Kā izveidot elektromagnētiskā lauka ģeneratoru

Elektromagnētiskās parādības ir visur, sākot no mobilā tālruņa akumulatora līdz satelītiem, kas datus nosūta atpakaļ uz Zemi. Jūs varat aprakstīt elektrības uzvedību, izmantojot elektromagnētiskos laukus, reģionus ap objektiem, kas iedarbina elektriskos un magnētiskos spēkus, kas abi ir viena un tā paša elektromagnētiskā spēka daļa.

Tā kā elektromagnētiskais spēks ir sastopams tik daudzās ikdienas lietojumprogrammās, jūs pat varat to izveidot, izmantojot akumulatoru un citi priekšmeti, piemēram, vara stieple vai metāla naglas, kas atrodas ap jūsu māju, lai paši parādītu šīs parādības fizikā.

•••Syed Hussain Ather

• Izmantojot vara stiepli un dzelzs naglu, jūs varat izveidot vienkāršu elektromagnētiskā lauka (emf) ģeneratoru. Aptiniet tos apkārt un pievienojiet elektrodu strāvas avotam, lai parādītu elektriskā lauka jaudu. Dažādu izmēru un jaudas emf ģeneratoriem varat izmantot daudzas iespējas.

Ēkaelektromagnētiskā lauka (emf) ģeneratorsnepieciešama vara stieples (spirāles vai spirāles formas) elektromagnētiskā spole, metāla priekšmets, piemēram, dzelzs naglas ( nagu ģenerators), izolācijas vads un sprieguma avots (piemēram, akumulators vai elektrodi), lai izstarotu elektrību strāvas.

Lai novērotu emf efektu, varat pēc izvēles izmantot metāla saspraudes vai kompasu. Ja metāla priekšmets ir feromagnētisks (piemēram, dzelzs), materiāls, kuru var viegli magnetizēt, tas būs daudz, daudz efektīvāks.

1. Novietojiet materiālus uz nevadošas virsmas, piemēram, koka vai betona.
2. Vara stiepli savelciet cik vien iespējams cieši ap metāla priekšmetu, līdz tas ir pilnībā pārklāts. Jo vairāk spoles, jo spēcīgāks būs lauka ģenerators.
   
3. Piestipriniet vara stiepli tā, lai no galvas un metāla priekšmeta galiem būtu mazas tā daļas.
4. Savienojiet izolēta stieples gabala vienu galu ar varu, kas izvirzīts no metāla priekšmeta galvas. Pievienojiet izolētās stieples otru galu pie mainīgā barošanas avota sprieguma avota viena gala.
5. Pēc tam pievienojiet izolētās stieples vienu galu pie mainīgā barošanas avota.
6. Novietojiet dažus saspraudes pie metāla priekšmeta, kad tas atrodas uz virsmas.
7. Iestatiet mainīgā barošanas avota skalu uz 0 voltiem.
8. Pievienojiet strāvas padevi un ieslēdziet to.
9. Lēnām pagrieziet sprieguma skalu un skatieties saspraudes. Jūs redzēsiet, kā viņi reaģē uz magnētisko lauku no metāla priekšmeta, tiklīdz tas ir pietiekami spēcīgs no nagu ģeneratora.
10. Izmantojiet kompasu vidū, lai atzīmētu elektromagnētiskā lauka virzienu. Kad strāva plūst, kompasa adatai jāsakrīt ar spoles asi.

Elektromagnētisms, viens no četriem dabas pamatspēkiem, apraksta, kā rodas elektromagnētiskais lauks, ko rada elektriskās strāvas plūsma.

Kad elektriskā strāva plūst caur vadu, magnētiskais lauks palielinās līdz ar stieples spolēm. Tas ļauj vairāk strāvas plūst caur mazāku attālumu vai mazākos ceļos, kas ir tuvāk metāla naglai. Kad strāva plūst caur vadu, elektromagnētiskais lauks ir ap riņķi ​​ap ​​vadu.

•••Syed Hussain Ather

Kad strāva plūst caur vadu, izmantojot labās puses likumu, varat demonstrēt magnētiskā lauka virzienu. Šis noteikums nozīmē, ka, novietojot labo īkšķi stieples strāvas virzienā, pirksti saritināsies magnētiskā lauka virzienā. Šie īkšķa likumi var palīdzēt atcerēties šo parādību virzienu.

