az elektromágnesesség-a villamos energia és a mágnesesség közötti kapcsolat-az elektromos motorok, valamint a generátorok és a transzformátorok működésének alapelve. És bár a legtöbben nem a nulláról tervezünk motorokat (vagy generátorokat vagy transzformátorokat), hasznos, ha alapismeretekkel rendelkezünk a működésüket irányító fogalmakról és törvényekről.,

az elektromágnesesség alapját Maxwell egyenletei képezik-James Clerk Maxwell által az 1860-as évek elején kifejlesztett négy egyenlet. ebben a cikkben megnézzük Faraday elektromágneses indukciós törvényét, amely Maxwell egyik egyenletének alapját képezi. Megnézzük Lenz törvényét is, ami kordában tartja Faraday törvényét.,

Faraday törvénye elektromágneses indukció

Michael Faraday fedezte fel a kapcsolat a mágneses mező, illetve villamos energia (elektromágnesesség) az 1830-as években, s bár Faraday sok hozzájárulások, hogy a tanulmány a villamosenergia -, illetve a mágnesesség, az egyik legfontosabb az, Faraday törvénye, elektromágneses indukció, amely kimondja, hogy:

változás, hogy a mágneses környezet egy tekercs drót (karmester) majd, mert a feszültség (emf) okozta a tekercs. Ha a tekercs (vezető áramkör) le van zárva, az áram áramlik.,

a mágneses környezet változásának oka nem számít — ennek oka lehet A mágneses tér erősségének megváltoztatása, a mágnes a tekercs felé és attól való elmozdulása, a tekercsnek a mágneses mezőbe való mozgatása vagy a tekercs mágneses mezőhöz viszonyított elforgatása. Amíg relatív mozgás van a mágneses mező és a tekercs között, feszültség indukálódik.,

amikor egy tekercs huzal mágneses környezete megváltozik (például egy mágnes mozgatásával a tekercs felé és attól távol), emf (feszültség) indukálódik a tekercsben.
Image credit: IGCSE Physics

Faraday elektromágneses indukciós törvényének matematikai kifejezése azt mutatja, hogy az indukált feszültség megegyezik a tekercsben lévő fordulatok számával, megszorozva a mágneses fluxus időalapú változásával.,

ε = okozta emf (V)

N = fordulatok száma a tekercs

Φ = a mágneses fluxus (Wb, V·s)

, t = idő (s)

Megjegyezzük, hogy a mágneses fluxus (Φ), a termék a mágneses mező (B) a terület a tekercs (A): φ = BA

Lenz törvénye

A negatív (“-“) a jobb oldalon a fenti egyenlet származik Lenz törvénye pedig azt jelzi, hogy az indukált emf fordul elő, az ellenkező irányba, hogy a mágneses fluxus.,

a Lenz törvény biztosítja, hogy Faraday törvényét követi azt az elvet, hogy energiát kell őrizni, amely kimondja, hogy:

Ha az emf (feszültség) által létrehozott változást a mágneses fluxus, a polaritás az indukált emf generál egy aktuális, akinek a mágneses mező olyan irányba, amely ellenzi a változás, hogy elő (az eredeti mágneses mező).

más szóval, az indukált mágneses mező mindig úgy működik, hogy a mágneses fluxus állandó maradjon., Ha a mágneses fluxus csökken, az indukált áram által létrehozott mágneses mező hozzáadódik hozzá. Ha a mágneses fluxus megnő, az indukált áram által létrehozott mágneses mező kivonul belőle. Mindkét esetben a teljes mágneses fluxus állandó marad.

amikor a mágneses fluxus megváltozik (ΔB), az indukált emf (BInduced) mágneses mezője ellensúlyozza a változást.
Image credit: C. R., Nave, Georgia Állami Egyetem

Hasonlóképpen az indukált emf ellenzi a változást, amely létrehozta. Más szavakkal, az indukált emf (feszültség) az azt létrehozó feszültséggel ellentétes irányban lesz. Egy motorban ez azt jelenti, hogy az indukált emf (általában hátsó emf) ellenzi a tápfeszültséget.,

Supply = 195 V

vissza emf = -45 V

nettó feszültség áramkörben (V = ir) = 10 * 15 = 150 v

195 v + -45 V = 150 V

a hátsó EMF közvetlenül kapcsolódik a motor fordulatszámához: amikor a motor fordulatszáma nő, így az EMF vissza, és fordítva. Ezért van például, hogy egy egyenáramú motor nyomatéka és sebességjellemzői inverz, lineáris összefüggéssel rendelkeznek.

mivel a motor terhelése (nyomatéka) nő, a motor lelassul., Minél lassabban forog a motor, annál alacsonyabb a hátsó emf (szemben a tápfeszültséggel), annál kisebb feszültséget használ a motor, csak hogy legyőzze ezt a hátsó emf-et. Ezért a motor feszültsége és áramerőssége növekszik. Ez a kiegészítő áram lehetővé teszi a motor számára, hogy a megnövekedett terheléssel visszanyerje sebességét.

kapcsolási rajz és példa Új-Dél-Wales, Oktatási és képzési Minisztérium, 2007.

Articles

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük