gu65st7

Magnetiese Veld Geassosieer met 'n Stroom

• 'n Elektriese stroom wat deur 'n draad vloei, genereer 'n magnetiese veld rondom die draad.
• Dit kan waargeneem word deur 'n kompasnaald wat afwyk wanneer dit naby 'n stroomdraende draad geplaas word.
• Magnetiese veldlyne is altyd loodreg op die rigting van die stroomvloei.
• Veldlyne vorm konsentriese sirkels rondom die draad, met die rigting afhangende van die stroom se rigting.

Rigting en Sterkte van Magnetiese Veld

• Die regterhandreël bepaal die rigting van die magnetiese veld rondom 'n stroomdraende draad.
• Deur 'n draad met die regterhand vas te hou, met die duim in die rigting van die stroom, verteenwoordig die krul van die vingers die rigting van die magnetiese veldlyne.
• Die sterkte van die magnetiese veld is eweredig aan die stroom; 'n sterker stroom lei tot 'n sterker magnetiese veld.
• Veldlyne is digter nader aan die draad, wat 'n sterker magnetiese veld naby die draad aandui.

Visualisering van Magnetiese Velde

• Stel jou voor 'n pen wat regop op 'n lessenaar staan.
• Die sirkels wat die magnetiese veldlyne voorstel, is gesentreer rondom die pen en parallel met die lessenaar se oppervlak.
• Van bo gesien, vorm die veldlyne konsentriese sirkels rondom die pen.
• Van die kant gesien, lyk dit of die sirkels in die papier ingaan aan die een kant van die pen en uitkom aan die ander kant.
• Die simbool ( \odot ) word gebruik vir 'n pyl wat uit die bladsy kom en ( \otimes ) vir 'n pyl wat in die bladsy ingaan.

Magnetiese Veld Rondom Verskillende Geleiers

• Reguit Draad: Magnetiese veld kan gevisualiseer word as konsentriese sirkels met die draad in die middel.
• Lus van Draad: Die magnetiese veldlyne konvergeer deur die lus en skep 'n magnetiese dipool met 'n duidelike noord- en suidpool.
• Die veldlyne is digter binne die lus, wat 'n sterker magnetiese veld aandui.
• As die vingers die stroom se rigting volg vir 'n lus, wys die duim na die rigting waar die veldlyne uitkom, analoog aan die noordpool van 'n staafmagneet.
• Solenoïde: 'n Spoel draad met veelvuldige lusse. Wanneer 'n stroom daardeur vloei, is die magnetiese veld binne die solenoïde sterk en eenvormig, soortgelyk aan die veld van 'n staafmagneet.
• Die veld buite die solenoïde is soortgelyk aan dié van 'n enkele lus, maar swakker in vergelyking met die binnekant.
• Die regterhandreël kan gebruik word om die magnetiese veldrigting te bepaal deur dit op die hele spoel van die solenoïde toe te pas.

Werklike Toepassings

• Elektromagnete: Genereer 'n magnetiese veld wanneer 'n elektriese stroom deur 'n spoel draad vloei. Gebruik in elektriese motors, generators, relais en magnetiese stoortoestelle.
• Hulle is ontwerp om die magnetiese veldsterkte te maksimeer en deur die stroom te wissel, kan die sterkte van die magneetveld beheer word.
• Kraglyne: Kraglyne wat elektriese stroom dra, genereer magnetiese velde, wat die omgewing kan beïnvloed. Pogings word aangewend om hierdie impak te versag, soos die installering van merkers op kraglyne om dit meer sigbaar vir voëls te maak.
• Groot voëls kan met kraglyne bots, wat tot sterftes lei.
• Studies het getoon dat kraglyne 'n beduidende bedreiging vir sekere voëlspesies is, insluitend die bloukraan en Ludwig se pou in Suid-Afrika.

Gesondheid en Veiligheid

• Magnetiese velde wat deur kraglyne gegenereer word, is tipies van baie lae frekwensie en word nie as skadelik vir mense beskou by vlakke wat algemeen voorkom nie.
• Daar is voortgesette navorsing en debat oor die langtermyn-effekte van blootstelling aan hierdie velde.

Faraday se Wet van Elektromagnetiese Induksie

• Stroom Geïnduseer deur 'n Veranderende Magnetiese Veld: Faraday het ontdek dat wanneer 'n magneet naby 'n draad beweeg, 'n spanning oor die draad gegenereer word. Hierdie geïnduseerde spanning word die elektromotoriese krag (emk) genoem.
• Die emk word slegs gegenereer wanneer die magneet beweeg; 'n stilstaande magneet veroorsaak geen spanning nie.
• Michael Faraday het die beginsel van elektromagnetiese induksie ontdek, wat van kardinale belang is vir die praktiese opwekking van elektrisiteit.

Magnetiese Vloed

• Magnetiese vloed (φ) deur 'n lus van area ( A ) in die teenwoordigheid van 'n eenvormige magnetiese veld ( B ) word gedefinieer as: ( \phi = B A \cos \theta )
• ( \theta ) is die hoek tussen die magnetiese veld ( B ) en die normaal tot die lus van area ( A ).
• ( A ) is die area van die lus.
• ( B ) is die magnetiese veld.
• Die SI-eenheid van magnetiese vloed is die weber (Wb).
• Die vloed hang af van die komponent van die magnetiese veld wat loodreg deur die oppervlakte gaan.
• 'n Magnetiese veld parallel aan die oppervlak kan nie 'n stroom induceer nie, aangesien dit nie deur die oppervlak gaan nie.

Faraday se Wet van Elektromagnetiese Induksie

• Die geïnduseerde emk ( E ) rondom 'n lus is eweredig aan die tempo van verandering van magnetiese vloed ( \phi ) deur die lus se oppervlakte: ( E = N \frac{\Delta \phi}{\Delta t} )
• ( \phi = B \cdot A )
• ( N ) is die aantal windings in die lus.
• Die minusteken dui die rigting van die geïnduseerde emk aan, wat die verandering in magnetiese vloed teenstaan ​​(Lenz se Wet).

Rigting van Geïnduseerde Stroom

• Die geïnduseerde stroom in 'n geleier staan ​​altyd die verandering in magnetiese vloed teen.
• Regterhandreël: Vir 'n naderende suidpool vloei die stroom op so 'n manier dat 'n magnetiese veld geskep word wat die suidpool se veld teenstaan. Vir 'n teruggaande suidpool vloei die stroom om 'n magnetiese veld te skep wat die suidpool aantrek.

Geïnduseerde Stroom in 'n Solenoïde

• Die magnetiese vloed word bereken deur die solenoïde se deursnee-area te vermenigvuldig met die aantal lusse.
• Die regterhandreël help om die rigting van die stroom te bepaal, wat die verandering in magnetiese vloed sal teenstaan.

Induksie

• Elektromagnetiese induksie word in verskeie toepassings gebruik, veral in elektriese generators, wat meganiese energie omskakel in elektriese energie deur 'n magnetiese veld verby spoele draad te beweeg.
• Selfinduksie vind plaas wanneer 'n veranderende magnetiese veld wat deur 'n veranderende stroom in 'n draad geproduseer word, 'n spanning langs dieselfde draad induceer.
• Hierdie beginsel word gebruik in toestelle soos induktors.

Lenz se Wet

• Die geïnduseerde stroom sal 'n magnetiese veld skep wat die verandering in die magnetiese vloed teenstaan.
• Die rigting van die geïnduseerde emk werk altyd om die verandering wat dit veroorsaak het, teen te werk.