•••Syed Hussain Ather

Labās rokas noteikums attiecas arī uz strāvas solenoīda formu ap metāla priekšmetu. Kad strāva virzās cilpās ap vadu, tā rada magnētisko lauku metāla naglā vai citā priekšmetā. Tas radaelektromagnētskas traucē kompasa virzienu un var tam piesaistīt metāla saspraudes. Šāda veida elektromagnētiskā lauka izstarotājs darbojas atšķirīgi no pastāvīgajiem magnētiem.

Atšķirībā no pastāvīgajiem magnētiem, elektromagnētiem caur tiem nepieciešama elektriskā strāva, lai to vajadzībām izmantotu magnētisko lauku. Tas ļauj zinātniekiem, inženieriem un citiem profesionāļiem tos izmantot plaša spektra lietojumiem un stingri kontrolēt tos.

Elektromagnētiskā elektromagnētiskās formas inducētās strāvas magnētisko lauku var aprēķināt kā

kurāBir magnētiskais lauks Teslasā,μ​_​0​ (izrunā "mu naught") ir brīvās vietas caurlaidība (nemainīga vērtība 1,257 x 10^-6), ​Lir metāla priekšmeta garums paralēli laukam unnir cilpu skaits ap elektromagnētu. Izmantojot Ampēra likumu,

jūs varat aprēķināt current es(ampēros).

Šie vienādojumi ir cieši atkarīgi no elektromagnēta ģeometrijas, kad vadi aptinās pēc iespējas tuvāk ap metāla naglu. Paturiet prātā, ka strāvas virziens ir pretējs elektronu plūsmai. Izmantojiet to, lai noskaidrotu, kā vajadzētu mainīties magnētiskajam laukam, un noskaidrojiet, vai mainās kompasa adata, kā jūs aprēķinātu vai noteiktu, izmantojot labās puses likumu.

•••Syed Hussain Ather

Ampēra likuma izmaiņas ir atkarīgas no emf ģeneratora ģeometrijas. Toroidāla, virtuļa formas elektromagnēta gadījumā lauks

priekšncilpu skaits unrrādiuss no metāla priekšmetu centra līdz centram. Apļa apkārtmērs (2 π r)saucējā atspoguļo jauno magnētiskā lauka garumu, kas visā toroidā iegūst apļveida formu. EMF ģeneratoru formas ļauj zinātniekiem un inženieriem izmantot savu spēku.

Transformatoros tiek izmantotas toroīdas formas, izmantojot spoles, kas ap tām savītas dažādos slāņos, tā, ka tad, kad strāva caur to tiek inducēts, iegūtais emf un strāva, ko tā rada, reaģējot, pārraida spēku starp dažādiem spoles. Forma ļauj tai izmantot īsākas spoles, kas samazina zaudējumus pretestībai vai zaudējumus strāvu uztīšanas veida dēļ. Tas padara toroidālos transformatorus efektīvus enerģijas izmantošanā.

Elektromagnēti var būt ļoti dažādi, sākot ar rūpnieciskām mašīnām, datoru komponentiem, supravadītspēju un pašu zinātnisko izpēti. Supravadoši materiāli praktiski nesniedz elektrisko pretestību ļoti zemā temperatūrā (tuvu 0 Kelvin), ko var izmantot zinātniskajā un medicīniskajā aprīkojumā.

Tas ietver magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (MRI) un daļiņu paātrinātājus. Solenoīdus izmanto magnētiskā lauka ģenerēšanai punktmatricas printeros, degvielas iesmidzinātājos un rūpniecības mašīnās. Jo īpaši toroidālajiem transformatoriem ir arī pielietojums medicīnas nozarē, lai tos efektīvi izveidotu biomedicīnas ierīces.

Elektromagnēti tiek izmantoti arī mūzikas aprīkojumā, piemēram, skaļruņos un austiņās, strāvas transformatoros, kas palielina vai samazina strāvu spriegums gar elektropārvades līnijām, indukcijas sildīšana ēdiena gatavošanai un ražošanai un pat magnētiskie separatori magnētisko materiālu šķirošanai no lūžņiem metāls. Sildīšanas un vārīšanas indukcija jo īpaši ir atkarīga no tā, kā elektromotora spēks rada strāvu, reaģējot uz magnētiskā lauka izmaiņām.

Visbeidzot, magleva vilcieni izmanto spēcīgu elektromagnētisko spēku, lai levitētu vilcienu virs sliežu ceļa un supravadītus elektromagnētus, lai ātri un efektīvi sasniegtu ātrumu. Papildus šiem lietojumiem jūs varat atrast arī elektromagnētus, kurus izmanto tādās lietojumprogrammās kā motori, transformatori, austiņas, skaļruņi, magnetofoni un daļiņu paātrinātāji.