La loi de Lenz et la règle de la main droite : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Le monde moderne n'existerait pas aujourd'hui sans électro-aimants; presque tout ce que nous utilisons aujourd'hui fonctionne sur des électro-aimants d'une manière ou d'une autre. La mémoire du disque dur de votre ordinateur, le haut-parleur de votre radio, le démarreur de votre voiture, tous utilisent des électro-aimants pour fonctionner.

Comprendre le fonctionnement des transformateurs, des bobines Tesla, des moteurs électriques et d'une myriade d'appareils électroniques; vous devez comprendre le fonctionnement des électro-aimants et la règle de la main droite.

Étape 1: Courant dans un conducteur

Oui j'ai dit courant pas tension; la tension est un potentiel aux bornes d'un conducteur et le courant passe à travers un conducteur.

Pensez à la tension et au courant comme de l'eau dans un tuyau et le tuyau est votre charge. L'eau entre dans le tuyau à 35 psi à un débit de 5 gallons par minute. À l'autre extrémité du tuyau, l'eau sort du tuyau à 0 psi à un débit de 5 gallons par minute.

Comme l'eau dans le tuyau, le courant entre dans le conducteur et le même courant sort du conducteur.

Étape 2: La règle de la main droite dans un chef d'orchestre

Lorsqu'un courant (flèche rouge) est appliqué à un conducteur, il crée un champ magnétique autour du conducteur. (Flèches bleues) Pour prédire la direction du flux des champs magnétiques autour du conducteur, utilisez la règle de la main droite. Placez votre main sur le conducteur avec votre pouce pointant dans la direction du courant et vos doigts pointent dans la direction du flux des champs magnétiques.

Étape 3: La règle de la main droite dans une bobine

Lorsque vous enroulez le conducteur autour d'un métal ferreux comme l'acier ou le fer, les champs magnétiques du conducteur enroulé se confondent et s'alignent, c'est ce qu'on appelle un électro-aimant. Le champ magnétique se déplace du centre de la bobine passe une extrémité de l'électro-aimant autour de l'extérieur de la bobine et dans l'extrémité opposée vers le centre de la bobine.

Les aimants ont un pôle nord et un pôle sud, pour prédire quelle extrémité est le pôle nord ou sud dans une bobine, encore une fois, vous utilisez la règle de la main droite. Seulement cette fois avec votre main droite sur la bobine, pointez vos doigts dans le sens du courant dans le conducteur enroulé. (Flèches rouges) Avec votre pouce droit pointant le détroit le long de la bobine, il doit pointer vers l'extrémité nord de l'aimant.

Étape 4: Relais solénoïdes et vannes

Les solénoïdes et les relais sont des électro-aimants qui ne reposent pas autant sur la règle de la main droite que les autres appareils. Cependant, prédire le nord est facile sur une seule bobine. Agissant comme des interrupteurs et des vannes, il s'agit d'un dispositif simple qui n'a besoin que de déplacer un actionneur qui ouvre et ferme un interrupteur ou une vanne.

L'actionneur est à ressort avec l'actionneur sorti ou éloigné du noyau de la bobine. Lorsque vous appliquez un courant à la bobine, cela crée un électromagnétique tirant l'actionneur vers le noyau de la bobine en ouvrant ou en fermant des commutateurs ou des vannes.

Vous pouvez en apprendre davantage ici:

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Étape 5: Comment fonctionnent les transformateurs

Les transformateurs sont très dépendants de la règle de la main droite. La façon dont un courant fluctuant dans une bobine primaire crée un courant dans une bobine secondaire sans fil est appelée loi de Lenz.

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Toutes les bobines d'un transformateur doivent être enroulées dans le même sens.

Une bobine résistera à un changement de champ magnétique, donc lorsqu'un courant alternatif ou pulsé est appliqué à la bobine primaire, il crée un champ magnétique fluctuant dans la bobine primaire.

Lorsque le champ magnétique fluctuant atteint la bobine secondaire, il crée un champ magnétique opposé et un courant opposé dans la bobine secondaire.

