Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Mga bagyong elektrisista
Bilang ng mga tanawin: 110313
Mga puna sa artikulo: 4
Mga inductor at magnetic field
Pagkatapos ng kwento sa paggamit ng mga capacitor Makatarungang pag-usapan ang tungkol sa isa pang kinatawan ng mga passive radioelement - inductors. Ngunit ang kuwento tungkol sa mga ito ay kailangang magsimula mula sa malayo, upang alalahanin ang pagkakaroon ng isang magnetic field, sapagkat ito ay ang magnetic field na pumapalibot at tumagos sa mga coils, ito ay nasa isang magnetic field, madalas na alternating, na gumagana ang mga coils. Sa madaling sabi, ito ang kanilang tirahan.
Magnetismo bilang isang pag-aari ng bagay
Ang magneto ay isa sa pinakamahalagang katangian ng bagay, pati na rin, halimbawa, larangan ng masa o kuryente. Gayunpaman, ang mga phenomena ng magnetism, gayunpaman, tulad ng koryente, ay kilala sa loob ng mahabang panahon, pagkatapos lamang ay hindi maipaliwanag ng agham ang kakanyahan ng mga hindi pangkaraniwang bagay. Ang isang hindi maunawaan na kababalaghan ay tinawag na "magnetism" sa pamamagitan ng pangalan ng lungsod ng Magnesia, na dating nasa Asia Minor. Ito ay mula sa mineral na mined na malapit na nakuha ang permanenteng magneto.
Ngunit ang permanenteng magneto sa balangkas ng artikulong ito ay hindi partikular na kawili-wili. Sa sandaling ipinangako na pag-usapan ang tungkol sa mga inductors, pagkatapos ay malamang na pag-uusapan natin ang tungkol sa electromagnetism, dahil malayo ito sa isang lihim na kahit sa paligid ng isang wire na may kasalukuyang mayroong magnetic field.
Sa mga modernong kondisyon, madali itong mag-imbestiga sa kababalaghan ng magnetism sa una, hindi bababa sa, antas. Upang gawin ito, kailangan mong mag-ipon ng isang simpleng electric circuit mula sa isang baterya at isang bombilya para sa isang flashlight. Bilang isang tagapagpahiwatig ng magnetic field, ang direksyon at intensity nito, maaari mong gamitin ang karaniwang kompas.
DC magnetic field
Tulad ng alam mo, ang kumpas ay nagpapakita ng direksyon patungo sa Hilaga. Kung inilalagay mo ang mga wires ng pinakasimpleng circuit na nabanggit sa itaas at i-on ang ilaw, ang karayom ng compass ay lihis ng medyo mula sa normal na posisyon nito.
Sa pamamagitan ng pagkonekta ng isa pang bombilya kahanay, maaari mong doble ang kasalukuyang sa circuit, na ginagawang bahagyang tumaas ang anggulo ng pag-ikot ng arrow. Ipinapahiwatig nito na ang magnetic field ng wire na may kasalukuyang ay naging mas malaki. Nasa prinsipyong ito na gumana ang mga instrumento sa pagsukat ng arrow.
Kung ang polarity ng pag-on sa baterya ay nababaligtad, pagkatapos ang karayom ng kumpas ay babalik sa kabilang dulo - ang direksyon ng magnetic field sa mga wire ay nagbago din sa direksyon. Kapag naka-off ang circuit, ang karayom ng compass ay babalik sa nararapat na posisyon nito. Walang kasalukuyang sa likid, at walang magnetic field.
Sa lahat ng mga eksperimento na ito, ang kumpas ay gumaganap ng isang pagsubok ng magnetic karayom, tulad ng isang pag-aaral ng isang palagiang larangan ng kuryente ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang pagsingil sa kuryente.
Batay sa naturang pinakasimpleng mga eksperimento, maaari nating tapusin na ang magnetism ay ipinanganak dahil sa electric current: ang mas malakas ang kasalukuyang ito, mas malakas ang magnetic properties ng conductor. At pagkatapos saan nagmula ang magnetic field ng permanenteng magneto, dahil walang sinumang kumonekta sa baterya na may mga wire sa kanila?
Ang pangunahing pananaliksik na pang-agham ay napatunayan na ang permanenteng magnetism ay batay sa mga de-koryenteng penomena: ang bawat elektron ay nasa sarili nitong larangan ng kuryente at may elementong pang-magnet na mga katangian. Sa karamihan sa mga sangkap na ang mga pag-aari na ito ay pareho na neutralisado, at sa ilang kadahilanan, sa ilang kadahilanan, bumubuo sila ng isang malaking magnet.
Siyempre, sa katunayan, ang lahat ay hindi gaanong primitive at simple, ngunit, sa pangkalahatan, kahit na ang mga permanenteng magneto ay mayroong kanilang mga kahanga-hangang katangian dahil sa paggalaw ng mga singil sa kuryente.
At anong uri ng mga magnetikong linya ang mga ito?
Ang mga linya ng magneto ay makikita nang biswal. Sa karanasan sa paaralan, sa mga aralin sa pisika, ang mga filing ng metal ay ibinubuhos sa isang sheet ng karton, at isang permanenteng magnet ang inilalagay sa ibaba. Ang gaanong pag-tap sa isang sheet ng karton ay maaaring makamit ang larawan na ipinapakita sa Larawan 1.
Larawan 1
Madali na makita na ang mga magnetikong linya ng puwersa ay umalis sa hilagang poste at pumapasok sa timog, nang hindi masira. Siyempre, masasabi natin na ito ay, sa kabaligtaran, mula sa timog hanggang sa hilaga, ngunit napapasadya ito, samakatuwid, mula sa hilaga hanggang sa timog. Tulad ng dati nilang pinagtibay ang direksyon ng kasalukuyang mula sa dagdag sa minus.
Kung, sa halip na isang permanenteng pang-akit, ang isang kasalukuyang kawad ay dumaan sa isang karton, pagkatapos ay ipapakita ito ng mga metal filings, ang conductor, ang magnetic field. Ang magnetic field na ito ay may anyo ng mga concentric circular line.
Upang pag-aralan ang magnetic field, magagawa mo nang walang sawdust. Ito ay sapat na upang ilipat ang test magnetic arrow sa paligid ng kasalukuyang conductor upang makita na ang mga magnetic na linya ng puwersa ay talagang nakasara na mga concentric na bilog. Kung ililipat natin ang arrow ng pagsubok sa gilid kung saan ang magnetic field ay nag-deflect nito, tiyak na babalik tayo sa parehong punto mula kung saan sinimulan natin ang paggalaw. Katulad nito, habang naglalakad sa paligid ng Daigdig: kung pupunta ka kahit saan nang hindi lumiliko, pagkatapos maaga o darating ka sa parehong lugar.
Larawan 2
Panuntunan ng dyim
Ang direksyon ng magnetic field ng isang conductor na may kasalukuyang ay tinutukoy ng patakaran ng gimlet, isang tool para sa mga butas ng pagbabarena sa isang puno. Ang lahat ay napaka-simple dito: ang gimlet ay dapat na paikutin upang ang galaw ng translational nito ay magkakasabay sa direksyon ng kasalukuyang nasa kawad, kung gayon ang direksyon ng pag-ikot ng hawakan ay magpapakita kung saan ang patlang ng magnetic.
Larawan 3
"Ang kasalukuyang nagmumula sa amin" - ang krus sa gitna ng bilog ay ang pagbubungkal ng isang arrow na lumilipad lampas sa eroplano ng larawan, at kung saan "Ang kasalukuyang ay papunta sa amin", ang dulo ng arrow na lumilipad mula sa likod ng eroplano ng sheet ay ipinakita. Hindi bababa sa, ang gayong paliwanag sa mga pagtukoy na ito ay ibinigay sa mga aralin sa pisika sa paaralan.
Ang pakikipag-ugnay ng mga magnetic field ng dalawang conductor na may kasalukuyang
Larawan 4
Kung inilalapat namin ang panuntunan ng gimlet sa bawat conductor, pagkatapos ay tinukoy ang direksyon ng magnetic field sa bawat conductor, masasabi nating may kumpiyansa na ang mga conductor na may parehong kasalukuyang direksyon ay naaakit, at ang kanilang mga magnetic field ay nagdaragdag. Ang mga konduktor na may mga alon ng iba't ibang direksyon ay magkakaparehong nagaganyak, ang kanilang magnetic field ay nabayaran.
