Lenzov zákon a pravidlo pravej ruky: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Moderný svet by dnes neexistoval bez elektromagnetov; takmer všetko, čo dnes používame, tak či onak beží na elektromagnetoch. Pamäť pevného disku vo vašom počítači, reproduktor v rádiu, štartér v aute, to všetko používa na prácu elektromagnety.

Aby sme pochopili, ako fungujú transformátory, Tesla cievky, elektromotory a nespočetné množstvo elektronických zariadení; musíte pochopiť, ako fungujú elektromagnety, a pravidlo pravej ruky.

Krok 1: Prúd vo vodiči

Áno, povedal som prúd, nie napätie; napätie je potenciál cez vodič a prúd prechádza vodičom.

Myslite na napätie a prúd ako voda v potrubí a potrubie je vaše zaťaženie. Voda prúdi do potrubia rýchlosťou 35 psi rýchlosťou 5 galónov za minútu. Na druhom konci potrubia vychádza voda z potrubia pri tlaku 0 psi rýchlosťou 5 galónov za minútu.

Rovnako ako voda v potrubí prúdi do vodiča a rovnaký prúd vychádza z vodiča.

Krok 2: Pravidlo pravej ruky vo vodiči

Keď je na vodič aplikovaný prúd (červená šípka), vytvorí sa okolo vodiča magnetické pole. (Modré šípky) Na predpovedanie smeru toku magnetických polí okolo vodiča použite pravidlo pravej ruky. Položte ruku na vodič tak, aby palec smeroval v smere prúdu a prsty ukazovali v smere toku magnetických polí.

Krok 3: Pravidlo pravej ruky v cievke

Keď obalíte vodič okolo železného kovu, ako je oceľ alebo železo, magnetické polia zvinutého vodiča sa spoja a zarovnajú, tomu sa hovorí elektromagnet. Magnetické pole sa pohybuje od stredu cievky a prechádza jedným koncom elektromagnetu okolo vonkajšej strany cievky a na opačnom konci späť do stredu cievky.

Magnety majú severný a južný pól. Na predpovedanie konca severného alebo južného pólu v cievke opäť použijete pravidlo pravej ruky. Iba tentokrát s pravou rukou na cievke nasmerujte prsty v smere prúdu prúdu v stočenom vodiči. (Červené šípky) Pravým palcom smerujúcim na prieliv pozdĺž cievky by mal ukazovať na severný koniec magnetu.

Krok 4: Elektromagnetické relé a ventily

Solenoidy a relé sú elektromagnety, ktoré sa nespoliehajú na pravidlo pravej ruky rovnako ako ostatné zariadenia. Predpovedanie severu je však jednoduché na jednej cievke. Fungujú ako spínače a ventily a sú jednoduchým zariadením, ktoré potrebuje iba na pohyb akčného člena, ktorý otvára alebo zatvára spínač alebo ventil.

Pohon je odpružený pružinou, keď je pohon mimo alebo od jadra cievok. Keď na cievku aplikujete prúd, vytvorí to elektromagnetické ťahanie pohonu smerom k jadru spínačov alebo ventilov otvárajúcich alebo zatvárajúcich cievku.

Viac sa môžete dozvedieť tu:

Wikipedia

Krok 5: Ako fungujú transformátory

Transformátory sú veľmi závislé od pravidla pravej ruky. Ako sa kolísavý prúd v primárnej cievke vytvára prúd v sekundárnej cievke, nazýva sa Lenzov zákon.

Wikipedia

Všetky cievky v transformátore by mali byť navinuté v rovnakom smere.

Cievka odoláva zmene magnetického poľa, takže keď je na primárnu cievku aplikovaný striedavý alebo pulzný prúd, vytvára v primárnej cievke kolísavé magnetické pole.

Keď fluktuujúce magnetické pole dosiahne sekundárnu cievku, vytvorí v sekundárnej cievke protiľahlé magnetické pole a protichodný prúd.

Pravidlo pravej ruky na primárnej cievke a sekundárnej môžete použiť na predpovedanie výstupu sekundárnej cievky V závislosti od počtu závitov na primárnej cievke a počtu závitov na sekundárnej cievke sa napätie zmení na vyššie alebo nižšie Napätie.

