Lei de Lenz e a regra da mão direita: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

O mundo moderno não existiria hoje sem eletroímãs; quase tudo que usamos hoje funciona com eletroímãs de uma forma ou de outra. A memória do disco rígido do computador, o alto-falante do rádio, o motor de arranque do carro usam eletroímãs para funcionar.

Para entender como transformadores, bobinas de Tesla, motores elétricos e uma miríade de dispositivos eletrônicos funcionam; você precisa entender como funcionam os eletroímãs e a regra da mão direita.

Etapa 1: corrente em um condutor

Sim, eu disse corrente, não voltagem; tensão é um potencial através de um condutor e a corrente passa por um condutor.

Pense na voltagem e na corrente como água em um cano e o cano é a sua carga. A água entra no tubo a 35 psi a uma taxa de 5 galões por minuto. Na outra extremidade do cano, a água sai do cano a 0 psi a uma taxa de 5 galões por minuto.

Como a água no tubo, a corrente vai para o condutor e a mesma corrente sai do condutor.

Etapa 2: A regra da mão direita em um condutor

Quando uma corrente (seta vermelha) é aplicada a um condutor, ela cria um campo magnético ao redor do condutor. (Setas azuis) Para prever a direção do fluxo dos campos magnéticos ao redor do condutor, use a regra da mão direita. Coloque sua mão no condutor com o polegar apontando na direção da corrente e seus dedos apontarão na direção do fluxo do campo magnético.

Etapa 3: A regra da mão direita em uma bobina

Quando você envolve o condutor em torno de um metal ferroso como aço ou ferro, os campos magnéticos do condutor em espiral se fundem e se alinham, isso é chamado de eletroímã. O campo magnético viaja do centro da bobina para fora de uma extremidade do eletroímã ao redor da bobina e na extremidade oposta de volta para o centro da bobina.

Os ímãs têm um pólo norte e um pólo sul, para prever qual extremidade é o pólo norte ou sul em uma bobina, novamente você usa a regra da mão direita. Só que desta vez com a mão direita na bobina, aponte os dedos na direção do fluxo de corrente no condutor bobinado. (Setas vermelhas) Com o polegar direito apontando diretamente ao longo da bobina, ele deve apontar para a extremidade norte do ímã.

Etapa 4: Relés e válvulas solenóides

Solenóides e relés são eletroímãs que não dependem da regra da mão direita tanto quanto outros dispositivos. No entanto, prever o norte é fácil em uma única bobina. Atuando como interruptores e válvulas, eles são um dispositivo simples que só precisa mover um atuador que abre e fecha um interruptor ou válvula.

O atuador é acionado por mola com o atuador para fora ou longe do núcleo das bobinas. Quando você aplica uma corrente à bobina, ela cria um eletromagnético puxando o atuador em direção ao centro da bobina, abrindo ou fechando interruptores ou válvulas.

Você pode aprender mais aqui:

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Etapa 5: como os transformadores funcionam

Os transformadores são muito dependentes da regra da mão direita. A forma como uma corrente flutuante em uma bobina primária cria uma corrente em uma bobina secundária wirelessley é chamada de lei de Lenz.

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Todas as bobinas em um transformador devem ser enroladas na mesma direção.

Uma bobina irá resistir a uma mudança em um campo magnético, então quando AC ou uma corrente pulsante é aplicada à bobina primária, ele cria um campo magnético flutuante na bobina primária.

Quando o campo magnético flutuante atinge a bobina secundária, ele cria um campo magnético oposto e uma corrente oposta na bobina secundária.

Você pode usar a regra da mão direita na bobina primária e a secundária para prever a saída do secundário. Dependendo do número de voltas da bobina primária e do número de voltas da bobina secundária, a tensão muda para um valor superior ou inferior Voltagem.

Se você achar que o positivo e o negativo são difíceis de seguir na bobina secundária; pense na bobina secundária como uma fonte de energia ou bateria de onde a energia é emitida e pense na bobina primária como uma carga onde a energia é consumida.

Etapa 6: Motores elétricos CC

A regra da mão direita é muito importante em motores se você deseja que eles funcionem da maneira que você também deseja. Os motores DC usam campos magnéticos rotativos para girar a armadura do motor. Os motores DC sem escova têm um ímã permanente na armadura. Este motor DC tem o ímã permanente no estator, então o campo magnético no estator é fixo e o campo magnético giratório está na armadura.

As escovas fornecem corrente para os segmentos do comutador na armadura. Os dois atuam como uma chave girando a corrente de um enrolamento da bobina na armadura para o próximo enrolamento da bobina na armadura giratória.

Os segmentos no comutador fornecem corrente para o enrolamento da armadura que faz o Norte e o Sul um pouco fora de um lado do Norte e do Sul dos ímãs permanentes das estrelas. Quando o Sul é puxado para o Norte, a armadura gira para o próximo segmento no comutador e a próxima bobina na armadura é energizada.

Para inverter a direção deste motor, troque a polaridade dos cabos para as escovas.

Você pode aprender mais aqui:

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Etapa 7: Motores AC DC

Os motores AC DC usam campos magnéticos rotativos na armadura, assim como os motores DC usam campos magnéticos rotativos para girar a armadura do motor. Ao contrário dos motores DC, os motores AC DC não têm ímãs permanentes no estator ou na armadura. Os motores CA CC têm eletroímãs no estator, de modo que o campo magnético no estator é fixo quando alimentado com corrente CC. Quando alimentados com corrente CA, os campos magnéticos na armadura e no estator flutuam em uníssono com a corrente CA. Isso faz com que o motor funcione da mesma forma, seja alimentado com corrente contínua ou alternada.

A corrente primeiro vai para a primeira bobina do estator, energizando o polo do primeiro estator. Da primeira bobina a corrente vai para a primeira escova de suprimento de corrente para os segmentos do comutador na armadura. As escovas e os segmentos no comutador atuam como uma chave girando a corrente de um enrolamento da bobina na armadura para o próximo enrolamento da bobina na armadura giratória. Por último, a corrente sai da armadura através da segunda escova e vai para a segunda bobina do estator, energizando o segundo pólo do estator.

Os segmentos no comutador fornecem corrente para o enrolamento da armadura que faz o Norte e o Sul um pouco fora de um lado do Norte e do Sul dos eletroímãs da estrela. Quando o Sul é puxado para o Norte, a armadura gira para o próximo segmento no comutador e a próxima bobina na armadura é energizada.

Assim como o motor DC; para inverter a direção deste motor, troque os cabos das escovas.

Você pode aprender mais aqui:

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Etapa 8: Outros dispositivos

Existem muitos dispositivos que usam eletroímãs para cobrir todos eles, a única coisa que você precisa se lembrar para trabalhar com eles é a Lei de Lenz e a Regra da Mão Direita.

Os alto-falantes funcionam da mesma maneira que um solenóide, a diferença é que o atuador é um ímã permanente e a bobina está no diafragma móvel.

Os motores de indução usam campos magnéticos rotativos e a lei da lente para criar o torque na armadura.

Todos os motores elétricos usam campos magnéticos rotativos e para prever os pólos você usa a regra da mão direita.