Induktor
Kung ang kasalukuyang conductor ay ginawa sa anyo ng isang singsing (coil), kung gayon mayroon itong sariling magnetic pole, hilaga at timog. Ngunit ang magnetic field ng isang pagliko ay karaniwang maliit. Maaari kang makamit ang mas mahusay na mga resulta sa pamamagitan ng pambalot ng kawad sa anyo ng isang likid. Ang nasabing bahagi ay tinatawag na isang inductor o simpleng inductance. Sa kasong ito, ang mga magnetic field ng indibidwal na lumiliko ay nagdaragdag, na pareho na nagpapatibay sa bawat isa.
Larawan 5
Ipinapakita ng Figure 5 kung paano makuha ang kabuuan ng mga magnetic field ng coil. Tila posible na makapangyarihan sa bawat pagliko mula sa pinagmulan nito, tulad ng ipinapakita sa Fig. 5.2, ngunit mas madaling ikonekta ang mga liko sa serye (balutin lamang ang mga ito sa isang kawad).
Ito ay medyo halata na kung mas lumiliko ang coil ay, mas malakas ang magnetic field. Gayundin, ang magnetic field ay nakasalalay din sa kasalukuyang sa pamamagitan ng coil. Samakatuwid, lehitimong suriin ang kakayahan ng isang coil na lumikha ng isang magnetic field sa pamamagitan lamang ng pagdaragdag ng kasalukuyang sa pamamagitan ng coil (A) sa pamamagitan ng bilang ng mga liko (W). Ang halagang ito ay tinatawag na ampere - liko.
Core coil
Ang magnetic field na nabuo ng coil ay maaaring makabuluhang nadagdagan kung ang isang pangunahing materyal ng ferromagnetic ay ipinakilala sa coil. Ipinapakita ng Figure 6 ang isang talahanayan na may mga kamag-anak na pagkamatagusin ng iba't ibang mga sangkap.
Halimbawa, ang bakal na transpormer ay gagawa ng magnetic field na humigit-kumulang na 7..7.5 libong beses na mas malakas kaysa sa kawalan ng isang core. Sa madaling salita, sa loob ng core, ang magnetic field ay paikutin ang magnetic karayom ng 7,000 beses na mas malakas (maaari lamang itong isipin sa pag-iisip).
Larawan 6
Ang mga paramagnetic at diamagnetic na sangkap ay matatagpuan sa tuktok ng talahanayan. Ang kamag-anak na magnetic pagkamatagusin µ ay ipinahiwatig na may kaugnayan sa vacuum. Dahil dito, ang mga sangkap ng paramagnetic ay bahagyang nagpapaganda ng magnetic field, habang ang mga diamagnetic na sangkap ay medyo humina.Sa pangkalahatan, ang mga sangkap na ito ay walang espesyal na epekto sa magnetic field. Bagaman, sa mataas na dalas, ang mga tanso o aluminyo na mga cores ay minsan ginagamit upang ayusin ang mga contour.
Sa ilalim ng talahanayan ay ang mga sangkap na ferromagnetic na makabuluhang mapahusay ang magnetic field ng coil na may kasalukuyang. Kaya, halimbawa, ang isang pangunahing gawa sa bakal na transpormer ay gagawing mas matibay ang magnetic field na eksaktong 7,500 beses.
Paano at kung paano masukat ang magnetic field
Kapag ang mga yunit ay kinakailangan upang masukat ang dami ng elektrikal, ang singil ng elektron ay kinuha bilang isang sanggunian. Ang isang tunay at kahit nasasalat na yunit ay nabuo mula sa singil ng isang elektron - isang palawit, at sa batayan nito ang lahat ay naging simple: ampere, volt, ohm, joule, watt, farad.
At ano ang maaaring makuha bilang panimulang punto para sa pagsukat ng mga magnetic field? Kahit paano maglakip sa magnetic field ng elektron ay napaka-may problema. Samakatuwid, ang isang conductor ay pinagtibay bilang isang yunit ng panukat sa magnetism, kung saan ang isang direktang kasalukuyang ng 1 A daloy.
