Elektromanyetik Alan Jeneratörü Nasıl Yapılır?

Elektromanyetik olaylar, cep telefonunuzun pilinden Dünya'ya veri gönderen uydulara kadar her yerdedir. Her ikisi de aynı elektromanyetik kuvvetin parçası olan elektromanyetik alanlar, elektrik ve manyetik kuvvet uygulayan nesnelerin etrafındaki bölgeler aracılığıyla elektriğin davranışını tanımlayabilirsiniz.

Elektromanyetik kuvvet günlük yaşamda pek çok uygulamada bulunduğundan, bir pil kullanarak bir tane bile oluşturabilirsiniz ve Bu fenomenleri fizikte kendiniz göstermek için evinizin etrafında duran bakır tel veya metal çiviler gibi diğer nesneler.

•••Seyit Hüseyin Ather

• Bakır tel ve demir çivi kullanarak basit bir elektromanyetik alan (emf) üreteci yapabilirsiniz. Elektrik alanının gücünü göstermek için onları sarın ve bir elektrot akım kaynağına bağlayın. Değişen boyut ve güçteki emf jeneratörleri için yapabileceğiniz birçok olasılık vardır.

Binaelektromanyetik alan (emk) üretecibakır telden (sarmal veya spiral şeklinde) bir solenoid bobin, demir çivi gibi metal bir nesne (için bir çivi jeneratörü), elektrik yaymak için yalıtkan tel ve voltaj kaynağı (bir pil veya elektrotlar gibi) akımlar.

EMF'nin etkisini gözlemlemek için isteğe bağlı olarak metal ataş veya pusula kullanabilirsiniz. Metal nesne ferromanyetik ise (demir gibi), kolayca mıknatıslanabilen bir malzeme ise, çok, çok daha etkili olacaktır.

1. Malzemeleri ahşap veya beton gibi iletken olmayan bir yüzeye yerleştirin.
2. Bakır teli, tamamen kaplanana kadar metal nesnenin etrafına olabildiğince sıkı sarın. Daha fazla bobin, alan üreteci daha güçlü olacaktır.
   
3. Bakır teli, metal nesnenin başından ve uçlarından küçük parçalar kalacak şekilde klipsleyin.
4. Bir parça yalıtılmış telin bir ucunu metal nesnenin başından çıkıntı yapan bakıra bağlayın. Yalıtılmış kablonun diğer ucunu değişken güç kaynağındaki voltaj kaynağının bir ucuna bağlayın.
5. Ardından, yalıtılmış kablonun bir ucunu değişken güç kaynağındaki kaynağa bağlayın.
6. Metal nesne yüzeydeyken yanına birkaç ataş yerleştirin.
7. Değişken güç kaynağındaki kadranı 0 volta ayarlayın.
8. Güç kaynağını prize takın ve açın.
9. Voltaj kadranını yavaşça yukarı çevirin ve ataşları izleyin. Çivi jeneratöründen yeterince güçlü olduğu anda metal nesnenin manyetik alanına tepki verdiklerini göreceksiniz.
10. Elektromanyetik alanın yönünü not etmek için ortada bir pusula kullanın. Akım akarken pusula iğnesi bobinin ekseni ile aynı hizada olmalıdır.

Doğanın dört temel kuvvetinden biri olan elektromanyetizma, elektrik akımının akışından oluşan bir elektromanyetik alanın nasıl ortaya çıktığını anlatır.

Bir telden bir elektrik akımı geçtiğinde, telin bobinleri ile manyetik alan artar. Bu, daha küçük bir mesafeden veya metal çiviye daha yakın olan daha küçük yollardan daha fazla akım akmasını sağlar. Akım bir telden geçtiğinde, elektromanyetik alan telin etrafında daireseldir.

•••Seyit Hüseyin Ather

Telden akım geçtiğinde, sağ el kuralını kullanarak manyetik alanın yönünü gösterebilirsiniz. Bu kural, sağ baş parmağınızı telin akımı yönünde yerleştirirseniz, parmaklarınızın manyetik alan yönünde kıvrılacağı anlamına gelir. Bu temel kurallar, bu fenomenlerin yönünü hatırlamanıza yardımcı olabilir.

•••Seyit Hüseyin Ather

Sağ el kuralı, metal nesne etrafındaki akımın solenoid şekli için de geçerlidir. Akım telin etrafında döngüler halinde hareket ettiğinde, metal çivide veya başka bir nesnede bir manyetik alan oluşturur. Bu birelektromanyetikpusula yönünü engelleyen ve metal ataçları kendisine çekebilen. Bu tip elektromanyetik alan yayıcı, kalıcı mıknatıslardan farklı çalışır.