Vous pouvez utiliser la règle de la main droite sur la bobine primaire et le secondaire pour prédire la sortie du secondaire En fonction du nombre de tours sur la bobine primaire et du nombre de tours sur la bobine secondaire, la tension passe à une valeur supérieure ou inférieure Tension.

Si vous trouvez que le positif et le négatif sont difficiles à suivre sur la bobine secondaire; Pensez à la bobine secondaire comme à une source d'alimentation ou à une batterie d'où sort de l'énergie, et à la primaire comme à une charge où l'énergie est consommée.

Étape 6: Moteurs électriques à courant continu

La règle de la main droite est très importante dans les moteurs si vous voulez qu'ils fonctionnent comme vous le souhaitez aussi. Les moteurs à courant continu utilisent des champs magnétiques rotatifs pour faire tourner l'armature du moteur. Les moteurs à courant continu sans balais ont un aimant permanent dans l'armature. Ce moteur à courant continu a l'aimant permanent dans le stator de sorte que le champ magnétique dans le stator est fixe et le champ magnétique tournant est dans l'armature.

Les balais fournissent du courant aux segments du collecteur sur l'induit. Les deux agissent comme un interrupteur faisant tourner le courant d'un enroulement de bobine sur l'armature à l'enroulement de bobine suivant sur l'armature en rotation.

Les segments du commutateur fournissent du courant à l'enroulement de l'induit, ce qui rend le nord et le sud juste à côté du nord et du sud des aimants permanents des étoiles. Lorsque le sud est tiré vers le nord, l'armature tourne vers le segment suivant sur le commutateur et la bobine suivante sur l'armature est alimentée.

Pour inverser le sens de ce moteur, inversez la polarité si le conduit aux balais.

Vous pouvez en apprendre davantage ici:

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Étape 7: Moteurs AC DC

Les moteurs à courant alternatif et à courant continu utilisent des champs magnétiques rotatifs dans l'armature, tout comme les moteurs à courant continu utilisent des champs magnétiques rotatifs pour faire tourner l'armature du moteur. Contrairement aux moteurs à courant continu, les moteurs à courant alternatif et à courant continu n'ont pas d'aimants permanents dans le stator ou l'induit. Les moteurs AC DC ont des électro-aimants dans le stator de sorte que le champ magnétique dans le stator est fixe lorsqu'il est alimenté en courant continu. Lorsqu'ils sont alimentés en courant alternatif, les champs magnétiques dans l'armature et le stator fluctuent à l'unisson avec le courant alternatif. Cela permet au moteur de fonctionner de la même manière, qu'il soit alimenté en courant continu ou alternatif.

Le courant passe d'abord dans la première bobine du stator, alimentant le premier pôle du stator. À partir de la première bobine, le courant passe au premier balai d'alimentation en courant vers les segments du collecteur sur l'induit. Les balais et les segments sur le collecteur agissent comme un interrupteur faisant passer le courant d'un enroulement de bobine sur l'armature à l'enroulement de bobine suivant sur l'armature en rotation. Enfin, le courant sort de l'armature via le deuxième balai et entre dans la bobine du deuxième stator, alimentant le deuxième pôle du stator.

Les segments sur le commutateur fournissent du courant à l'enroulement d'induit faisant du nord et du sud juste à côté du nord et du sud des électro-aimants de l'étoile. Lorsque le sud est tiré vers le nord, l'armature tourne vers le segment suivant sur le commutateur et la bobine suivante sur l'armature est alimentée.

Tout comme le moteur à courant continu; pour inverser le sens de ce moteur, échangez les fils vers les balais.

Vous pouvez en apprendre davantage ici:

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Étape 8: Autres appareils

Il y a tout simplement trop d'appareils qui utilisent des électro-aimants pour tous les couvrir, la seule chose dont vous devez vous souvenir pour travailler avec eux est la loi de Lenz et la règle de la main droite.

Les haut-parleurs fonctionnent de la même manière qu'un solénoïde, les différences sont que l'actionneur est un aimant permanent et la bobine est sur le diaphragme mobile.

Les moteurs à induction utilisent des champs magnétiques rotatifs et la loi de Lens pour créer le couple dans l'armature.

Tous les moteurs électriques utilisent des champs magnétiques rotatifs et pour prédire les pôles vous utilisez la règle de la main droite.