Lenzov zakon i pravilo desne ruke: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Savremeni svijet danas ne bi postojao bez elektromagneta; gotovo sve što danas koristimo na ovaj ili onaj način radi na elektromagnetima. Memorija čvrstog diska u vašem računaru, zvučnik u radiju, starter u vašem automobilu, svi za rad koriste elektromagnete.

Da biste razumjeli kako rade transformatori, Tesla zavojnice, elektromotori i bezbroj elektroničkih uređaja; morate razumjeti kako elektromagneti rade i pravilo desne ruke.

Korak 1: Struja u provodniku

Da, rekao sam da struja nije napon; napon je potencijal preko vodiča, a struja prolazi kroz vodič.

Zamislite napon i struju poput vode u cijevi i cijev je vaš teret. Voda ide u cijev pri 35 psi brzinom od 5 litara u minuti. Na drugom kraju cijevi voda izlazi iz cijevi pri 0 psi pri brzini od 5 litara u minuti.

Poput vode u cijevi, struja ide u vodič, a ista struja izlazi iz vodiča.

Korak 2: Pravilo desne ruke u dirigentu

Kada se struja (Crvena strelica) primijeni na vodič, stvara magnetsko polje oko vodiča. (Plave strelice) Da biste predvidjeli smjer protoka magnetskih polja oko vodiča, koristite pravilo desne ruke. Stavite ruku na vodič s palcem usmjerenim u smjeru struje, a prsti će pokazati u smjeru protoka magnetskih polja.

Korak 3: Pravilo desne ruke u zavojnici

Kada omotate vodič oko željeznog metala poput čelika ili željeza, magnetska polja namotanog vodiča se spoje i poravnaju, to se naziva elektromagnet. Magnetsko polje koje putuje od središta zavojnice prolazi jednim krajem elektromagneta oko vanjske strane zavojnice, a na suprotnom kraju nazad do središta zavojnice.

Magneti imaju sjeverni i južni pol, da biste predvidjeli koji je kraj sjeverni ili južni pol u zavojnici, opet koristite pravilo desne ruke. Samo ovaj put desnom rukom na zavojnici, usmjerite prste u smjeru struje u namotanom vodiču. (Crvene strelice) S desnim palcem usmjerenim tjesnacem duž zavojnice, trebao bi usmjeriti prema sjevernom kraju magneta.

Korak 4: Elektromagnetni releji i ventili

Solenoidi i releji su elektromagneti koji se ne oslanjaju na pravilo desne ruke koliko i drugi uređaji. Međutim, predviđanje sjevera lako je na jednoj zavojnici. Djelujući kao prekidači i ventili, oni su jednostavan uređaj koji samo treba pokrenuti aktuator koji otvara i zatvara prekidač ili ventil.

Pogon je opterećen oprugom, a pogon je van ili udaljen od jezgre namotaja. Kada primijenite struju na zavojnicu, ona stvara elektromagnetno povlačenje aktuatora prema jezgri prekidača za otvaranje ili zatvaranje zavojnice ili ventila.

Više možete saznati ovdje:

Wikipedia

Korak 5: Kako rade transformatori

Transformatori vrlo ovise o pravilu desne ruke. Kako fluktuirajuća struja u primarnoj zavojnici stvara struju u bežičnoj mreži sekundarne zavojnice naziva se Lenzov zakon.

Wikipedia

Sve zavojnice u transformatoru treba namotati u istom smjeru.

Zavojnica će odoljeti promjeni magnetskog polja, pa kada se na primarnu zavojnicu primijeni izmjenična struja ili pulsirajuća struja, ona stvara fluktuirajuće magnetsko polje u primarnoj zavojnici.

Kad fluktuirajuće magnetsko polje dosegne sekundarnu zavojnicu, ono stvara suprotno magnetsko polje i suprotnu struju u sekundarnoj zavojnici.

Možete koristiti pravilo desne ruke na primarnoj zavojnici i sekundarnoj za predviđanje izlaza sekundarne. Ovisno o broju okretaja primarne zavojnice i broju zavoja na sekundarnoj zavojnici, napon se mijenja na viši ili manji voltaža.

Ako smatrate da je pozitivno i negativno teško pratiti na sekundarnoj zavojnici; pomislite na sekundarnu zavojnicu kao izvor napajanja ili bateriju u kojoj dolazi do napajanja, a na primarnu kao na opterećenje u kojem se troši energija.

Korak 6: Istosmjerni električni motori

Pravilo desne ruke vrlo je važno kod motora ako želite da rade onako kako želite. DC motori koriste rotirajuća magnetska polja za rotiranje armature motora. DC motori bez četkica imaju stalni magnet u armaturi. Ovaj istosmjerni motor ima stalni magnet u statoru pa je magnetsko polje u statoru fiksno, a rotirajuće magnetsko polje u armaturi.

Četke dovode struju do segmenata komutatora na armaturi. Njih dvojica djeluju kao prekidač koji rotira struju iz jednog namotaja namota na armaturi do sljedećeg namota namota na armaturi koja se okreće.

Segmenti na komutatoru napajaju struju do namota armature, čineći sjever i jug tik do jedne strane sjevera i juga od trajnih magneta. Kada se jug povuče prema sjeveru, armatura se okreće do sljedećeg segmenta na komutatoru i dolazi do napajanja sljedeće zavojnice na armaturi.

Za promjenu smjera ovog motora promijenite polaritet ako vodi do četkica.

Više možete saznati ovdje:

Wikipedia

Korak 7: AC DC motori

AC istosmjerni motori koriste rotirajuća magnetska polja u armaturi, baš kao što istosmjerni motori koriste rotirajuća magnetska polja za rotiranje armature motora. Za razliku od istosmjernih motora, motori istosmjerne struje nemaju stalne magnete u statoru ili armaturi. Motori na istosmjernu struju imaju elektromagnete u statoru pa je magnetsko polje u statoru fiksno kada se napaja istosmjernom strujom. Kada se napajaju izmjeničnom strujom, magnetska polja u armaturi i statoru fluktuiraju u skladu sa izmjeničnom strujom. Zbog toga motor radi isto bez obzira da li je napajan istosmjernom ili izmjeničnom strujom.

Struja prvo ulazi u prvu zavojnicu statora koja napaja pol prvog statora. Iz prve zavojnice struja prelazi u prvu dovodnu struju četke do segmenata na komutatoru na armaturi. Četke i segmenti na komutatoru djeluju kao prekidač koji rotira struju iz jednog namotaja namotaja na armaturi prema sljedećem namotu namota na armaturi koja se okreće. Na kraju struja izlazi iz armature preko druge četke i odlazi u zavojnicu drugog statora napajajući drugi stup statora.

Segmenti na komutatoru napajaju struju namota armature, čineći sjever i jug samo jednom sa strane sjeverno i južno od elektromagneta zvijezde. Kada se jug povuče prema sjeveru, armatura se okreće do sljedećeg segmenta na komutatoru i dolazi do napajanja sljedeće zavojnice na armaturi.

Baš poput istosmjernog motora; da biste promijenili smjer ovog motora, zamijenite vodiče četkama.

Više možete saznati ovdje:

Wikipedia

Korak 8: Ostali uređaji

Previše je uređaja koji koriste elektromagnete da ih sve pokriju, jedina stvar koju morate zapamtiti za rad s njima su Lenzov zakon i Pravilo desne ruke.

Zvučnici rade na isti način na koji radi solenoid, razlike su u tome što je aktuator stalni magnet, a zavojnica je na pomičnoj membrani.

Indukcijski motori koriste rotirajuća magnetska polja i Zakon objektiva za stvaranje okretnog momenta u armaturi.

Svi elektromotori koriste rotirajuća magnetska polja, a za predviđanje polova koristite pravilo desne ruke.