Lenz’sches Gesetz und die Rechte-Hand-Regel – Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Ohne Elektromagnete würde die moderne Welt heute nicht existieren; fast alles, was wir heute benutzen, läuft auf die eine oder andere Weise auf Elektromagneten. Der Festplattenspeicher in Ihrem Computer, der Lautsprecher in Ihrem Radio, der Anlasser in Ihrem Auto, alle arbeiten mit Elektromagneten.

Um zu verstehen, wie Transformatoren, Tesla-Spulen, Elektromotoren und unzählige elektronische Geräte funktionieren; Sie müssen die Funktionsweise von Elektromagneten und die Rechte-Hand-Regel verstehen.

Schritt 1: Strom in einem Leiter

Ja, ich sagte Strom nicht Spannung; Spannung ist ein Potential an einem Leiter, und Strom fließt durch einen Leiter.

Stellen Sie sich Spannung und Strom wie Wasser in einem Rohr vor und das Rohr ist Ihre Last. Wasser fließt mit einer Geschwindigkeit von 5 Gallonen pro Minute mit 35 psi in das Rohr. Am anderen Ende des Rohres tritt Wasser mit einer Geschwindigkeit von 5 Gallonen pro Minute mit 0 psi aus dem Rohr.

Wie das Wasser im Rohr fließt Strom in den Leiter und der gleiche Strom kommt aus dem Leiter.

Schritt 2: Die Rechte-Hand-Regel in einem Dirigenten

Wenn ein Strom (roter Pfeil) an einen Leiter angelegt wird, erzeugt er ein Magnetfeld um den Leiter herum. (Blaue Pfeile) Um die Richtung des magnetischen Feldflusses um den Leiter vorherzusagen, verwenden Sie die Rechte-Hand-Regel. Legen Sie Ihre Hand auf den Leiter, wobei Ihr Daumen in Stromrichtung zeigt und Ihre Finger zeigen in Richtung des Magnetfeldflusses.

Schritt 3: Die rechte Handregel in einer Spule

Wenn Sie den Leiter um ein eisenhaltiges Metall wie Stahl oder Eisen wickeln, verschmelzen die Magnetfelder des gewickelten Leiters und richten sich aus, dies wird als Elektromagnet bezeichnet. Das Magnetfeld breitet sich von der Mitte der Spule aus, läuft an einem Ende des Elektromagneten um die Außenseite der Spule herum und am gegenüberliegenden Ende zurück zur Mitte der Spule.

Magnete haben einen Nord- und einen Südpol, um vorherzusagen, welches Ende der Nord- oder Südpol einer Spule ist, verwenden Sie wieder die Rechte-Hand-Regel. Nur diesmal mit der rechten Hand auf der Spule mit den Fingern in Richtung des Stromflusses im gewickelten Leiter zeigen. (Rote Pfeile) Wenn Ihr rechter Daumen gerade entlang der Spule zeigt, sollte er zum nördlichen Ende des Magneten zeigen.

Schritt 4: Magnetrelais und Ventile

Magnete und Relais sind Elektromagnete, die sich nicht so sehr auf die rechte Hand verlassen wie andere Geräte. Die Vorhersage des Nordens ist jedoch mit einer einzelnen Spule einfach. Sie fungieren als Schalter und Ventile und sind ein einfaches Gerät, das nur einen Aktuator bewegen muss, der einen Schalter oder ein Ventil öffnet und schließt.

Der Aktuator ist federbelastet, wobei sich der Aktuator außerhalb des Spulenkerns befindet oder davon entfernt ist. Wenn Sie einen Strom an die Spule anlegen, erzeugt dies ein elektromagnetisches Ziehen des Aktors in Richtung des Spulenkerns, das Schalter oder Ventile öffnet oder schließt.

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Schritt 5: Wie Transformatoren funktionieren

Transformatoren sind stark von der Rechte-Hand-Regel abhängig. Wie ein schwankender Strom in einer Primärspule drahtlos einen Strom in einer Sekundärspule erzeugt, wird als Lenz’sches Gesetz bezeichnet.

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Alle Spulen in einem Transformator sollten in die gleiche Richtung gewickelt werden.

Eine Spule widersteht einer Änderung eines Magnetfelds. Wenn also Wechselstrom oder ein pulsierender Strom an die Primärspule angelegt wird, erzeugt sie ein fluktuierendes Magnetfeld in der Primärspule.

Wenn das fluktuierende Magnetfeld die Sekundärspule erreicht, erzeugt es ein entgegengesetztes Magnetfeld und einen Gegenstrom in der Sekundärspule.