Mga katangian ng larangan ng magneto
Ang pangunahing tulad ng katangian ay ang pag-igting (H). Ipinapakita nito sa kung ano ang puwersa ng magnetic field na kumikilos sa test conductor na nabanggit sa itaas, kung nangyari ito sa isang vacuum. Ang vacuum ay inilaan upang ibukod ang impluwensya ng kapaligiran, samakatuwid ang katangian na ito - ang pag-igting ay itinuturing na ganap na malinis. Ang ampere bawat metro (a / m) ay kinuha bilang yunit ng pag-igting. Ang ganitong pag-igting ay lilitaw sa layo na 16 cm mula sa conductor, kasama kung saan ang 1A kasalukuyang daloy.
Ang lakas ng larangan ay nagsasalita lamang ng teoretikal na kakayahan ng magnetic field. Ang tunay na kakayahang kumilos ay sumasalamin sa ibang halaga ng magnetic induction (B). Siya ay nagpapakita ng tunay na puwersa na kung saan ang magnetic field ay kumikilos sa isang conductor na may kasalukuyang 1A.
Larawan 7
Kung ang isang kasalukuyang ng 1A ay dumadaloy sa isang conductor na 1 m ang haba, at ito ay itinulak (naakit) na may puwersa ng 1 N (102 G), pagkatapos ay sinabi nila na ang kadakilaan ng magnetic induction sa puntong ito ay eksaktong 1 Tesla.
Ang magnetic induction ay isang dami ng vector, bilang karagdagan sa numerical na halaga, mayroon din itong isang direksyon na palaging coincides sa direksyon ng test magnetic karayom sa magnetic field sa ilalim ng pag-aaral.
Larawan 8
Ang yunit ng magnetic induction ay ang Tesla (TL), bagaman sa pagsasagawa ay madalas silang gumagamit ng isang mas maliit na yunit ng Gauss: 1TL = 10,000G. Marami ba o kaunti? Ang magnetic field na malapit sa isang malakas na magnet ay maaaring umabot sa maraming T, malapit sa magnetic karayom ng kumpas na hindi hihigit sa 100 G, ang magnetic field ng Earth na malapit sa ibabaw ay halos 0,01 G o kahit na mas mababa.
Magnetic flux
Ang magnetic induction vector B ay nagpapakilala sa magnetic field sa isang punto lamang sa kalawakan. Upang masuri ang epekto ng isang magnetic field sa isang tiyak na puwang, ipinakilala ang isa pang konsepto tulad ng magnetic flux (Φ).
Sa katunayan, kinakatawan nito ang bilang ng mga linya ng magnetic induction na dumadaan sa isang naibigay na puwang, sa pamamagitan ng ilang lugar: Φ = B * S * cosα. Ang larawang ito ay maaaring kinakatawan sa anyo ng mga raindrops: isang linya ay isang patak (B), at magkasama ito ay ang magnetic flux Φ. Ito ay kung paano ang kapangyarihan magnetic na linya ng mga indibidwal na likid ng likid ay konektado sa isang karaniwang stream.
Larawan 9
Sa sistema ng SI, ang Weber (Wb) ay kinuha bilang yunit ng magnetic flux, ang ganitong pagkilos ay nangyayari kapag ang isang induction ng 1 T ay kumikilos sa isang lugar na 1 sq.m.
Magnetic circuit
Ang magnetic flux sa iba't ibang mga aparato (motor, mga transformer, atbp.), Bilang isang panuntunan, ay pumasa sa isang tiyak na paraan, na tinatawag na magnetic circuit o simpleng magnetic circuit. Kung ang magnetic circuit ay sarado (ang pangunahing ng transpormador ng singsing), kung gayon ang pagtutol nito ay maliit, ang magnetic flux ay pumasa nang hindi nakagambala, ay puro sa loob. Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng mga halimbawa ng coil na may sarado at bukas na magnetic circuit.
