Mıknatıslar neden ve nasıl elektrik üretebilir?

giriiş

1820'lerin başında, bir İngiliz bilim adamı olan Michael Faraday, bir mıknatısın kutupları arasında bir tel döngüsü hareket ettirerek elektrik üretebildi. Ve elektrik üretmek için ilk prensibi ortaya koydu.

Elektrik enerjisi, enerjinin ne yaratılamayacağını ne de yok edilemeyeceğini ancak bir formdan diğerine dönüştürülebileceğini belirten ilk termodinamiğin yasasına uyar. Bu yasayı takiben manyetik enerji elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Bu nedenle, mıknatıslar elektrik üretmek için kullanılabilir.

Bu soruyu nasıl gündeme getiriyor, nasıl?

Elektromanyetik indüksiyon nedir?

Manyetik kuvvetlerin nasıl elektrik üretebileceğini daha iyi anlamak için, elektromanyetik indüksiyon olarak bilinen bir fenomene yakından bakmalıyız. Elektromanyetik indüksiyon, değişen bir manyetik alanın varlığında bir elektrik iletkeninde elektromotif kuvvet oluşturan bir işlemdir. 1831'de Michael Faraday elektromanyetik indüksiyonu keşfeder. Deneyi, mıknatıs sabit tutulursa manyetik bir alandan hiçbir elektrik akımı üretilemeyeceğini kanıtladı. Manyetik alanlar elektrik üretebilir, çünkü hareketli manyetik alanlar elektronları çekebilir veya itebilir . Bakır gibi elektrik iletkenleri gevşek bir şekilde elektron tuttu. Bir manyetik alan etraflarında hareket ettiğinde, gevşek tutulan elektronları iter ve iletkenlerde bir elektrik akımı oluşturur.

Elektromanyetik indüksiyon uygulamaları

Michael Faraday, mıknatısların elektromanyetik indüksiyon kullanarak elektrik üretebileceğini keşfettiğinden, bu fenomen çeşitli icatlarda uygulanmıştır. Bazıları aşağıda belirtilmiştir.

Elektrik jeneratörü

Elektrik jeneratörü, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Bir elektrik jeneratörünün tipik olarak iki parçası vardır. Bir parçaya saha sarma kısmı denirken, diğer kısmına armatür denir. Alan sarma kısmı, elektrik jeneratöründe manyetik alanlar üretme ile ilgilidir. Armatür, manyetik alanlardan elektrik akımları üretmekle ilgilidir.

Michael Faraday ilk elektromanyetik jeneratör - Faraday diskini üretti. Elektrikli akımlar üretmek için bir at nalı mıknatısının kutupları arasında dönen bir bakır diskten yapılmıştır.

İki tür elektrik jeneratörü vardır. Birine alternatif akım jeneratör, diğerine doğrudan akım jeneratör denir. Alternatif bir akım jeneratöründe, adından da anlaşılacağı gibi, indüklenen akımın yönü, iletkenin hareket yönü değiştiğinde alternatifler. Bununla birlikte, doğrudan akım jeneratöründe, indüklenen akımın yönü hiçbir koşulda değişmez. Bunun nedeni, doğrudan akım jeneratörlerinin komütatörler içermesidir.

Elektrik motoru

Elektrikli motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır. Bir elektrik motorunda, stator mıknatısları tutar. Mıknatıslar kalıcı mıknatıslar veya elektromıknatıslar olabilir. Öte yandan rotor, elektrikli iletkeni elektrik motorunda tutar.

İletkenden gelen elektrik akımı, mıknatıslardan manyetik alanın rotor üzerinde bir kuvvet uygulamasına neden olur. Bu kuvvet, motorun mekanik bir çıktı dönmesine ve vermesine neden olur.

Elektromanyetik şekillendirme

Bu, mekanik etkisi olmayan metalleri yeniden şekillendirmenin bir yöntemidir. Bu işlemde, metale yakın bir bobin getirilir. Bobinin etrafındaki alternatif bir manyetik alan, içinde bir elektrik akımını indükler. Bobindeki elektrik akımı, iletkenin etrafında manyetik bir alan oluşturur.

Bobinin etrafındaki manyetik alan ve iletkenin etrafındaki manyetik alan birbirini iter. Daha sonra bobinin etrafındaki manyetik kuvvet, iletkenin akma kuvvetini aşar. Böylece, iletken kalıcı deformasyona uğrar.

Transformatör

Transformatörler elektromanyetik indüksiyon prensibi ile işlev görür. Alternatif akımların voltaj seviyelerini değiştirmek için kullanılırlar. Dolayısıyla, iki tür transformatör vardır. Step-up transformatörü, alternatif akımların voltaj seviyelerini yükselten transformatör tipidir, aşağı indirme transformatörü, alternatif akımların voltaj seviyelerini azaltan transformatör tipidir.

Transkraniyal manyetik stimülasyon

Bu, herhangi bir ameliyat biçimi gerektirmeyen bir tür beyin stimülasyonudur. Bu tip beyin stimülasyonunda, bir elektrikli stimülatöre bağlanan manyetik bir bobin kafa derisine bağlanır. Elektrikli stimülatör, manyetik bobinde manyetik bir alanı indükleyen bir elektrik akımı üretir. Manyetik alan, sırayla, beynin belirli bölgelerinde elektrik yüküne neden olur.

İndüksiyon pişirme

İndüksiyon pişirme, elektromanyetik indüksiyonun bir başka popüler uygulamasıdır. İndüksiyon pişirmesinde, pişirme gemisi ferromanyetik bir tabana sahip olmalıdır. Ayrıca, pişirme kabı bir tel bobine sahip bir ocak üzerine yerleştirilir. Alternatif elektrik akımı tel bobinden geçer ve değişen bir manyetik alanı indükler.

Değişen manyetik alan, pişirme kabında bir elektrik akımına neden olur. Ayrıca, pişirme kabının ferromanyetik tabanı elektrik akımına karşı direnç oluşturur. Bu akım, pişirme kabının tabanında ısı üretir.

Çözüm

Elektriğin mıknatıslardan üretilebilmesi, günümüzde birkaç icat yaratmıştır. Elektrik jeneratörleri, transformatörler ve elektrik motorları bu icatlara örnektir. Neyse ki, yukarıda belirtilen icatlar 21. yüzyılda yaşam kalitesini artırmaya devam ediyor.

Makalemizi okuduğunuz için teşekkür ederiz ve bunun size yardımcı olabileceğini umuyoruz. Mıknatıslar hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, daha fazla bilgi için Stanford Magnets'i ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.

Dünyanın önde gelen mıknatıs tedarikçilerinden biri olan Stanford Magnets , 1990'lardan beri Ar-Ge, üretim ve kalıcı mıknatısların satışında yer alıyor ve müşterilere neodymiyum mıknatısları gibi yüksek kaliteli nadir toprak kalıcı manyetik ürünler sunuyor. Çok rekabetçi bir fiyata nadir toprak kalıcı mıknatıslar.