Maddenin varlığının özel bir şekli - Dünya'nın manyetik alanı, yaşamın kökenine ve korunmasına katkıda bulundu. Bu alanın parçaları, cevher parçaları, demir çeken, led elektrik insanlığın hizmetine. Elektrik olmadan, hayatta kalmak düşünülemezdi.
İçerik
Manyetik indüksiyon hatları nelerdir
Manyetik alan, uzaydaki her noktadaki kuvvet tarafından belirlenir. Alan noktalarını eşit büyüklük kuvvetleriyle birleştiren eğrilere manyetik indüksiyon çizgileri denir. Belirli bir noktadaki manyetik alan kuvveti bir güç özelliğidir ve manyetik alan vektörü B bunu değerlendirmek için kullanılır.Manyetik indüksiyon hattı üzerindeki belirli bir noktadaki yönü ona teğet olarak gerçekleşir.
Uzayda bir nokta birkaç manyetik alandan etkileniyorsa, yoğunluk her etkili manyetik alanın manyetik indüksiyon vektörlerinin toplanmasıyla belirlenir. Bu durumda, belirli bir noktadaki yoğunluk mutlak değerde toplanır ve manyetik indüksiyon vektörü, tüm manyetik alanların vektörlerinin toplamı olarak tanımlanır.
Manyetik indüksiyon çizgilerinin görünmez olmasına rağmen, belirli özelliklere sahiptirler:
- Genel olarak manyetik alan çizgilerinin (N) kutbundan çıkıp (S) noktasından geri döndüğü kabul edilir.
- Manyetik indüksiyon vektörünün yönü çizgiye teğettir.
- Karmaşık şekle rağmen, eğriler kesişmez ve mutlaka kapanmaz.
- Mıknatısın içindeki manyetik alan eşittir ve çizgi yoğunluğu maksimumdur.
- Alan noktasından sadece bir manyetik indüksiyon çizgisi geçer.
Kalıcı bir mıknatıs içindeki manyetik indüksiyon çizgilerinin yönü
Tarihsel olarak, dünyanın birçok yerinde, bazı taşların demir ürünleri çekmek için doğal kalitesi uzun zamandır fark edilmiştir. Zamanla, eski Çin'de demir cevheri parçalarından (manyetik demir cevheri) belirli bir şekilde oyulmuş oklar, pusulaya dönüşerek, Dünya'nın kuzey ve güney kutuplarına doğru yön göstererek arazide gezinmenizi sağlar.
Bu doğal fenomenin çalışmaları, demir alaşımlarında daha güçlü bir manyetik özelliğin daha uzun sürdüğünü belirlemiştir. Daha zayıf doğal mıknatıslar, nikel veya kobalt içeren cevherlerdir. Elektrik araştırma sürecinde bilim adamları, demir, nikel veya kobalt içeren alaşımlardan yapay olarak manyetize edilmiş ürünlerin nasıl elde edileceğini öğrendiler.Bunu yapmak için, doğrudan elektrik akımı tarafından oluşturulan ve gerekirse alternatif akım ile manyetikliği giderilen bir manyetik alana sokuldular.
Doğal koşullarda manyetize edilen veya yapay olarak elde edilen ürünlerin iki farklı kutbu vardır - manyetizmanın en yoğun olduğu yerler. Mıknatıslar birbirleriyle bir manyetik alan aracılığıyla etkileşir, böylece benzer kutuplar birbirini iter ve farklı kutuplar çeker. Bu, Dünya'nın alanı gibi daha güçlü alanların uzayda oryantasyonu için torklar üretir.
Zayıf manyetize edilmiş elementlerin ve güçlü bir mıknatısın etkileşiminin görsel bir temsili, karton üzerine saçılmış çelik talaşlar ve altında düz bir mıknatıs ile klasik bir deneyim sunar. Özellikle talaş dikdörtgen ise, manyetik alan çizgileri boyunca nasıl sıralandıkları açıkça görülür. Mıknatısın karton altındaki konumunu değiştirerek, görüntülerinin konfigürasyonunda bir değişiklik gözlenir. Bu deneyde pusulaların kullanılması, manyetik alanın yapısını anlamanın etkisini daha da artırır.
