Elektromagnetisme: Die Verwantskap tussen 'n Magneetveld en 'n Stroom
You are here: Home » Content » Elektromagnetisme: Die Verwantskap tussen 'n Magneetveld en 'n Stroom
Based on: Electromagnetism: Magnetic field associated with a current by Free High School Science Texts Project InleidingElektromagnetisme beskryf ladings, stome en die elektiese en magnetiese velde wat hulle veroorsaak. 'n Elektriese stroom skep 'n magneetveld en 'n veranderende magneetveld veroorsaak 'n vloei van ladings. Hierdie verwantskap tussen elektisiteit en magnetisme het gelei tot die uitvinding van baie toestelle wat nuttig is vir mense. Magneetveld geassosieer met 'n Stroom As jy 'n kompas naby 'n stroomdraende draad hou, sal die naald op die kompas uitwyk. Kompasse werk deur saam met magneetveldlyne te wys. Daarom moet daar 'n magneetveld naby die stroomdraende draad wees. Opmerking: Interessante Feit : Die ontdekking van die verwantskap tussen magnetisme en elektrisiteit het, soos met baie ander wetenskaplike ontdekkings, bykans perongeluk plaasgevind. Die Deense fisikus Hans Christian Oersted het eendag in 1820 klas gegee oor die moontlikheid dat elektrisiteit en magnetisme verwant is aan mekaar. In die proses het hy dit duidelik gewys deur 'n ekspriment wat hy voor die hele klas gedoen het. Deur 'n elektriese stroom te stuur deur 'n metaaldraad bokant 'n magnetiese kompas, het Oersted 'n duidelike beweging in die kompasnaald laat
plaasvind in reaksie op die stroom. Wat as 'n raaiskoot begin het, is teen die einde van die klas as 'n feit bevestig. Nodeloos om te sê, Oersted moes sy notas vir toekomstige klasse hersien. Sy ontdekking het die weg gebaan vir 'n heel nuwe tak van wetenskap - elektromagnetisme.Die magneetveld veroorsaak deur 'n elektiese stroom is altyd loodreg op die rigting waarin die stoom vloei. As ons rigtings van magneedvelde en -stome teken, gebruik ons die simbole ⊙⊙ en ⊗⊗.
(1)stel 'n pyl voor wat uit die bladsy kom en die simbool
(2)stel 'n pyl voor wat in die bladsy gaan.Dit is maklik om die betekenis van die simbole te onthou as jy dink aan 'n pyl met 'n kop en 'n stert.
As die pyl uit die bladsy uit kom, sien jy die punt van die pyl (⊙⊙). As die pyl in die bladsy ingaan, sien jy die stert van die pyl (⊗⊗).Die rigting van die magneetveld rondom die stroomdraende geleier word gewys in figuur 2.Figuur 2: Die magneedveld rondom 'n geleier as jy na die geleier kyk vanaf een kant. (a) Stroom vloei uit die bladsy uit en die magneedveld is anti-kloksgewys. (b) Stroom vloei in die bladsy in en die magneetveld is kloksgewys. Figuur 3: Magneetvelde rondom 'n geleier deur van bo af te kyk na die geleier. (a) Stroom vloei kloksgewys. (b) Stroom vloei anti-kloksgewys. Gevallestudie: Rigting van 'n magneetveldGebruik die aanwysings gegee in figuur 2 en figuur 3. Probeer om 'n reël te kry was maklik sê wat die rigting van die magneetveld is. Wenk: Gebruik jou vingers. Hou die draad in jou hande en probeer om 'n verwantskap te sien tussen die rigting van jou duim en die rigting waarin jou vingers krul. Figuur 4
Daar is 'n eenvoudige metode om die verhouding te kry tussen die
rigting van die stroom wat in 'n geleier vloei en die rigting
van die magnetiese veld rondom die geleier. Die metode word
die Regterhandreël genoem. Eenvoudig gestel sê die Regterhandreël dat die magnetiese veldlyne wat deur 'n
stroomdraende draad gerig kan word in dieselfde rigting krul as die
vingers van 'n persoon se regterhand (in die "Ryloop"
posisie), met die duim wat wys in die rigting van die stroomvloei.Figuur 5: Die RegterhandreëlGevallestudie: Die Regterhandreël Gebruik die Regterhandreël om die rigtings van die magneetvelde vir die volgende geleiers te teken. Die pyle dui die rigtings van die stroomvloei aan. Die eerste probleem is reeds vir jou voltooi. Tabel 1
Eksperiment: Magneetveld rondom 'n Stroomdraende GeleierApparaat:
'n 9V battery met 'n batteryhouer
twee two aansluitingsdrade met krokodilvasknypers
Verbind jou drade aan die battery: Laat een kant van elke kant van elke draad onverbind sodat
die stroombaan nie geslote is nie. Een student behoort verantwoordelik te wees om die stroomvloei tot 10 sekondes te beperk. Dis is om batteryleeftyd te behou sowel as om oorverhitting van die drade en batterykontakpunte te keer. Sit die kompas naby die draad neer. Voltooi die stroombaan en kyk wat gebeur met die kompas. Draai die polariteit van die battery om en voltooi die stroombaan. Kyk wat gebruik met die kompas. Gevolgtrekkings:
Gebruik jou waarnemings om die volgende vrae te beantwoord: Skep 'n stroom wat vloei in 'n draad 'n magneetveld?