Sie können die Rechte-Hand-Regel auf der Primärspule und der Sekundärspule verwenden, um die Leistung der Sekundärspule vorherzusagen. Abhängig von der Windungszahl der Primärspule und der Windungszahl der Sekundärspule ändert sich die Spannung auf einen höheren oder niedrigeren Stromspannung.

Wenn Sie feststellen, dass das Positive und das Negative auf der Sekundärspule schwer zu verfolgen sind; Stellen Sie sich die Sekundärspule als Stromquelle oder eine Batterie vor, aus der Strom herauskommt, und stellen Sie sich die Primärspule als Last vor, bei der Strom verbraucht wird.

Schritt 6: Gleichstrom-Elektromotoren

Die Rechte-Hand-Regel ist bei Motoren sehr wichtig, wenn Sie möchten, dass sie auch so funktionieren, wie Sie es möchten. Gleichstrommotoren verwenden rotierende Magnetfelder, um den Anker des Motors zu drehen. Bürstenlose Gleichstrommotoren haben einen Permanentmagneten im Anker. Dieser Gleichstrommotor hat den Permanentmagneten im Stator, so dass das Magnetfeld im Stator fixiert ist und das rotierende Magnetfeld im Anker liegt.

Die Bürsten versorgen die Segmente des Kommutators am Anker mit Strom. Die beiden wirken als Schalter, der den Strom von einer Spulenwicklung auf dem Anker zur nächsten Spulenwicklung auf dem sich drehenden Anker dreht.

Die Segmente auf dem Kommutator liefern Strom an die Nord- und Süd-Nord- und Südseite der Ankerwicklung direkt neben der Nord- und Südseite der Staror-Permanentmagneten. Wenn Süd nach Nord gezogen wird, dreht sich der Anker zum nächsten Segment am Kommutator und die nächste Spule am Anker wird erregt.

Um die Drehrichtung dieses Motors umzukehren, schalten Sie die Polarität der Leitungen zu den Bürsten um.

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Schritt 7: AC-DC-Motoren

AC-DC-Motoren verwenden rotierende Magnetfelder im Anker, genauso wie DC-Motoren rotierende Magnetfelder verwenden, um den Anker des Motors zu drehen. Im Gegensatz zu DC-Motoren haben AC-DC-Motoren keine Permanentmagnete im Stator oder Anker. AC-DC-Motoren haben Elektromagnete im Stator, sodass das Magnetfeld im Stator bei Gleichstromversorgung fixiert ist. Bei Versorgung mit Wechselstrom schwanken die Magnetfelder in Anker und Stator im Gleichklang mit dem Wechselstrom. Dadurch funktioniert der Motor gleich, ob er mit Gleichstrom oder Wechselstrom versorgt wird.

Der Strom fließt zuerst in die erste Statorspule und erregt den Pol des ersten Stators. Von der ersten Spule geht der Strom zur ersten Bürste, die Strom zu den Segmenten am Kommutator am Anker liefert. Die Bürsten und die Segmente am Kommutator wirken als Schalter, der den Strom von einer Spulenwicklung des Ankers zur nächsten Spulenwicklung des rotierenden Ankers dreht. Zuletzt verlässt der Strom den Anker über die zweite Bürste und fließt in die Spule des zweiten Stators, wodurch der Pol des zweiten Stators erregt wird.

Die Segmente am Kommutator liefern Strom an die Nord- und Süd-Nord- und -Süd-Nord- und -Südseite der Ankerwicklung, direkt neben der Nord- und Südseite der Elektromagneten des Starors. Wenn Süd nach Nord gezogen wird, dreht sich der Anker zum nächsten Segment am Kommutator und die nächste Spule am Anker wird erregt.

Genau wie der Gleichstrommotor; Um die Drehrichtung dieses Motors umzukehren, tauschen Sie die Leitungen zu den Bürsten aus.

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Schritt 8: Andere Geräte

Es gibt einfach zu viele Geräte, die Elektromagnete verwenden, um sie alle abzudecken. Das einzige, was Sie bei der Arbeit mit ihnen beachten müssen, ist das Lenz-Gesetz und die Regel der rechten Hand.

Lautsprecher funktionieren auf die gleiche Weise wie ein Elektromagnet, der Unterschied besteht darin, dass der Aktuator ein Permanentmagnet ist und sich die Spule auf der beweglichen Membran befindet.

Induktionsmotoren verwenden rotierende Magnetfelder und das Linsengesetz, um das Drehmoment im Anker zu erzeugen.

Alle Elektromotoren verwenden rotierende Magnetfelder und um die Pole vorherzusagen, verwenden Sie die Rechte-Hand-Regel.