Isi
Fenomena elektromagnetik ada di mana-mana, mulai dari baterai ponsel Anda hingga satelit yang datanya kembali ke Bumi. Anda dapat menggambarkan perilaku listrik melalui medan elektromagnetik, wilayah di sekitar benda yang mengerahkan gaya listrik dan magnet, yang keduanya merupakan bagian dari gaya elektromagnetik yang sama.
Karena gaya elektromagnetik ditemukan dalam begitu banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, Anda bahkan dapat membangun satu dengan menggunakan baterai dan benda lain seperti kawat tembaga atau paku logam yang tergeletak di sekitar rumah Anda untuk menunjukkan fenomena ini dalam fisika untuk diri sendiri.
Kiat
Membangun sebuah generator medan elektromagnetik (ggl) membutuhkan kumparan solenoidal dari kawat tembaga (bentuk spiral atau spiral), benda logam seperti paku besi (untuk generator paku), isolasi kawat dan sumber tegangan (seperti baterai atau elektroda) untuk memancarkan arus listrik.
Anda dapat menggunakan klip kertas logam atau kompas untuk mengamati efek gf. Jika benda logam bersifat feromagnetik (seperti besi), bahan yang dapat dengan mudah dimagnetisasi, itu akan jauh, jauh lebih efektif.
Fisika generator EMF
Elektromagnetisme, salah satu dari empat kekuatan fundamental alam, menggambarkan bagaimana medan elektromagnetik yang diciptakan dari aliran arus listrik muncul.
Ketika arus listrik mengalir melalui kawat, medan magnet meningkat dengan kumparan kawat. Ini memungkinkan lebih banyak arus mengalir melalui jarak yang lebih kecil atau di jalur yang lebih kecil yang lebih dekat ke paku logam. Ketika arus mengalir melalui kawat, medan elektromagnetik melingkar di sekitar kawat.
••• Syed Hussain AtherSaat arus mengalir melalui kawat, Anda dapat menunjukkan arah medan magnet menggunakan aturan tangan kanan. Aturan ini berarti bahwa, jika Anda menempatkan ibu jari kanan ke arah arus kabel, jari-jari Anda akan melengkung ke arah medan magnet. Aturan praktis ini dapat membantu Anda mengingat arah yang dimiliki fenomena ini.
Aturan tangan kanan juga berlaku untuk bentuk solenoid arus di sekitar objek logam. Ketika arus bergerak dalam loop di sekitar kawat, itu menghasilkan medan magnet di paku logam atau benda lain. Ini menciptakan elektromagnet yang mengganggu arah kompas dan dapat menarik klip kertas logam ke sana. Jenis pemancar medan elektromagnetik ini bekerja secara berbeda dari magnet permanen.
Tidak seperti magnet permanen, elektromagnet membutuhkan arus listrik melalui mereka untuk memberikan medan magnet untuk penggunaannya. Ini memungkinkan para ilmuwan, insinyur, dan profesional lain untuk menggunakannya untuk beragam aplikasi dan sangat mengontrolnya.
Medan Magnet Generator EMF
Medan magnet untuk arus induksi dalam bentuk solenoida elektromagnetik dapat dihitung sebagai B = μ0 n l di mana B adalah medan magnet di Teslas, μ0 (diucapkan "mu sia-sia") adalah permeabilitas ruang bebas (nilai konstan 1,257 x 10-6), l adalah panjang benda logam yang sejajar dengan bidang dan n adalah jumlah loop di sekitar elektromagnet. Menggunakan Hukum Ampere, B = μ__0 Saya / saya , Anda dapat menghitung curren_t I_ (dalam amp).
Persamaan-persamaan ini sangat bergantung pada geometri solenoid dengan kabel yang melilit sedekat mungkin di sekitar paku logam. Perlu diingat arah arus berlawanan dengan aliran elektron. Gunakan ini untuk mencari tahu bagaimana medan magnet harus berubah dan lihat apakah jarum kompas berubah seperti yang Anda hitung atau tentukan menggunakan aturan tangan kanan.
Generator EMF lainnya
••• Syed Hussain AtherPerubahan Hukum Amperes tergantung pada geometri generator emf. Dalam kasus elektromagnet toroidal, berbentuk donat, bidang B = μ0 n I / (2 π r) untuk n jumlah loop dan r radius dari pusat ke pusat benda logam. Lingkaran lingkaran (2 π r) dalam penyebut mencerminkan panjang baru dari medan magnet yang mengambil bentuk melingkar di seluruh toroid. Bentuk generator EMF memungkinkan para ilmuwan dan insinyur memanfaatkan kekuatan mereka.
Bentuk toroidal digunakan dalam transformator menggunakan gulungan kumparan di sekitar mereka dalam lapisan yang berbeda sehingga, ketika arus diinduksi melalui itu, ggl yang dihasilkan dan arus yang dihasilkannya dalam transfer daya transfer antara kumparan yang berbeda. Bentuknya memungkinkan ia menggunakan kumparan yang lebih pendek yang mengurangi kerugian menjadi hambatan atau kerugian karena cara arus terluka. Ini membuat transformator toroidal efisien dalam cara mereka menggunakan energi.
Penggunaan Elektromagnet
Elektromagnet dapat berkisar dalam sejumlah besar aplikasi dari mesin industri, komponen komputer, superkonduktivitas dan penelitian ilmiah itu sendiri. Bahan superkonduktif hampir tidak memiliki hambatan listrik pada suhu yang sangat rendah (mendekati 0 Kelvin) yang dapat digunakan dalam peralatan ilmiah dan medis.
Ini termasuk magnetic resonance imaging (MRI) dan akselerator partikel. Solenoida digunakan untuk menghasilkan medan magnet dalam dot matrix, injektor bahan bakar dan mesin industri. Transformator Toroidal khususnya juga memiliki kegunaan dalam industri medis untuk efisiensi mereka dalam menciptakan perangkat biomedis.
Elektromagnet juga digunakan dalam peralatan musik seperti speaker dan earphone, transformator daya yang menambah atau mengurangi tegangan arus di sepanjang saluran listrik, pemanasan induksi untuk memasak dan membuat dan bahkan pemisah magnetik untuk memilah bahan magnetik dari besi tua. Induksi untuk pemanasan dan memasak khususnya bergantung pada bagaimana gaya gerak listrik menghasilkan arus sebagai respons terhadap perubahan medan magnet.
Akhirnya, kereta maglev menggunakan gaya elektromagnetik yang kuat untuk melayang kereta di atas trek dan elektromagnet superkonduktor untuk mempercepat ke kecepatan tinggi dengan kecepatan yang cepat dan efisien. Selain dari penggunaan ini, Anda juga dapat menemukan elektromagnet yang digunakan dalam aplikasi seperti motor, transformer, headphone, pengeras suara, tape recorder dan akselerator partikel.