Elektromanyetik Alan Jeneratörü Nasıl Oluşturulur

İçerik

• İpuçları
• EMF jeneratörlerinin fiziği
• EMF Jeneratörlerinin Manyetik Alanı
• Diğer EMF Jeneratörleri
• Elektromıknatıs kullanır

Elektromanyetik fenomenler, cep telefonunuzun pilinden, toprağa veri sağlayan uydulara kadar her yerdedir. Elektriğin davranışını, elektromanyetik alanlar, her ikisi de aynı elektromanyetik kuvvetin bir parçası olan elektrik ve manyetik kuvvetler taşıyan nesnelerin etrafındaki bölgeler yoluyla tanımlayabilirsiniz.

Elektromanyetik kuvvet günlük yaşamda bu kadar çok uygulamada bulunduğundan, fiziği bu fenomeni kendiniz için göstermek üzere bir pili ve evinizin çevresinde yatan bakır tel veya metal çiviler gibi başka nesneleri kullanarak bir tane bile oluşturabilirsiniz.

İpuçları

Bir bina elektromanyetik alan (emf) üreteci elektrik akımlarını yaymak için bir bakır tel solenoidal bobin (bir sarmal veya spiral şekil), bir demir çivi (bir çivi üreticisi için), yalıtıcı tel ve voltaj kaynağı (bir pil veya elektrotlar gibi) gibi bir metal nesne gerektirir.

İsteğe bağlı olarak emf etkisini gözlemlemek için metal ataç veya pusula kullanabilirsiniz. Metal nesne ferromanyetik ise (demir gibi), kolayca mıknatıslanabilen bir malzeme ise, çok daha etkili olacaktır.

EMF jeneratörlerinin fiziği

Doğanın dört temel kuvvetinden biri olan elektromanyetizma, elektrik akımı akışından oluşturulan bir elektromanyetik alanın nasıl ortaya çıktığını açıklar.

Bir telin içinden bir elektrik akımı geçtiğinde, manyetik alan telin bobinleri ile birlikte artar. Bu, daha küçük bir mesafeden veya metal çiviye daha yakın olan daha küçük yollardan daha fazla akım akışı sağlar. Akım bir telden geçtiğinde, elektromanyetik alan telin etrafında daireseldir.

••• Syed Hussain Ather

Akım kablodan geçtiğinde, sağdaki kuralı kullanarak manyetik alanın yönünü gösterebilirsiniz. Bu kural, sağ baş parmağınızı tel akımının yönünde yerleştirirseniz, parmaklarınızın manyetik alan yönünde kıvrılacağı anlamına gelir. Bu kurallar, bu fenomenin yönünü hatırlamanıza yardımcı olabilir.

••• Syed Hussain Ather

Sağ kural ayrıca, metal nesnenin etrafındaki akımın solenoid şekli için de geçerlidir. Akım telin etrafındaki halkalar boyunca hareket ettiğinde metal çivide veya başka bir nesnede manyetik bir alan oluşturur. Bu bir oluşturur elektromanyetik pusulanın yönüne müdahale eder ve metal ataçları ona çekebilir. Bu tip elektromanyetik alan yayıcı kalıcı mıknatıslardan farklı şekilde çalışır.

Kalıcı mıknatıslardan farklı olarak, elektromıknatısların kullanımları için bir manyetik alan bırakmak için içlerinden geçen bir elektrik akımına ihtiyaç duyarlar. Bu, bilim insanlarının, mühendislerin ve diğer profesyonellerin geniş bir uygulama yelpazesinde bunları kullanmalarını ve yoğun bir şekilde kontrol etmelerini sağlar.

EMF Jeneratörlerinin Manyetik Alanı

Elektromanyetik solenoid şeklindeki indüklenmiş bir akım için manyetik alan; B = μ₀ n l içinde B Teslas’taki manyetik alan, μ₀ (telaffuz "mu naught") boş alanın geçirgenliğidir (sabit bir değer 1.257 x 10^-6), l alana paralel metal nesnenin uzunluğu ve n elektromıknatısın çevresindeki halkaların sayısıdır. Amper Yasasını Kullanmak, B = μ__₀ Ben / l , curren_t I_ (amper cinsinden) hesaplayabilirsiniz.

Bu denklemler, metal çivinin etrafına mümkün olduğunca yakın sarılı tellerle solenoidin geometrisine yakından bağlıdır. Akım yönünün elektron akışının karşısında olduğunu unutmayın. Bunu, manyetik alanın nasıl değişmesi gerektiğini anlamak için kullanın ve pusula iğnesinin hesapladığınız şekilde değiştiğini veya sağdaki kuralı kullanarak hesapladığınızı belirleyin.

Diğer EMF Jeneratörleri

••• Syed Hussain Ather

Amper Yasası değişiklikleri, emf üretecinin geometrisine bağlıdır. Toroidal, halka şeklinde bir elektromıknatıs durumunda, alan B = μ₀ n I / (2 π r) için n döngü sayısı ve r metal nesnelerin merkezine merkezden yarıçapı. Bir dairenin çevresi (2 π r) paydada toroid boyunca dairesel bir şekil alan manyetik alanın yeni uzunluğu yansıtılmaktadır. Emf jeneratörlerinin şekilleri, bilim insanlarının ve mühendislerin güçlerini kullanmalarını sağlar.

Transformatörlerde kullanılan toroidal şekiller, etraflarında sarılmış bobinleri farklı katmanlar halinde kullanır; öyle ki, bir akım içinden indüklendiğinde, ortaya çıkan emf ve tepki olarak oluşturduğu akım, farklı bobinler arasındaki gücü aktarır. Şekil, akımların sarılma şeklinden dolayı direnci veya kayıpları azaltan daha kısa bobinler kullanmasına izin verir. Bu, toroidal transformatörleri enerjiyi nasıl kullandıkları konusunda verimli kılar.

Elektromıknatıs kullanır

Elektromıknatıslar, endüstriyel makinelerden, bilgisayar bileşenlerinden, süper iletkenlikten ve bilimsel araştırmalardan çok sayıda uygulamada olabilir. Süper iletken malzemeler, bilimsel ve tıbbi ekipmanlarda kullanılabilecek çok düşük sıcaklıklarda (0 Kelvin'e yakın) neredeyse hiç elektriksel direnç elde etmez.

Bu, manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ve parçacık hızlandırıcıları içerir. Solenoitler nokta vuruşlu makinelerde, yakıt enjektörlerinde ve endüstriyel makinelerde manyetik alanlar üretmek için kullanılır. Özellikle toroidal transformatörler, tıp sektöründe biyomedikal cihazlar yaratmadaki etkinlikleri için de kullanımlara sahiptir.

Elektromıknatıslar aynı zamanda hoparlörler ve kulaklıklar, elektrik hatları boyunca akım gerilimini artıran veya azaltan güç transformatörleri, pişirme ve üretim için indüksiyonlu ısıtma ve hatta manyetik malzemeleri hurda metalden ayırmak için manyetik ayırıcılar gibi müzikal ekipmanlarda da kullanılır. Özellikle ısıtma ve pişirme için endüksiyon, bir elektromotor kuvvetin manyetik alandaki bir değişikliğe cevaben bir akımı nasıl ürettiğine dayanır.

Son olarak, maglev trenleri, bir rayın üstündeki bir treni kaldırmak için güçlü bir elektromanyetik kuvvet kullanır ve hızlı, verimli oranlarda yüksek hızlara hızlandırmak için süper iletken elektromıknatıslar kullanır. Bu kullanımların yanı sıra, motor, transformatör, kulaklık, hoparlör, teyp ve parçacık hızlandırıcıları gibi uygulamalarda kullanılan elektromıknatısları da bulabilirsiniz.