Kalıcı mıknatısların aksine, elektromıknatıslar, kullanımları için bir manyetik alan yaymak için içlerinden bir elektrik akımına ihtiyaç duyarlar. Bu, bilim adamlarının, mühendislerin ve diğer profesyonellerin bunları çok çeşitli uygulamalar için kullanmalarına ve yoğun bir şekilde kontrol etmelerine olanak tanır.

Elektromanyetik solenoid şeklindeki indüklenen akım için manyetik alan şu şekilde hesaplanabilir:

hangisindeBTeslas'taki manyetik alan,μ​_​0​ ("mu naught" olarak telaffuz edilir), boş alanın geçirgenliğidir (sabit bir değer 1.257 x 10^-6), ​Lalana paralel metal nesnenin uzunluğu venelektromıknatısın etrafındaki döngü sayısıdır. Amper Yasasını kullanarak,

akımı hesaplayabilirsinizben(amper cinsinden).

Bu denklemler, tellerin metal çivinin etrafına mümkün olduğunca yakın sarıldığı solenoidin geometrisine yakından bağlıdır. Akımın yönünün elektron akışının tersi olduğunu unutmayın. Bunu manyetik alanın nasıl değişmesi gerektiğini bulmak için kullanın ve sağ el kuralını kullanarak hesaplayacağınız veya belirleyeceğiniz gibi pusula iğnesinin değişip değişmediğini görün.

•••Seyit Hüseyin Ather

Ampere Yasası değişiklikleri, emf üretecinin geometrisine bağlıdır. Toroidal, halka şeklindeki bir elektromıknatıs durumunda, alan

içinndöngü sayısı vermetal nesnelerin merkezinden merkezine yarıçap. Bir dairenin çevresi (2 π r)payda, toroid boyunca dairesel bir şekil alan manyetik alanın yeni uzunluğunu yansıtır. Emf jeneratörlerinin şekilleri, bilim adamlarının ve mühendislerin güçlerini kullanmalarına izin verir.

Transformatörlerde kullanılan toroidal şekiller, etraflarına sarılmış bobinleri farklı katmanlarda kullanır, öyle ki, bir akım olduğunda onun aracılığıyla indüklenir, tepki olarak oluşturduğu ortaya çıkan emk ve akım, farklı güçler arasında güç aktarır. bobinler. Şekil, akımların sarılma şeklinden kaynaklanan direnç kayıplarını veya kayıpları azaltan daha kısa bobinler kullanmasına izin verir. Bu, toroidal transformatörleri enerjiyi nasıl kullandıkları konusunda verimli kılar.

Elektromıknatıslar, endüstriyel makineler, bilgisayar bileşenleri, süperiletkenlik ve bilimsel araştırmaların kendisinden çok sayıda uygulamada olabilir. Süper iletken malzemeler, bilimsel ve tıbbi ekipmanlarda kullanılabilen çok düşük sıcaklıklarda (0 Kelvin'e yakın) neredeyse hiç elektrik direnci sağlamaz.

Buna manyetik rezonans görüntüleme (MRI) ve parçacık hızlandırıcıları dahildir. Solenoidler, nokta vuruşlu yazıcılarda, yakıt enjektörlerinde ve endüstriyel makinelerde manyetik alanlar oluşturmak için kullanılır. Özellikle toroidal transformatörler, biyomedikal cihazların yaratılmasındaki etkinlikleri nedeniyle tıp endüstrisinde de kullanılmaktadır.

Elektromıknatıslar ayrıca hoparlör ve kulaklık gibi müzik aletlerinde, akımı artıran veya azaltan güç transformatörlerinde de kullanılır. elektrik hatları boyunca voltaj, pişirme ve üretim için endüksiyonlu ısıtma ve hatta manyetik malzemeleri hurdadan ayırmak için manyetik ayırıcılar metal. Özellikle ısıtma ve pişirme indüksiyonu, manyetik alandaki bir değişikliğe tepki olarak bir elektromotor kuvvetinin nasıl bir akım ürettiğine bağlıdır.

Son olarak, maglev trenleri, bir treni bir rayın üzerine kaldırmak için güçlü bir elektromanyetik kuvvet ve hızlı, verimli oranlarda yüksek hızlara hızlanmak için süper iletken elektromıknatıslar kullanır. Bu kullanımların yanı sıra motor, transformatör, kulaklık, hoparlör, teyp ve parçacık hızlandırıcı gibi uygulamalarda kullanılan elektromıknatısları da bulabilirsiniz.