Ηλεκτρομαγνητισμός και Ηλεκτροκινητήρες

Ηλεκτρομαγνητισμός και Ηλεκτροκινητήρες

Ηλεκτρομαγνητισμός

Η λέξη «ηλεκτρομαγνητισμός» στη φυσική χρησιμοποιείται για να περιγράψει μια από τις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης. Αυτή η δύναμη είναι μεταξύ υποατομικών σωματιδίων όπως πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Βοηθά να συγκρατήσουμε την ύλη.

Ο ηλεκτρομαγνητισμός χρησιμοποιείται επίσης για να περιγράψει πώς δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο από τη ροή του ηλεκτρικό ρεύμα . Θα συζητήσουμε αυτόν τον τύπο ηλεκτρομαγνητισμού σε αυτήν τη σελίδα.

Ηλεκτρομαγνήτης

Όταν ένα ηλεκτρονικό ρεύμα ρέει μέσω καλωδίου, δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Αυτή είναι μια σημαντική ιδέα για την ηλεκτρική ενέργεια. Το μαγνητικό πεδίο μπορεί να αυξηθεί τυλίγοντας το καλώδιο. Αυτό επιτρέπει περισσότερο ρεύμα να ρέει σε μικρότερη απόσταση και αυξάνει το μαγνητικό πεδίο.

Δεξί κανόνα

Όταν το ρεύμα ρέει μέσω καλωδίου, το μαγνητικό πεδίο περιστρέφεται γύρω από το καλώδιο. Η κατεύθυνση του ρεύματος καθορίζει την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Μπορείτε να καταλάβετε την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου χρησιμοποιώντας τον «κανόνα δεξιά».



Για να προσδιορίσετε την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, δείτε την παραπάνω εικόνα. Πάρτε το δεξί σας χέρι και δείξτε τον αντίχειρά σας προς την κατεύθυνση του ρεύματος (I). Τώρα τυλίξτε τα δάχτυλά σας γύρω από το καλώδιο. Τα δάχτυλά σας θα δείχνουν προς την κατεύθυνση της περιστροφής του μαγνητικού πεδίου (B).

Κινητήρες

Μία από τις σημαντικές εφαρμογές του ηλεκτρομαγνητισμού είναι ο ηλεκτρικός κινητήρας. Ένας ηλεκτρικός κινητήρας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε φυσική κίνηση. Οι ηλεκτρικοί κινητήρες παράγουν μαγνητικά πεδία με ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ενός πηνίου. Το μαγνητικό πεδίο στη συνέχεια προκαλεί μια δύναμη με έναν μαγνήτη που προκαλεί κίνηση ή περιστροφή που τρέχει τον κινητήρα.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται σε κάθε είδους εφαρμογές. Υπάρχουν ακόμη και αρκετοί ηλεκτρικοί κινητήρες μέσα στον υπολογιστή σας, μεταξύ των οποίων ένας για περιστροφή του ανεμιστήρα, ένας για άνοιγμα και κλείσιμο της μονάδας CDROM και ένας για τη λειτουργία του σκληρού δίσκου.

Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή

Μια άλλη σημαντική εφαρμογή του ηλεκτρομαγνητισμού είναι η επαγωγή. Η επαγωγή είναι όταν η κίνηση χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας (το αντίθετο από τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για τη δημιουργία κίνησης). Καθώς ένα καλώδιο κινείται μέσω μαγνητικού πεδίου, το ρεύμα θα αρχίσει να ρέει μέσα από αυτό.

Γεννήτριες

Οι ηλεκτρικές γεννήτριες μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας επαγωγή. Καθώς ένα πηνίο σύρματος περιστρέφεται μεταξύ δύο αντίθετων μαγνητών, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό ρεύμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία ηλεκτρονικών συσκευών.

Οι γεννήτριες μπορούν να αποκτήσουν τη δύναμή τους από μια μεγάλη ποικιλία πηγών. Δύο δημοφιλείς ηλεκτρικές γεννήτριες ανανεώσιμης ενέργειας περιλαμβάνουν υδροηλεκτρική ενέργεια και αιολική ενέργεια .

Διασκεδαστικά γεγονότα σχετικά με τον ηλεκτρομαγνητισμό και τους ηλεκτροκινητήρες

• Ορισμένες ηλεκτρικές γεννήτριες μπορούν να κινούνται με ανθρώπινη δύναμη, όπως μανιβέλα χειρός ή ποδήλατο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
• Ο Δανός φυσικός Hans Orsted ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε ότι ένα μαγνητικό πεδίο παρήχθη από τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος.
• Ο Αμερικανός φυσικός Joseph Henry ανακάλυψε την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και δημιούργησε τον πρώτο ηλεκτρομαγνητικό κινητήρα.
• Τα ηχεία χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνήτες για δόνηση του κώνου και παραγωγή ήχου.
• Χρησιμοποιώντας τον ηλεκτρομαγνητισμό, οι ισχυροί μαγνήτες μπορούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν χρησιμοποιώντας ηλεκτρισμό, σε αντίθεση με τους μόνιμους μαγνήτες.