Ak zistíte, že pozitívne a negatívne je na sekundárnej cievke ťažké sledovať; uvažujte o sekundárnej cievke ako o zdroji energie alebo batérii, kde dochádza k napájaniu, a o primárnej ako záťaži, kde sa spotrebúva energia.

Krok 6: DC elektromotory

Pravidlo pravej ruky je v motoroch veľmi dôležité, ak chcete, aby fungovali tak, ako chcete. Jednosmerné motory používajú na otáčanie kotvy motora rotujúce magnetické polia. Bezkartáčové jednosmerné motory majú v kotve permanentný magnet. Tento jednosmerný motor má v statore permanentný magnet, takže magnetické pole v statore je pevné a rotujúce magnetické pole je v kotve.

Kefy dodávajú prúd do segmentov komutátora na kotve. Tieto dva pôsobia ako spínač otáčajúci prúd z jednej cievky vinutej na kotve do nasledujúcej cievky vinutej na otáčajúcej sa kotve.

Segmenty na komutátore dodávajú prúd vinutiu kotvy, čím vytvárajú sever a juh tesne na jednu stranu severných a južných magnetov permanentných magnetov. Keď je juh ťahaný smerom na sever, kotva sa otáča k ďalšiemu segmentu na komutátore a ďalšia cievka na kotve je pod napätím.

Ak chcete zmeniť smer tohto motora, prepnite polaritu, ak vedú kefy.

Viac sa môžete dozvedieť tu:

Wikipedia

Krok 7: Motory striedavého prúdu

Striedavé motory na jednosmerný prúd používajú v kotve rotačné magnetické polia, rovnako ako jednosmerné motory na otáčanie kotvy motora používajú rotujúce magnetické polia. Na rozdiel od jednosmerných motorov nemajú jednosmerné striedavé motory v statore ani v kotve trvalé magnety. AC jednosmerné motory majú v statore elektromagnety, takže magnetické pole v statore je pri napájaní jednosmerným prúdom pevné. Keď sú napájané striedavým prúdom, magnetické polia v kotve a statore kolíšu súbežne so striedavým prúdom. Vďaka tomu funguje motor rovnako, či je napájaný jednosmerným alebo striedavým prúdom.

Prúd najskôr vstupuje do prvej statorovej cievky napájajúcej pól prvého statora. Z prvej cievky ide prúd do prvého napájacieho prúdu kefy do segmentov na komutátore na kotve. Kefy a segmenty na komutátore pôsobia ako spínač otáčajúci prúd z jednej cievky vinutej na kotve do nasledujúcej cievky vinutej na otáčajúcej sa kotve. Napokon prúd opúšťa kotvu cez druhú kefu a vstupuje do cievky druhého statora napájajúceho druhý pól statora.

Segmenty na komutátore dodávajú prúd vinutiu kotvy, ktoré robí sever a juh tesne na jednu stranu severu a juhu elektromagnetov hviezdice. Keď je juh ťahaný smerom na sever, kotva sa otáča k ďalšiemu segmentu na komutátore a ďalšia cievka na kotve je pod napätím.

Rovnako ako DC motor; aby ste obrátili smer tohto motora, vymeňte prívody k kefám.

Viac sa môžete dozvedieť tu:

Wikipedia

Krok 8: Ostatné zariadenia

Existuje príliš veľa zariadení, ktoré na pokrytie všetkých používajú elektromagnety. Jedna vec, ktorú si musíte zapamätať pri práci s nimi, je Lenzov zákon a pravidlo pravej ruky.

Reproduktory fungujú rovnako ako solenoid funguje. Rozdiely sú v tom, že pohon je permanentný magnet a cievka je na pohyblivej membráne.

Indukčné motory používajú na vytváranie krútiaceho momentu v kotve rotujúce magnetické polia a šošovkový zákon.

Všetky elektromotory používajú rotujúce magnetické polia a na predpovedanie pólov používajte pravidlo pravej ruky.