Lenzs lov og højre håndsregel: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Den moderne verden ville ikke eksistere i dag uden elektromagneter; næsten alt, hvad vi bruger i dag, kører på elektromagneter på en eller anden måde. Harddiskens hukommelse i din computer, højttaleren i din radio, starteren i din bil, alle bruger elektromagneter til at arbejde.

For at forstå, hvordan transformere, Tesla -spoler, elektriske motorer og et utal af elektroniske enheder fungerer; du skal forstå, hvordan elektromagneter fungerer og den højre håndsregel.

Trin 1: Strøm i en leder

Ja jeg sagde strøm ikke spænding; spænding er et potentiale på tværs af en leder, og strøm passerer gennem en leder.

Tænk på spænding og strøm som vand i et rør, og røret er din belastning. Vand går i røret ved 35 psi med en hastighed på 5 gallons i minuttet. I den anden ende af røret kommer vand ud af røret ved 0 psi med en hastighed på 5 gallons i minuttet.

Ligesom vandet i rørstrømmen går i lederen, og den samme strøm kommer ud af lederen.

Trin 2: Den højre hånds regel i en leder

Når en strøm (rød pil) påføres en leder, skaber det et magnetisk felt omkring lederen. (Blå pile) For at forudsige retningen af magnetfelterne, der strømmer rundt om lederen, skal du bruge reglen til højre. Placer din hånd på lederen med tommelfingeren pegende i strømretningen, og dine fingre peger i retning af magnetfelternes strømning.

Trin 3: Den højre hånds regel i en spole

Når du vikler lederen rundt om et jernholdigt metal som stål eller jern, smelter og opretter magnetfelterne i den spolede leder, dette kaldes en elektromagnet. Magnetfeltet bevæger sig fra midten af spolen passerer den ene ende af elektromagneten rundt om spolens yderside og i den modsatte ende tilbage til spolens centrum.

Magneter har en nord- og en sydpol, for at forudsige hvilken ende der er nord- eller sydpol i en spole, igen bruger du højre håndsregel. Kun denne gang med din højre hånd på spolen, peg fingrene i retning af den nuværende strøm i den spolede leder. (Røde pile) Med din højre tommelfinger pegende strædet langs spolen, skal den pege mod den nordlige ende af magneten.

Trin 4: Magnetventilrelæer og ventiler

Solenoider og relæer er elektromagneter, der ikke er afhængige af højre håndsregel så meget som andre enheder. Men at forudsige nord er let på en enkelt spole. Som kontakter og ventiler er de en simpel enhed, der kun behøver at flytte en aktuator, der åbner og lukker en kontakt eller ventil.

Aktuatoren er fjederbelastet med aktuatoren ude eller væk fra spolernes kerne. Når du anvender en strøm til spolen, skaber det en elektromagnetisk, der trækker aktuatoren mod kernen i spolens åbning eller lukning af kontakter eller ventiler.

Du kan lære mere her:

Wikipedia

Trin 5: Sådan fungerer transformatorer

Transformatorer er meget afhængige af højre håndsregel. Hvordan en svingende strøm i en primær spole skaber en strøm i en sekundær spole trådløst kaldes Lenz's lov.

Wikipedia

Alle spoler i en transformer skal vikles i samme retning.

En spole vil modstå en ændring i et magnetfelt, så når AC eller en pulserende strøm påføres den primære spole, skaber det et svingende magnetfelt i den primære spole.

Når det svingende magnetfelt når sekundærspolen, skaber det et modsatrettet magnetfelt og en modstrøm i sekundærspolen.

Du kan bruge højre håndsregel på primærspolen og sekundæren til at forudsige sekundærens output Afhængigt af antallet af omdrejninger på den primære spole og antallet af omdrejninger på den sekundære spole ændres spændingen til en højere eller lavere spænding.

Hvis du finder det positive og negative svært at følge på den sekundære spole; tænk på den sekundære spole som en strømkilde eller et batteri, hvor strømmen kommer ud, og tænk på den primære som en belastning, hvor strøm forbruges.

Trin 6: DC -elektriske motorer

Den højre håndsregel er meget vigtig i motorer, hvis du også vil have dem til at fungere, som du vil have dem. DC -motorer bruger roterende magnetfelter til at rotere motorens anker. Børsteløse DC -motorer har en permanent magnet i ankeret. Denne DC -motor har den permanente magnet i statoren, så magnetfeltet i statoren er fast, og det roterende magnetfelt er i ankeret.

Børsterne leverer strøm til kommutatorens segmenter på ankeret. De to fungerer som en kontakt, der roterer strømmen fra en spole, der vikler på ankeret til den næste spole, der vikler på den roterende anker.

Segmenterne på kommutatoren leverer strøm til ankerviklingen, hvilket gør Nord og Syd lige ved den ene side af nord og syd for stjernerne permanente magneter. Når syd trækkes mod nord roterer ankeret til det næste segment på kommutatoren, og den næste spole på ankeret får strøm.

For at vende retningen på denne motor skiftes polariteten, hvis den fører til børsterne.

Du kan lære mere her:

Wikipedia

Trin 7: AC DC -motorer

AC DC -motorer bruger roterende magnetfelter i ankeret ligesom DC -motorer bruger roterende magnetfelter til at rotere motorens anker. I modsætning til DC -motorer har AC DC -motorer ikke permanente magneter i statoren eller ankeret. AC DC -motorer har elektromagneter i statoren, så magnetfeltet i statoren er fast, når det forsynes med DC -strøm. Når de forsynes med vekselstrøm, svinger magnetfelterne i ankeret og statoren i takt med vekselstrømmen. Dette får motoren til at fungere ens, uanset om den forsynes med jævnstrøm eller vekselstrøm.

Strømmen går først ind i den første statorspole, der aktiverer den første stators pol. Fra den første spole går strømmen til den første børsteforsyningsstrøm til segmenterne på kommutatoren på ankeret. Børsterne og segmenterne på kommutatoren fungerer som en switch, der roterer strømmen fra en spole, der vikler på ankeret til den næste spole, der vikler på den roterende anker. Sidst forlader strømmen ankeret via den anden børste og går ind i den anden stators spole, der aktiverer den anden stators pol.

Segmenterne på kommutatoren forsyner strøm til ankerviklingen, hvilket gør Nord og Syd lige ved den ene side af Nord og Syd for stjernens elektromagneter. Når syd trækkes mod nord roterer ankeret til det næste segment på kommutatoren, og den næste spole på ankeret får strøm.

Ligesom DC -motoren; for at vende retningen på denne motor skiftes ledningerne til børsterne.

Du kan lære mere her:

Wikipedia

Trin 8: Andre enheder

Der er bare for mange enheder, der bruger elektromagneter til at dække dem alle, den eneste ting du skal huske for at arbejde med dem er Lenzs lov og højre håndsregel.

Højttalere fungerer på samme måde som en solenoid fungerer forskellene er aktuatoren er en permanent magnet, og spolen er på den bevægelige membran.

Induktionsmotorer bruger roterende magnetfelter og objektivlov for at skabe drejningsmomentet i ankeret.

Alle elektriske motorer bruger roterende magnetfelter, og for at forudsige polerne bruger du højre håndsregel.