Larawan 10
Magnetic circuit resist
Ngunit ang core ay maaaring i-cut at ang isang piraso ay maaaring makuha mula dito, upang makagawa ng isang magnetic gap. Dagdagan nito ang pangkalahatang magnetic resistensya ng circuit, samakatuwid, bawasan ang magnetic flux, at sa pangkalahatan ay bawasan ang induction sa buong core.Pareho ito sa paghihinang ng maraming pagtutol sa isang electric circuit.
Larawan 11.
Kung ang nagresultang agwat ay sarado na may isang piraso ng bakal, lumiliko na ang isang karagdagang seksyon na may isang mas mababang magnetikong pagtutol ay konektado kahanay sa puwang, na ibabalik ang nabalisa na magnetic flux. Ito ay halos kapareho sa isang shunt sa mga electrical circuit. Sa pamamagitan ng paraan, mayroon ding batas para sa magnetic circuit, na tinatawag na batas ng Ohm para sa magnetic circuit.
Larawan 12.
Ang pangunahing bahagi ng magnetic flux ay dadaan sa magnetic shunt. Ito ang hindi pangkaraniwang bagay na ito na ginagamit sa magnetic recording ng audio o video signal: ang ferromagnetic layer ng tape ay sumasaklaw sa puwang sa core ng magnetic head, at ang buong magnetic flux ay sarado sa pamamagitan ng tape.
Ang direksyon ng magnetic flux na nabuo ng coil ay maaaring matukoy gamit ang patakaran ng kanang kamay: kung ang apat na naka-unat na daliri ay nagpapahiwatig ng direksyon ng kasalukuyang sa likid, ang thumb ay magpapakita ng direksyon ng mga magnetikong linya, tulad ng ipinapakita sa Larawan 13.
Larawan 13.
Ito ay pinaniniwalaan na ang mga magnetikong linya ay umalis sa hilagang poste at pumunta sa timog. Samakatuwid, ang hinlalaki sa kasong ito ay nagpapahiwatig ng lokasyon ng southern poste. Suriin kung ito ay gayon, maaari mong muling magamit ang karayom ng compass.
Paano gumagana ang electric motor
Ito ay kilala na ang koryente ay maaaring lumikha ng ilaw at init, lumahok sa mga proseso ng electrochemical. Matapos makilala ang mga pangunahing kaalaman ng magnetism, maaari kang makipag-usap tungkol sa kung paano gumagana ang mga de-koryenteng motor.
Ang mga de-koryenteng motor ay maaaring magkakaibang disenyo, kapangyarihan at prinsipyo ng operasyon: halimbawa, direkta at alternatibong kasalukuyang, hakbang o kolektor. Ngunit sa lahat ng iba't ibang mga disenyo, ang prinsipyo ng operasyon ay batay sa pakikipag-ugnay ng mga magnetic field ng rotor at stator.
Upang makuha ang mga magnetic field, ang kasalukuyang ay dumaan sa mga paikot-ikot. Mas malaki ang kasalukuyang, at mas mataas ang magnetic induction ng isang panlabas na magnetic field, mas malakas ang engine. Ginagamit ang mga magnetic cores upang palakasin ang larangang ito, kaya maraming mga bahagi ng bakal sa mga de-koryenteng motor. Ang ilang mga DC motor models ay gumagamit ng permanenteng magnet.
Larawan 14.
Dito, maaari mong sabihin, ang lahat ay malinaw at simple: naipasa nila ang isang kasalukuyang sa pamamagitan ng kawad, nakatanggap ng isang magnetic field. Pakikipag-ugnay sa isa pang magnetic field na ginagawang ilipat ang konduktor na ito, at kahit na gumanap ang gawaing mekanikal.
Ang direksyon ng pag-ikot ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng patakaran ng kaliwang kamay. Kung ang apat na naka-unat na daliri ay nagpapahiwatig ng direksyon ng kasalukuyang sa conductor, at ang mga magnetikong linya ay pumapasok sa iyong palad, ang baluktot na hinlalaki ay magpapahiwatig ng direksyon ng pag-ejection ng conductor sa isang magnetic field.
Pagpapatuloy: Mga inductor at magnetic field. Bahagi 2. Electromagnetic induction at inductance
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: