Законът на Ленц и правилото на дясната ръка: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Съвременният свят не би съществувал днес без електромагнити; почти всичко, което използваме днес, работи по електромагнити по един или друг начин. Паметта на твърдия диск във вашия компютър, високоговорителят в радиото ви, стартерът в колата ви, всички използват електромагнити за работа.

За да разберете как работят трансформаторите, бобините на Тесла, електродвигателите и безброй електронни устройства; трябва да разберете как работят електромагнитите и правилото на дясната ръка.

Стъпка 1: Ток в проводник

Да, казах, че токът не е напрежение; напрежението е потенциал в проводник и токът преминава през проводник.

Мислете за напрежение и ток като вода в тръба и тръбата е вашият товар. Водата отива в тръбата при 35 psi със скорост 5 галона в минута. В другия край на тръбата водата излиза от тръбата при 0 psi при скорост от 5 галона в минута.

Подобно на водата в тръбата токът преминава в проводника и същият ток излиза от проводника.

Стъпка 2: Правилото на дясната ръка в диригент

Когато ток (Червена стрелка) се прилага към проводник, той създава магнитно поле около проводника. (Сини стрелки) За да предскажете посоката на потока на магнитните полета около проводника, използвайте правилото за дясната ръка. Поставете ръката си върху проводника с палец, насочен по посока на тока и пръстите ви ще сочат по посока на потока на магнитните полета.

Стъпка 3: Правилото на дясната ръка в намотка

Когато обвиете проводника около черен метал като стомана или желязо, магнитните полета на намотания проводник се сливат и подравняват, това се нарича електромагнит. Магнитното поле, което се движи от центъра на бобината, преминава от единия край на електромагнита около външната страна на бобината и в противоположния край обратно към центъра на бобината.

Магнитите имат северен и южен полюс, за да предскажете кой край е северният или южният полюс в намотка, отново използвате правилото на дясната ръка. Само този път с дясната си ръка върху бобината, насочете пръстите си по посока на потока на тока в навития проводник. (Червени стрелки) С десния си палец, сочещ направо по намотката, той трябва да сочи към северния край на магнита.

Стъпка 4: Соленоидни релета и клапани

Соленоидите и релетата са електромагнити, които не разчитат на правилото на дясната ръка толкова, колкото другите устройства. Прогнозирането на север обаче е лесно с една бобина. Действайки като ключове и клапани, те са просто устройство, което трябва само да премести задвижващ механизъм, който отваря и затваря превключвател или вентил.

Задвижващият механизъм е натоварен с пружина, като задвижването е навън или далеч от сърцевината на бобините. Когато подавате ток към бобината, той създава електромагнитно издърпване на задвижващия механизъм към сърцевината на отварящите или затварящите превключватели или клапани на бобината.

Можете да научите повече тук:

Уикипедия

Стъпка 5: Как работят трансформаторите

Трансформаторите са много зависими от правилото на дясната ръка. Как променливият ток в първичната намотка създава ток във безжичната мрежа на вторичната намотка, се нарича закон на Ленц.

Уикипедия

Всички намотки в трансформатор трябва да се навиват в една и съща посока.

Намотката ще устои на промяна в магнитното поле, така че когато AC или пулсиращ ток се прилага към първичната бобина, тя създава колебаещо се магнитно поле в първичната намотка.

Когато флуктуиращото магнитно поле достигне вторичната намотка, тя създава противоположно магнитно поле и противоположен ток във вторичната намотка.

Можете да използвате правилото на дясната ръка за първичната намотка и вторичната, за да предскажете изхода на вторичната волтаж.

Ако намирате положителното и отрицателното за проследяване на вторичната намотка; мислете за вторичната намотка като източник на захранване или батерия, от която излиза ток, и мислите за първичната като товар, при който се консумира енергия.

Стъпка 6: Електрически двигатели с постоянен ток

Правилото за дясната ръка е много важно при двигателите, ако искате те да работят така, както вие искате. Двигателите с постоянен ток използват въртящи се магнитни полета за завъртане на котвата на двигателя. Безчетковите DC двигатели имат постоянен магнит в котвата. Този постоянен магнит има постоянен магнит в статора, така че магнитното поле в статора е фиксирано, а въртящото се магнитно поле е в котвата.

Четките подават ток към сегментите на комутатора на котвата. Двамата действат като превключвател, който върти тока от една намотка на намотката на котвата към следващата намотка на намотката на въртящата се котва.

Сегментите на комутатора доставят ток към намотката на котвата, което прави север и юг малко от едната страна на север и юг от старите магнити. Когато югът се издърпа към север, котвата се завърта към следващия сегмент на комутатора и следващата намотка на котвата се захранва.

За да обърнете посоката на този двигател, превключете полярността, ако проводниците са към четките.

Можете да научите повече тук:

Уикипедия

Стъпка 7: AC DC двигатели

AC DC двигателите използват въртящи се магнитни полета в котвата, точно както DC двигателите използват въртящи се магнитни полета за завъртане на котвата на двигателя. За разлика от моторите с постоянен ток, двигателите с променлив ток нямат постоянни магнити в статора или котвата. Двигателите с променлив ток имат електромагнити в статора, така че магнитното поле в статора е фиксирано, когато се захранва с постоянен ток. При захранване с променлив ток магнитните полета в котвата и статора се колебаят в унисон с променливия ток. Това прави двигателя да работи еднакво независимо дали е захранван с постоянен или променлив ток.

Токът първо влиза в първата намотка на статора, захранвайки полюса на първия статор. От първата намотка токът преминава към първия ток на захранване на четката към сегментите на комутатора на котвата. Четките и сегментите на комутатора действат като превключвател, който върти тока от една намотка на намотката на котвата към следващата намотка на намотката на въртящата се котва. На последно място токът излиза от котвата през втората четка и навлиза в бобината на втория статор, захранвайки втория полюс на статора.

Сегментите на комутатора доставят ток към намотката на котвата, което прави север и юг малко от едната страна на север и юг от електромагнитите на звездата. Когато югът се издърпа към север, котвата се завърта към следващия сегмент на комутатора и следващата намотка на котвата се захранва.

Точно като DC мотора; за да обърнете посоката на този мотор, разменете проводниците към четките.

Можете да научите повече тук:

Уикипедия

Стъпка 8: Други устройства

Има твърде много устройства, които използват електромагнити, за да ги покрият всички, единственото нещо, което трябва да запомните, за да работите с тях, е законът на Ленц и правилото на дясната ръка.

Високоговорителите работят по същия начин, по който работи соленоид, разликите са, че задвижващият механизъм е постоянен магнит и бобината е върху подвижната диафрагма.

Асинхронните двигатели използват въртящи се магнитни полета и закон на обектива за създаване на въртящия момент в котвата.

Всички електродвигатели използват въртящи се магнитни полета и за предсказване на полюсите използвайте правилото на дясната ръка.