Sähkömagnetismi — suhdetta sähkön ja magnetism — on perusperiaate toiminnan sähkömoottorit, sekä generaattorit ja muuntajat. Ja vaikka useimmat meistä eivät ole suunnittelu motors (tai generaattorit tai muuntajat) tyhjästä, se on hyvä olla perustiedot käsitteitä ja lakeja, jotka ajaa niiden toimintaa.,
perusta sähkömagnetismi on säädettyihin Maxwellin yhtälöt — neljä yhtälöt kehittämä James Clerk Maxwellin 1860-luvun alussa. Tässä artikkelissa, me tarkastelemme Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio, joka muodostaa perustan yksi Maxwellin yhtälöt. Katsomme myös Lenzin lakia, joka pitää Faradayn lain kurissa.,
Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio
Michael Faraday löysi suhdetta magneettikentät ja sähkön (sähkömagnetismi) 1830-luvulla, ja vaikka Faraday teki lukuisia tutkimus sähkö-ja magnetism, yksi tärkeimmistä on Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio, jossa todetaan:
muutoksia magneettinen ympäristö kela lanka (kapellimestari) aiheuttaa jännite (emf) on aiheuttama kela. Ja jos kela (kapellimestari piiri) on suljettu, virta virtaa.,
aiheuttaa muutoksen magneettinen ympäristö ei ole väliä — se voi johtua muuttamalla magneettikentän voimakkuus, siirtämällä magneetti kohti ja pois kela, siirtämällä kelan sisään ja ulos magneettikentän, tai pyörivä kela suhteessa magneettikentän. Niin kauan kuin magneettikentän ja kelan välillä on suhteellista liikettä, syntyy jännite.,
Kuva luotto: IGCSE Fysiikka
matemaattinen lauseke Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio osoittaa, että latausjännite on sama määrä kääntyy kela kerrottuna aika-pohjainen muutos magneettivuon.,
ε = indusoitu emf (V)
N = kierrosten lukumäärä kela
Φ = magneettivuo (Wb, V·s)
t = aika (s)
Huomaa, että magneettivuo (Φ) on tuote magneettikenttä (B) ja alueen kela (A): φ = BA
Lenzin laki
negatiivinen merkki (”-”) oikealla puolella yhtälön yläpuolella tulee Lenzin laki ja osoittaa, että indusoitu emf tapahtuu vastakkaiseen suuntaan magneettivuon.,
Lenzin laki varmistaa, että Faradayn laki noudattaa periaatetta, että energia on säilytettävä, jossa todetaan, että:
Kun emf (jännite) syntyy muutos magneettivuon, napaisuus aiheuttama emf synnyttää virran, jonka magneettikenttä on sen suuntainen, että vastustaa muutosta, joka tuotti se (alkuperäinen magneettinen kenttä).
Toisin sanoen, aiheuttama magneettikenttä toimii aina pitää magneettivuon vakio., Jos magneettivuo pienenisi, indusoidun virran synnyttämä magneettikenttä lisäisi sitä. Ja jos magneettivuo lisääntyisi, indusoidun virran synnyttämä magneettikenttä vähenisi siitä. Molemmissa tapauksissa magneettivuon kokonaismäärä pysyy vakiona.
Kuvahyvitys: C. R., Nave, Georgian valtionyliopisto
samoin indusoitu emf vastustaa muutosta, joka sen loi. Toisin sanoen indusoitu emf (jännite) on vastakkaiseen suuntaan kuin jännite, joka loi sen. Moottorissa tämä tarkoittaa indusoitua emf: ää (josta käytetään yleisesti nimitystä Back emf), joka vastustaa syöttöjännitettä.,
Tarjonta = 195 V
Takaisin emf = -45 V
Net jännite piiri (V = IR) = 10 * 15 = 150 V,
195 V + -45 V = 150 V,
Back-emf on suoraan verrannollinen moottorin nopeus: kun moottorin nopeus kasvaa, niin ei takaisin emf, ja päinvastoin. Siksi esimerkiksi tasavirtamoottorin vääntömomentti-ja kierrosnopeusominaisuuksilla on käänteinen, lineaarinen suhde.
kun moottorin kuormitus (vääntömomentti) kasvaa, moottori hidastuu., Hitaampi moottori pyörii, alempi takaisin emf (vastapuolen syöttöjännite) ja vähemmän jännite moottori käyttää vain voittaa tämän takaisin emf. Siksi moottorin jännite ja virta kasvavat. Tämä lisää nykyisen mahdollistaa sen, että moottori tuottaa lisävääntöä se on takaisin sen nopeus lisääntynyt kuormitus.
Circuit diagram and example taken from New South Wales, Department of Education and Training, 2007.