Како се прави генератор електромагнетног поља

Електромагнетни феномени су свуда, од батерије вашег мобилног телефона до сателита који податке шаљу натраг на Земљу. Можете да опишете понашање електрицитета кроз електромагнетна поља, подручја око предмета који врше електричне и магнетне силе, а који су део исте електромагнетне силе.

Будући да се електромагнетна сила налази у толико много примена у свакодневном животу, можете је чак и направити помоћу батерије и други предмети попут бакарне жице или металних ексера који леже око ваше куће како бисте сами показали ове појаве у физици.

•••Сиед Хуссаин Атхер

• Можете да направите једноставан генератор електромагнетног поља (ЕМС) користећи бакарну жицу и гвоздени ексер. Обмотајте их и повежите са извором струје електроде да бисте демонстрирали снагу електричног поља. Постоји много могућности које можете направити за емф генераторе различите величине и снаге.

Изградњагенератор електромагнетног поља (емф)потребан је магнетни калем од бакарне жице (спирални или спирални облик), метални предмет попут гвозденог ексера (за генератор ексера), изолациона жица и извор напона (као што су батерија или електроде) за емитовање електричне енергије струје.

По жељи можете користити металне спајалице или компас да бисте посматрали ефекат емф. Ако је метални предмет феромагнетни (попут гвожђа), материјал који се лако може магнетизовати, биће много, много ефикаснији.

1. Поставите материјале на непроводну површину попут дрвета или бетона.
2. Намотајте бакарну жицу што чвршће око металног предмета док га потпуно не покријете. Што више калема, генератор поља ће бити јачи.
   
3. Закачите бакарну жицу тако да је има малих делова од главе и крајева металног предмета.
4. Повежите један крај комада изоловане жице са бакром који вири из главе металног предмета. Повежите други крај изоловане жице на један крај извора напона на променљивом напајању.
5. Затим прикључите један крај изоловане жице на извор на променљивом напајању.
6. Поставите неколико спајалица у близини металног предмета док лежи на површини.
7. Поставите точкић на променљивом напајању на 0 волти.
8. Прикључите напајање и укључите га.
9. Полако окрените бирач напона и гледајте спајалице. Видећете како реагују на магнетно поље металног предмета чим оно довољно ојача од генератора ноктију.
10. Помоћу компаса у средини забележите смер електромагнетног поља. Игла компаса треба да се поравна са осовином завојнице када струја тече.

Електромагнетизам, једна од четири основне природне силе, описује како настаје електромагнетно поље створено из протока електричне струје.

Када кроз жицу протиче електрична струја, магнетско поље се повећава са завојницама жице. Ово омогућава пропуштању веће струје кроз мању удаљеност или мањим стазама које су ближе металном ексеру. Када струја тече кроз жицу, електромагнетно поље је кружно око жице.

•••Сиед Хуссаин Атхер

Када струја протиче кроз жицу, можете да покажете смер магнетног поља користећи правило са десне стране. Ово правило значи да ће се, ако десни палац поставите у смеру струје жице, прсти увити у смеру магнетног поља. Ова основна правила могу вам помоћи да запамтите правац који имају ове појаве.

•••Сиед Хуссаин Атхер

Правило десне руке односи се и на магнетни облик струје око металног предмета. Када струја путује у петљама око жице, она ствара магнетно поље у металном ексеру или другом предмету. Ово ствараелектромагнеткоји омета правац компаса и може на њега привући металне спајалице. Ова врста емитора електромагнетног поља делује другачије од трајних магнета.

За разлику од трајних магнета, електромагнети требају електричну струју кроз њих да би одавали магнетно поље за своју употребу. То омогућава научницима, инжењерима и другим стручњацима да их користе за широк спектар примена и снажно контролишу.

Магнетно поље за индуковану струју у облику електромагнетног електромагнета може се израчунати као

у којимаБ.је магнетно поље у Тесли,μ​_​0​ (изговара се „му ништа“) је пропусност слободног простора (константна вредност 1,257 к 10^-6), ​Лје дужина металног предмета паралелног пољу инје број петљи око електромагнета. Користећи Амперов закон,

можете израчунати валутут И(у амперима).

Ове једначине уско зависе од геометрије соленоида са жицама које се омотавају што је могуће ближе око металног ексера. Имајте на уму да је смер струје супротан протоку електрона. Користите ово да бисте схватили како би се магнетно поље требало променити и видели да ли ће се игла компаса променити онако како бисте израчунали или утврдили користећи правило десне руке.

•••Сиед Хуссаин Атхер

Промене Амперовог закона зависе од геометрије емф генератора. У случају тороидног електромагнета у облику крафне, поље

занброј петљи ирполупречник од центра до центра металних предмета. Обим круга (2 π р)у имениоцу одражава нову дужину магнетног поља које поприма кружни облик током целог тороида. Облици емф генератора омогућавају научницима и инжењерима да искористе своју снагу.

Тороидални облици се користе у трансформаторима, користе се намотаји око њих у различитим слојевима, тако да, када струја се индукује кроз њега, резултујућа емф и струја коју ствара као одговор преносе снагу између различитих калемови. Облик му омогућава да користи краће завојнице које смањују губитке на отпору или губитке услед начина намотавања струја. То чини тороидне трансформаторе ефикасним у начину на који користе енергију.

Електромагнети се могу применити у великом броју примена од индустријских машина, рачунарских компонената, суперпроводљивости и самог научног истраживања. Суперпроводљиви материјали практично не постижу електрични отпор на врло ниским температурама (близу 0 Келвина) који се могу користити у научној и медицинској опреми.

То укључује снимање магнетне резонанце (МРИ) и убрзиваче честица. Соленоиди се користе за стварање магнетних поља у матричним штампачима, бризгаљкама за гориво и индустријским машинама. Тороидни трансформатори се такође користе у медицинској индустрији због своје ефикасности у стварању биомедицинских уређаја.

Електромагнети се такође користе у музичкој опреми као што су звучници и слушалице, трансформатори снаге који повећавају или смањују струју напон дуж далековода, индукционо грејање за кување и производњу, па чак и магнетни сепаратори за сортирање магнетних материјала од отпадака метал. Индукција за грејање и кување се посебно ослања на то како електромоторна сила производи струју као одговор на промену магнетног поља.

Коначно, маглев возови користе снажну електромагнетну силу за левитацију воза изнад колосека и суперпроводљиви електромагнети да би убрзали до великих брзина брзим, ефикасним брзинама. Поред ове употребе, можете пронаћи и електромагнете који се користе у апликацијама попут мотора, трансформатора, слушалица, звучника, магнетофона и акцелератора честица.