Lenzův zákon a pravidlo pravé ruky: 8 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57

Moderní svět by dnes neexistoval bez elektromagnetů; téměř všechno, co dnes používáme, běží tak či onak na elektromagnetech. Paměť pevného disku ve vašem počítači, reproduktor v rádiu, startér v autě, to vše ke své práci využívá elektromagnety.

Abychom pochopili, jak fungují transformátory, Tesla cívky, elektromotory a nespočet elektronických zařízení; musíte pochopit, jak fungují elektromagnety, a Pravidlo pravé ruky.

Krok 1: Proud ve vodiči

Ano, řekl jsem proud, nikoli napětí; napětí je potenciál přes vodič a proud prochází vodičem.

Myslete na napětí a proud jako voda v potrubí a potrubí je vaše zátěž. Voda jde do potrubí rychlostí 35 psi rychlostí 5 galonů za minutu. Na druhém konci potrubí vychází voda z potrubí rychlostí 0 psi rychlostí 5 galonů za minutu.

Stejně jako voda v potrubí jde proud do vodiče a stejný proud vychází z vodiče.

Krok 2: Pravidlo pravé ruky ve vodiči

Když je na vodič aplikován proud (červená šipka), vytvoří kolem vodiče magnetické pole. (Modré šipky) Chcete -li předpovědět směr toku magnetických polí kolem vodiče, použijte pravidlo pravé ruky. Položte ruku na vodič s palcem směřujícím ve směru proudu a prsty budou ukazovat ve směru toku magnetických polí.

Krok 3: Pravidlo pravé ruky v cívce

Když obalíte vodič kolem železného kovu, jako je ocel nebo železo, magnetická pole stočeného vodiče se spojí a zarovná, říká se tomu elektromagnet. Magnetické pole se pohybuje od středu cívky a prochází jedním koncem elektromagnetu kolem vnější strany cívky a na opačném konci zpět do středu cívky.

Magnety mají severní a jižní pól. Chcete -li předpovědět, který konec je severní nebo jižní pól v cívce, opět použijte pravidlo pravé ruky. Pouze tentokrát s pravou rukou na cívce nasměrujte prsty ve směru proudu proudu ve stočeném vodiči. (Červené šipky) S pravým palcem směřujícím úžinou podél cívky by měla ukazovat na severní konec magnetu.

Krok 4: Elektromagnetická relé a ventily

Solenoidy a relé jsou elektromagnety, které nespoléhají na pravidlo pravé ruky stejně jako jiná zařízení. Nicméně předpovídat sever je snadné na jediné cívce. Fungují jako spínače a ventily a jsou jednoduchým zařízením, které potřebuje k pohybu pouze pohon, který otevírá a zavírá spínač nebo ventil.

Pohon je zatížen pružinou s pohonem ven nebo mimo jádro cívky. Když na cívku aplikujete proud, vytvoří elektromagnetické tažení pohonu směrem k jádru spínačů nebo ventilů otevírajících nebo zavírajících cívku.

Více se můžete dozvědět zde:

Wikipedie

Krok 5: Jak fungují transformátory

Transformátory jsou velmi závislé na pravidle pravé ruky. To, jak kolísavý proud v primární cívce vytváří proud v sekundární cívce, se nazývá Lenzův zákon.

Wikipedie

Všechny cívky v transformátoru by měly být navinuty stejným směrem.

Cívka odolá změně magnetického pole, takže když je na primární cívku aplikován střídavý nebo pulzující proud, vytvoří v primární cívce fluktuující magnetické pole.

Když fluktuující magnetické pole dosáhne sekundární cívky, vytvoří v sekundární cívce protilehlé magnetické pole a protichůdný proud.

Pravidlo pravé ruky na primární cívce a sekundární můžete použít k předpovědi výstupu sekundární V závislosti na počtu závitů na primární cívce a počtu závitů na sekundární cívce se napětí změní na vyšší nebo nižší Napětí.

Pokud zjistíte, že pozitivní a negativní je těžké sledovat na sekundární cívce; považujte sekundární cívku za zdroj energie nebo baterii, kde dochází k napájení, a za primární považujte zátěž, kde se spotřebovává energie.

Krok 6: DC elektromotory

Pravidlo pravé ruky je v motorech velmi důležité, pokud chcete, aby fungovaly tak, jak je chcete. Stejnosměrné motory používají k otáčení kotvy motoru rotující magnetická pole. Bezkartáčové stejnosměrné motory mají v kotvě permanentní magnet. Tento stejnosměrný motor má ve statoru permanentní magnet, takže magnetické pole ve statoru je pevné a rotující magnetické pole je v kotvě.

Kartáče dodávají proud do segmentů komutátoru na kotvě. Ty dva fungují jako spínač otáčející proud z jedné cívky vinuté na kotvě na další vinutí cívky na rotující kotvě.

Segmenty na komutátoru dodávají proud do vinutí kotvy a vytvářejí sever a jih těsně na jedné straně severu a jihu permanentních magnetů hvězd. Když je jih tažen směrem na sever, kotva se otáčí k dalšímu segmentu na komutátoru a další cívka na kotvě je napájena.

Chcete -li změnit směr tohoto motoru, přepněte polaritu, pokud vede ke kartáčům.

Více se můžete dozvědět zde:

Wikipedie

Krok 7: Střídavé stejnosměrné motory

Střídavé stejnosměrné motory používají rotující magnetická pole v kotvě, stejně jako stejnosměrné motory používají rotující magnetická pole k otáčení kotvy motoru. Na rozdíl od stejnosměrných motorů nemají střídavé stejnosměrné motory ve statoru ani v kotvě trvalé magnety. Střídavé stejnosměrné motory mají ve statoru elektromagnety, takže magnetické pole ve statoru je při napájení stejnosměrným proudem pevné. Při napájení střídavým proudem kolísají magnetická pole v kotvě a statoru souběžně se střídavým proudem. Díky tomu motor pracuje stejně, ať je napájen stejnosměrným nebo střídavým proudem.

Proud nejprve vstupuje do první statorové cívky, která napájí pól prvního statoru. Z první cívky jde proud do prvního napájecího proudu kartáče do segmentů na komutátoru na kotvě. Kartáče a segmenty na komutátoru fungují jako spínač otáčející proud z jedné cívky vinuté na kotvě do další vinutí cívky na spřádací kotvě. Poslední proud opouští kotvu přes druhý kartáč a vstupuje do cívky druhého statoru a napájí druhý pól statoru.

Segmenty na komutátoru dodávají proud do vinutí kotvy, což vytváří sever a jih těsně na jedné straně severu a jihu elektromagnetů hvězdy. Když je jih tažen směrem na sever, kotva se otáčí k dalšímu segmentu na komutátoru a další cívka na kotvě je napájena.

Stejně jako stejnosměrný motor; Chcete -li změnit směr tohoto motoru, vyměňte přívody ke kartáčům.

Více se můžete dozvědět zde:

Wikipedie

Krok 8: Další zařízení

Existuje příliš mnoho zařízení, která používají elektromagnety k jejich pokrytí, jediná věc, kterou si musíte zapamatovat, abyste s nimi pracovali, je Lenzův zákon a Pravidlo pravé ruky.

Reproduktory fungují stejně jako solenoid funguje, rozdíly jsou v tom, že pohon je permanentní magnet a cívka je na pohyblivé membráně.

Indukční motory používají k vytvoření točivého momentu v kotvě rotující magnetická pole a čočkový zákon.

Všechny elektromotory používají rotující magnetická pole a k předpovídání pólů použijete pravidlo pravé ruky.