinę vielą suvyniokite kuo griežčiau aplink metalinį daiktą, kol jis visiškai uždengiamas. Kuo daugiau ritinių, tuo stipresnis bus lauko generatorius.
   
3. Užmaukite varinę vielą taip, kad nuo galvos ir metalinio daikto galų būtų mažos jos dalys.
4. Prijunkite vieną izoliuoto laido gabalo galą prie vario, išsikišančio iš metalinio daikto galvos. Prijunkite kitą izoliuoto laido galą prie vieno kintamosios maitinimo šaltinio įtampos šaltinio galo.
5. Tada prijunkite vieną izoliuoto laido galą prie kintamo maitinimo šaltinio šaltinio.
6. Padėkite keletą segtukų šalia metalinio daikto, kai jis guli ant paviršiaus.
7. Kintamo maitinimo šaltinio ratuką nustatykite į 0 voltų.
8. Prijunkite maitinimo šaltinį ir įjunkite jį.
9. Lėtai pasukite įtampos rinkiklį aukštyn ir žiūrėkite sąvaržėles. Jūs pamatysite, kaip jie reaguoja į magnetinį lauką iš metalinio daikto, kai tik jis bus pakankamai stiprus iš nagų generatoriaus.
10. Viduryje esančiu kompasu pažymėkite elektromagnetinio lauko kryptį. Kai srovė teka, kompaso adata turėtų sutapti su ritės ašimi.

Elektromagnetizmas, viena iš keturių pagrindinių gamtos jėgų, apibūdina, kaip atsiranda iš elektros srovės srauto sukurtas elektromagnetinis laukas.

Elektros srovei tekant viela, magnetinis laukas didėja kartu su vielos ritėmis. Tai leidžia daugiau srovės tekėti mažesniu atstumu arba mažesniais keliais, kurie yra arčiau metalinio vinies. Kai srovė teka viela, elektromagnetinis laukas yra apskritas aplink laidą.

•••Syedas Hussainas Atheris

Kai srovė teka viela, galite parodyti magnetinio lauko kryptį naudodami dešinės rankos taisyklę. Ši taisyklė reiškia, kad jei dešinįjį nykštį pasistatysite vielos srovės kryptimi, pirštai susisuks magnetinio lauko kryptimi. Šios nykščio taisyklės gali padėti prisiminti šių reiškinių kryptį.

•••Syedas Hussainas Atheris

Dešinės rankos taisyklė taip pat taikoma elektromagnetinei srovės aplink metalinį daiktą formai. Kai srovė eina kilpomis aplink laidą, ji sukuria magnetinį lauką metalinėje vinyje ar kitame objekte. Tai sukuriaelektromagnetastai trukdo kompaso krypčiai ir gali prie jo pritraukti metalinius spaustukus. Šio tipo elektromagnetinio lauko skleidėjas veikia kitaip nei nuolatiniai magnetai.

Skirtingai nuo nuolatinių magnetų, elektromagnetams per juos reikalinga elektros srovė, kad būtų galima atiduoti magnetinį lauką. Tai leidžia mokslininkams, inžinieriams ir kitiems specialistams juos naudoti įvairioms programoms ir stipriai juos valdyti.

Elektromagnetinės formos solenoido formos indukuotos srovės magnetinį lauką galima apskaičiuoti taip

kuriameByra magnetinis laukas „Teslas“,μ​_​0​ (tariama „mu naught“) yra laisvos vietos pralaidumas (pastovi vertė 1,257 x 10^-6), ​Lyra metalinio daikto ilgis, lygiagretus laukui irnyra kilpų, esančių aplink elektromagnetą, skaičius. Naudodamiesi Ampero įstatymu,

galite apskaičiuoti kreivęt aš(stiprintuvais).

Šios lygtys labai priklauso nuo solenoido geometrijos, kai laidai apsisuka kuo arčiau aplink metalinę vinį. Turėkite omenyje, kad srovės kryptis yra priešinga elektronų srautui. Naudokite tai, norėdami išsiaiškinti, kaip turėtų pasikeisti magnetinis laukas, ir sužinoti, ar keičiasi kompaso adata, kaip apskaičiuotumėte ar nustatytumėte naudodami dešinės rankos taisyklę.

•••Syedas Hussainas Atheris

Ampero dėsnio pokyčiai priklauso nuo emf generatoriaus geometrijos. Toroidinio, spurgos formos elektromagneto atveju laukas

dėlnkilpų skaičius irrspindulys nuo metalinių daiktų centro iki centro. Apskritimo apskritimas (2 π r)vardiklyje atsispindi naujas magnetinio lauko ilgis, kuris per visą toroidą įgauna apskritimo formą. EMF generatorių formos leidžia mokslininkams ir inžinieriams panaudoti savo galią.

Transformatoriuose naudojamos toroidinės formos naudoja ritinius, suvyniotus aplink juos skirtingais sluoksniais, kad, kai srovė yra sukeltas per jį, susidariusi emf ir srovė, kurią ji sukuria atsakydama, perduoda galią tarp skirtingų ritės. Forma leidžia naudoti trumpesnius ritinius, kurie sumažina atsparumo nuostolius arba nuostolius dėl srovių vyniojimo būdo. Dėl to toroidiniai transformatoriai efektyviai naudoja energiją.

Elektromagnetai gali būti labai įvairūs, pradedant pramoninėmis mašinomis, kompiuterių komponentais, superlaidumu ir pačiais moksliniais tyrimais. Superlaidžiosios medžiagos praktiškai nesiekia elektrinės varžos esant labai žemai temperatūrai (arti 0 Kelvino), kurią galima naudoti mokslinėje ir medicininėje įrangoje.

Tai apima magnetinio rezonanso vaizdą (MRT) ir dalelių greitintuvus. Solenoidai naudojami magnetinių laukų generavimui taškinių matricų spausdintuvuose, kuro purkštukuose ir pramoninėse mašinose. Toroidiniai transformatoriai taip pat naudojami medicinos pramonėje, siekiant efektyvumo kuriant biomedicinos prietaisus.

Elektromagnetai taip pat naudojami muzikinėje įrangoje, tokioje kaip garsiakalbiai ir ausinės, galios transformatoriai, kurie padidina arba sumažina srovę įtampa išilgai elektros linijų, indukcinis šildymas maisto ruošimui ir gamybai ir netgi magnetiniai separatoriai, kad būtų galima surūšiuoti magnetines medžiagas iš laužo metalas. Šildymo ir virimo indukcija visų pirma priklauso nuo to, kaip elektromotorinė jėga sukuria srovę, reaguodama į magnetinio lauko pasikeitimą.

Galiausiai, „Maglev“ traukiniai naudoja stiprią elektromagnetinę jėgą, kad traukinys virstų virš bėgių kelio, o superlaidūs elektromagnetai, kad greitis būtų greitas ir efektyvus. Be šių naudojimo būdų, taip pat galite rasti elektromagnetų, naudojamų tokiose programose kaip varikliai, transformatoriai, ausinės, garsiakalbiai, magnetofonai ir dalelių greitintuvai.