M. Faraday tarafından keşfedilen manyetik kuvvet çizgilerinin özelliklerinden biri, bunların kapalı ve sürekli olduğunu öne sürüyor. Kalıcı bir mıknatısın kuzey kutbundan çıkan çizgiler güney kutbuna girer. Ancak mıknatısın içinde açılmazlar ve güney kutbundan kuzeye doğru girerler. Ürün içindeki çizgi sayısı maksimumdur, manyetik alan tekdüzedir ve demanyetize edildiğinde indüksiyon zayıflayabilir.
Gimlet kuralı kullanılarak manyetik indüksiyon vektörünün yönünün belirlenmesi
19. yüzyılın başlarında, bilim adamları, içinden akım geçen bir iletken etrafında bir manyetik alan oluştuğunu keşfettiler. Ortaya çıkan kuvvet çizgileri, doğal bir mıknatısla aynı kurallara göre davranır.Ayrıca, bir iletkenin elektrik alanının akım ve manyetik alanla etkileşimi, elektromanyetik dinamiğin temeli olarak hizmet etti.
Etkileşen alanlardaki kuvvetlerin uzaydaki yönelimini anlamak, eksen vektörlerini hesaplamamızı sağlar:
- manyetik indüksiyon;
- Endüksiyon akımının büyüklüğü ve yönü;
- Açısal hız.
Böyle bir anlayış gimlet kuralında formüle edilmiştir.
Sağ taraftaki çarkın öteleme hareketini iletkendeki akımın yönü ile birleştirerek, sapın dönüşü ile gösterilen manyetik alan çizgilerinin yönünü elde ederiz.
Bir fizik kanunu olmayan gimlet kuralı, elektrik mühendisliğinde sadece iletkendeki akım vektörüne bağlı olarak manyetik alan çizgilerinin yönünü belirlemek için değil, aynı zamanda solenoid tellerdeki akımın yönünü belirlemek için de kullanılır. manyetik indüksiyon hatlarının dönmesi nedeniyle.
Bu ilişkiyi anlamak, Ampère'nin çeşitli prensiplerde elektrik motorlarının yaratılmasına yol açan dönen alanlar yasasını doğrulamasını sağladı. İndüktör kullanan tüm geri çekilebilir ekipman, gimlet kuralına uyar.
Sağ el kuralı
Bir iletkenin (kapalı bir iletken döngüsünün bir tarafı) manyetik alanında hareket eden bir akımın yönünü belirlemek, sağ el kuralını açıkça gösterir.
Sağ avuç içi N kutbuna çevrilir (alan çizgileri avuç içine girer) ve başparmak 90 derece bükülür, iletkenin hareket yönünü gösterir, daha sonra kapalı bir devrede (bobin) manyetik alan bir elektrik akımı indükler , dört parmağın işaret ettiği hareket vektörü.
Bu kural, DC jeneratörlerinin orijinal olarak nasıl ortaya çıktığını gösterir. Belli bir doğa kuvveti (su, rüzgar), manyetik bir alanda kapalı bir iletken devresini döndürerek elektrik üretti. Daha sonra, sabit bir manyetik alanda elektrik akımı alan motorlar, onu mekanik bir harekete dönüştürdü.
Sağ el kuralı indüktörler için de geçerlidir. Manyetik çekirdeğin içlerindeki hareketi, endüksiyon akımlarının ortaya çıkmasına neden olur.
Bobinin dönüşlerinde sağ elin dört parmağı akımın yönüne göre hizalanırsa, 90 derece sapan başparmak kuzey kutbunu gösterecektir.
Jilet ve sağ elin kuralları, elektrik ve manyetik alanların etkileşimini başarıyla gösterir. Sadece bilim adamları için değil, neredeyse herkes için elektrik mühendisliğindeki çeşitli cihazların çalışmasını anlamayı mümkün kılarlar.
Benzer makaleler:
