Ley de Lenz y la regla de la mano derecha: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

El mundo moderno no existiría hoy sin electroimanes; casi todo lo que usamos hoy funciona con electroimanes de una forma u otra. La memoria del disco duro de su computadora, el altavoz de su radio, el motor de arranque de su automóvil, todos usan electroimanes para funcionar.

Comprender cómo funcionan los transformadores, las bobinas de Tesla, los motores eléctricos y una gran variedad de dispositivos electrónicos; debe comprender cómo funcionan los electroimanes y la regla de la mano derecha.

Paso 1: corriente en un conductor

Sí, dije corriente, no voltaje; el voltaje es un potencial a través de un conductor y la corriente pasa a través de un conductor.

Piense en el voltaje y la corriente como agua en una tubería y la tubería es su carga. El agua entra en la tubería a 35 psi a una velocidad de 5 galones por minuto. En el otro extremo de la tubería, el agua sale de la tubería a 0 psi a una velocidad de 5 galones por minuto.

Al igual que el agua en la tubería, la corriente entra en el conductor y la misma corriente sale del conductor.

Paso 2: la regla de la mano derecha en un director

Cuando se aplica una corriente (flecha roja) a un conductor, se crea un campo magnético alrededor del conductor. (Flechas azules) Para predecir la dirección del flujo de los campos magnéticos alrededor del conductor, use la regla de la mano derecha. Coloque su mano sobre el conductor con el pulgar apuntando en la dirección de la corriente y sus dedos apuntarán en la dirección del flujo de los campos magnéticos.

Paso 3: La regla de la mano derecha en una bobina

Cuando envuelve el conductor alrededor de un metal ferroso como el acero o el hierro, los campos magnéticos del conductor en espiral se fusionan y se alinean, esto se llama electroimán. El campo magnético que viaja desde el centro de la bobina pasa por un extremo del electroimán alrededor del exterior de la bobina y por el extremo opuesto vuelve al centro de la bobina.

Los imanes tienen un polo norte y un polo sur, para predecir qué extremo es el polo norte o sur de una bobina, nuevamente se usa la regla de la mano derecha. Solo que esta vez, con la mano derecha en la bobina, apunte con los dedos en la dirección del flujo de corriente en el conductor en espiral. (Flechas rojas) Con el pulgar derecho apuntando directamente a lo largo de la bobina, debe apuntar al extremo norte del imán.

Paso 4: Válvulas y relés de solenoide

Los solenoides y los relés son electroimanes que no dependen tanto de la regla de la mano derecha como de otros dispositivos. Sin embargo, predecir el norte es fácil con una sola bobina. Actuando como interruptores y válvulas, son un dispositivo simple que solo necesita mover un actuador que abre y cierra un interruptor o válvula.

El actuador está cargado por resorte con el actuador hacia afuera o lejos del núcleo de las bobinas. Cuando aplica una corriente a la bobina, crea una tensión electromagnética que tira del actuador hacia el núcleo de la bobina abriendo o cerrando interruptores o válvulas.

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Paso 5: Cómo funcionan los transformadores

Los transformadores dependen mucho de la regla de la mano derecha. La forma en que una corriente fluctuante en una bobina primaria crea una corriente en una bobina secundaria de forma inalámbrica se llama ley de Lenz.

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Todas las bobinas de un transformador deben enrollarse en la misma dirección.

Una bobina resistirá un cambio en un campo magnético, por lo que cuando se aplica CA o una corriente pulsante a la bobina primaria, se crea un campo magnético fluctuante en la bobina primaria.

Cuando el campo magnético fluctuante alcanza la bobina secundaria, crea un campo magnético opuesto y una corriente opuesta en la bobina secundaria.

Puede usar la regla de la mano derecha en la bobina primaria y la secundaria para predecir la salida de la secundaria. Dependiendo del número de vueltas en la bobina primaria y del número de vueltas en la bobina secundaria, el voltaje cambia a mayor o menor. Voltaje.

Si encuentra que el positivo y el negativo son difíciles de seguir en la bobina secundaria; Piense en la bobina secundaria como una fuente de energía o una batería de donde sale energía, y piense en la primaria como una carga donde se consume energía.

Paso 6: Motores eléctricos de CC

La regla de la mano derecha es muy importante en los motores si desea que funcionen como usted también lo desea. Los motores de CC utilizan campos magnéticos giratorios para hacer girar la armadura del motor. Los motores de CC sin escobillas tienen un imán permanente en el inducido. Este motor de CC tiene el imán permanente en el estator, por lo que el campo magnético en el estator es fijo y el campo magnético giratorio está en la armadura.

Las escobillas suministran corriente a los segmentos del conmutador en el inducido. Los dos actúan como un interruptor que hace girar la corriente desde un devanado de bobina en la armadura hasta el siguiente devanado de bobina en la armadura giratoria.

Los segmentos del conmutador suministran corriente a los devanados de la armadura, lo que hace que el norte y el sur estén justo a un lado del norte y sur de los imanes permanentes de las estrellas. Cuando se tira del sur hacia el norte, el inducido gira al siguiente segmento del conmutador y se energiza la siguiente bobina del inducido.

Para invertir la dirección de este motor, cambie la polaridad de los cables a las escobillas.

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Paso 7: Motores CA CC

Los motores CA CC utilizan campos magnéticos giratorios en el inducido al igual que los motores CC utilizan campos magnéticos giratorios para girar el inducido del motor. A diferencia de los motores de CC, los motores de CA CC no tienen imanes permanentes en el estator o el inducido. Los motores CA CC tienen electroimanes en el estator, por lo que el campo magnético en el estator es fijo cuando se les suministra corriente CC. Cuando se suministra con corriente alterna, los campos magnéticos en la armadura y el estator fluctúan al unísono con la corriente alterna. Esto hace que el motor funcione de la misma manera tanto si se alimenta con corriente continua como con corriente alterna.

La corriente entra primero en la primera bobina del estator energizando el polo del primer estator. Desde la primera bobina, la corriente va a la primera corriente de suministro de escobillas a los segmentos del conmutador del inducido. Las escobillas y los segmentos del conmutador actúan como un interruptor que hace girar la corriente desde un devanado de bobina en el inducido hasta el siguiente devanado de bobina en el inducido giratorio. Por último, la corriente sale del inducido a través de la segunda escobilla y entra en la bobina del segundo estator energizando el segundo polo del estator.

Los segmentos del conmutador suministran corriente a los devanados del inducido que hacen el norte y el sur justo a un lado del norte y sur de los electroimanes del estaror. Cuando se tira del sur hacia el norte, el inducido gira al siguiente segmento del conmutador y se energiza la siguiente bobina del inducido.

Al igual que el motor de CC; para invertir la dirección de este motor, cambie los cables a las escobillas.

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Paso 8: otros dispositivos

Hay demasiados dispositivos que usan electroimanes para cubrirlos a todos, lo único que debe recordar para trabajar con ellos es la ley de Lenz y la regla de la mano derecha.

Los parlantes funcionan de la misma manera que un solenoide, las diferencias son que el actuador es un imán permanente y la bobina está en el diafragma móvil.

Los motores de inducción utilizan campos magnéticos giratorios y la ley de la lente para crear el par en el inducido.

Todos los motores eléctricos usan campos magnéticos giratorios y para predecir los polos se usa la regla de la mano derecha.