Is die magneetveld teenwoordig as die stroom nie vloei nie?
Is die rigting van die magneetveld geskep deur 'n stroom in 'n draad
afhanklik van die rigting waarin die stroomvloei?
Hoe beïnvloed die rigting van die stroom die magneetveld?
Gevallestudie: Magneedveld rondom 'n geleidende lusBeskou twee lusse gemaak van 'n geleidende materiaal wat strome dra in teenoorgestelde rigtings en geplaas word in die vlak van die bladsy. Deur die Regterhandreël te gebruik, teken hoe jy dink die magneetveld lyk by verskillende punte rondom elk van die twee lusse. In lus 1 vloei
die stroom anti-kloksgewys, en in lus 2 vloei die stroom kloksgewys. Figuur 18
As jy 'n lus maak van 'n stroomdraende geleier, dan word die rigting van die magneetveld bepaal deur die Regterhandreël toe te pas by verskillende punte in die lus.
As ons nou nog 'n lus byvoeg met die stroom in dieselfde rigting, dan is kan die magneetveld rondom elke lus bymekaargetel word om 'n sterker magneetveld te skep. 'n spoel van baie sulke lusse word 'n solenoïde genoem. Die magneedveld rondom 'n solenoïde is soortgelyk aan die magneedveldpartroon rondom die staafmagneet wat jy in Graad 10 bestudeer het, wat 'n definitiewe noord- en suidpool gehad het. Figuur 20: Magneedveld rondom 'n solenoïde.Werlike Lewe ToepassingsElektromagnete'n Elektromagneet is' n stuk draad wat bedoel is om 'n magnetiese veld te genereer met die vloei van die elektriese stroom daardeur.
Hoewel al die stroomdraende geleiers magnetiese velde produseer, is 'n
elektromagneet gewoonlik so gebou om die sterkte van die magnetiese veld wat dit produseer te maksimeer vir 'n spesiale
doel. Elektromagnete word wyd gebruik in navorsing,
die industrie, en mediese- en verbruikersprodukte. 'n Voorbeeld van waar 'n elektromagneet wat algemeen gebruik word, is in sekuriteitsdeure, bv. in winkeldeure wat outomaties oopmaak.
As 'n elektries-beheerbare magneet vorm elektromagnete deel van 'n groot verskeidenheid van "elektromagnetiese" toestelle - toestelle wat 'n meganiese kry of beweging veroorsaak deur elektriese krag. Die As an electrically-controllable magnet, electromagnets form part of a wide variety of "electromechanical" devices:
power. Die mees voor die hand liggende voorbeeld van so 'n masjien is moontlik die elektriese motor, wat in detail in Graad 12 beskryf gaan word. Ander voorbeelde van die gebruik van elektromagnete is in elektroniese klokkies, herleiers, luidsprekers en skrootwerfhyskrane.Eksperiment: Elektromagnete
'n Magneetveld word geskep as 'n elektriese stroom vloei
deur 'n draad. 'n Enkele draad veroorsaak nie 'n sterk magneetveld nie, maar 'n draad
gedraai rondom 'n ysterkern wel. Ons gaan hierdie gedrag ondersoek. Apparaat:
'n battery en 'n batteryhouer
'n stuk draad 'n kompas
'n paar spykers
As jy nog nie die vorige eksperiment gedoen het nie, doen dit nou. Draai die draad in 'n reeks spoele en heg dit dan aan die battery. Neem waar wat gebruik met die afwyking van die naald op die kompas. Het die afwyking groter geword?
Herhaal die eksperiment deur die aantal en grootte van die spoele in die draad te verander. Neem waar wat gebreur met die afwyking van die kompas.
Spoel die draad rondom 'n ysternaal en heg dan die spoel
aan die battery. Neem waar wat gebreur met die afwyking van die kompasnaald.
Beïnvloed die hoeveelheid naalde die sterkte van die magneetveld? Vermeerder of verminder die ysternaald die sterkte van die magneetveld?
Magneetvelde Gee bewyse vir die bestaan van 'n magneetveld naby 'n stroomdraende geleier.
Beskryf hoe jy jou regterhand sal gebruik om die rigting van 'n magneetveld rondom 'n stroomdraende geleier te bepaal.
Gebruik die Regterhandreël om die rigting van die magneetveld in die volgende situasies te bepaal:
Figuur 21 Figuur 22 Gebruik die regterhandreël om die rigting van die magneetvelde by elk van die punte A tot H in die volgende diagramme te bepaal:
This work is licensed by Free High School Science Texts Project under a Creative Commons Attribution License (CC-BY 3.0), and is an Open Educational Resource. Last edited by Free High School Science Texts Project on Jul 30, 2011 7:42 am -0500. Add to a lens