Lenzs lov og høyre håndsregel: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Den moderne verden ville ikke eksistert i dag uten elektromagneter; nesten alt vi bruker i dag går på elektromagneter på en eller annen måte. Harddiskminnet i datamaskinen, høyttaleren i radioen, starteren i bilen din, bruker alle elektromagneter til å fungere.

For å forstå hvordan transformatorer, Tesla -spoler, elektriske motorer og et mylder av elektroniske enheter fungerer; du må forstå hvordan elektromagneter fungerer og høyre håndregel.

Trinn 1: Strøm i en konduktør

Ja jeg sa strøm ikke spenning; spenning er et potensial over en leder, og strøm passerer gjennom en leder.

Tenk på spenning og strøm som vann i et rør, og røret er lasten din. Vann går i røret ved 35 psi med en hastighet på 5 liter i minuttet. I den andre enden av røret kommer vannet ut av røret ved 0 psi med en hastighet på 5 liter i minuttet.

Som om vannet i rørstrømmen går i lederen og den samme strømmen kommer ut av lederen.

Trinn 2: Høyre -regelen i en leder

Når en strøm (rød pil) påføres en leder, skaper det et magnetisk felt rundt lederen. (Blå piler) For å forutsi retningen til magnetfeltene flyter rundt lederen, bruk høyre håndsregel. Legg hånden på lederen med tommelen pekende i strømretningen, og fingrene peker i retning av magnetfeltstrømmen.

Trinn 3: Høyrehåndsregelen i en spole

Når du vikler lederen rundt et jernholdig metall som stål eller jern, smelter magnetfeltene til den spolede lederen og justeres, dette kalles en elektromagnet. Magnetfeltet beveger seg fra midten av spolen passerer ut den ene enden av elektromagneten rundt utsiden av spolen og i den motsatte enden tilbake til midten av spolen.

Magneter har en nord- og en sydpol, for å forutsi hvilken ende som er nord- eller sørpolen i en spole, igjen bruker du høyre håndsregel. Bare denne gangen med høyre hånd på spolen, pek fingrene i retning av strømmen i den spiralformede lederen. (Røde piler) Med høyre tommel som peker sundet langs spolen, skal den peke mot nordenden av magneten.

Trinn 4: Magnetventiler og ventiler

Solenoider og reléer er elektromagneter som ikke stoler på høyre håndregel så mye som andre enheter. Imidlertid er det lett å forutsi nord på en enkelt spole. Som brytere og ventiler er de en enkel enhet som bare trenger å flytte en aktuator som åpner og lukker en bryter eller ventil.

Aktuatoren er fjærbelastet med aktuatoren ut eller vekk fra spolekjernen. Når du påfører strøm til spolen, skaper det en elektromagnetisk trekking av aktuatoren mot kjernen i spolens åpning eller lukking av brytere eller ventiler.

Du kan lære mer her:

Wikipedia

Trinn 5: Hvordan Transformers fungerer

Transformatorer er veldig avhengige av høyre håndsregel. Hvordan en svingende strøm i en primærspole skaper en strøm i en sekundærspole trådløst kalles Lenzs lov.

Wikipedia

Alle spoler i en transformator skal vikles i samme retning.

En spole vil motstå en endring i et magnetfelt, så når AC eller en pulserende strøm tilføres primærspolen, skaper det et svingende magnetfelt i primærspolen.

Når det svingende magnetfeltet når sekundærspolen, skaper det et motsatt magnetfelt og en motstrøm i sekundærspolen.

Du kan bruke høyre håndsregel på primærspolen og sekundæren for å forutsi utgangen til sekundæren Avhengig av antall svinger på primærspolen og antall omdreininger på sekundærspolen, endres spenningen til en høyere eller lavere Spenning.

Hvis du synes det positive og negative er vanskelig å følge på sekundærspolen; tenk på den sekundære spolen som en strømkilde eller et batteri der strøm kommer ut, og tenk på primæren som en belastning der strøm forbrukes.

Trinn 6: DC elektriske motorer

Høyre -regelen er veldig viktig i motorer hvis du vil at de skal fungere slik du vil ha dem også. Likestrømsmotorer bruker roterende magnetfelt for å rotere ankeret til motoren. Børsteløse DC -motorer har en permanent magnet i ankeret. Denne likestrømsmotoren har permanentmagneten i statoren slik at magnetfeltet i statoren er fikset og det roterende magnetfeltet er i ankeret.

Børstene leverer strøm til segmentene av kommutatoren på ankeret. De to fungerer som en bryter som roterer strømmen fra en spole som vikler på ankeret til den neste spolen som vikler på den roterende ankeren.

Segmentene på kommutatoren leverer strøm til ankerviklingen som gjør Nord og Sør like ved den ene siden av Nord og Sør for stjernene permanente magneter. Når sør trekkes mot nord, roterer ankeret til det neste segmentet på kommutatoren, og den neste spolen på ankeret får strøm.

For å snu retningen til denne motoren, bytt polaritet hvis ledningene til børstene.

Du kan lære mer her:

Wikipedia

Trinn 7: AC DC -motorer

AC DC -motorer bruker roterende magnetfelt i ankeret, akkurat som DC -motorer bruker roterende magnetfelt for å rotere ankeret til motoren. I motsetning til likestrømsmotorer, har ikke likestrømsmotorer permanente magneter i statoren eller ankeret. AC DC -motorer har elektromagneter i statoren, slik at magnetfeltet i statoren blir fikset når den forsynes med DC -strøm. Når de leveres med vekselstrøm, svinger magnetfeltene i ankeret og statoren i takt med vekselstrømmen. Dette får motoren til å fungere det samme uansett om den er utstyrt med likestrøm eller vekselstrøm.

Strømmen går først inn i den første statorspolen som gir den første statorpolen strøm. Fra den første spolen går strømmen til den første børsteforsyningsstrømmen til segmentene på kommutatoren på ankeret. Børstene og segmentene på kommutatoren fungerer som en bryter som roterer strømmen fra en spole som vikler på ankeret til den neste spolen som vikles på den roterende ankeren. Sist går strømmen ut av ankeret via den andre børsten og går inn i den andre statorspolen som gir strøm til den andre statorpolen.

Segmentene på kommutatoren leverer strøm til ankerviklingen som gjør Nord og Sør like ved den ene siden av nord og sør for stjernens elektromagneter. Når sør trekkes mot nord, roterer ankeret til det neste segmentet på kommutatoren, og den neste spolen på ankeret får strøm.

Akkurat som likestrømsmotoren; bytt retning til børstene for å snu retningen på denne motoren.

Du kan lære mer her:

Wikipedia

Trinn 8: Andre enheter

Det er bare for mange enheter som bruker elektromagneter til å dekke dem alle. Den eneste tingen du må huske for å jobbe med dem er Lenzs lov og Høyrehåndsregelen.

Høyttalere fungerer på samme måte som en solenoid fungerer. Forskjellene er at aktuatoren er en permanent magnet og spolen er på den bevegelige membranen.

Induksjonsmotorer bruker roterende magnetfelt og objektivlov for å lage dreiemomentet i ankeret.

Alle elektriske motorer bruker roterende magnetfelt og for å forutsi polene bruker du høyre håndregel.