نام فایل : الكترومغناطيس 145 ص

فرمت : .doc

تعداد صفحه/اسلاید : 0

حجم : 3485 کیلوبایت

الكترومغناطيس
1-1- مقدمه
از زمانهاي بسيار قديم بشر با آهن رباهاي طبيعي آشنا بوده، نيروهاي جاذبه و دافعه بين قطعات مختلف اين آهنرباها و نيز بين آنها و ساير قطعات آهني را مي شناخته است. اما تا حدود 200 سال قبل تحليل صحيح و دقيقي از رفتار اجسام مغناطيسي ارائه نشده بود و به همين دليل استفاده چنداني از اين پديده انجام نمي شد.
در سال 1819 ميلادي يك دانشمند دانماركي به نام اورستد متوجه شد هنگام عبور جريان برق از يك سيم، چنانچه در مجاورت آن قطب نمايي قرار دهيم، عقربه قطب نما (كه از جنس آهن رباي طبيعي است) منحرف مي گردد. اين تجربه نشان داد كه جريان برق نيز مانند آهن رباي طبيعي در اطراف خود يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي كند كه شدت آن بستگي به شدت جريان دارد.
آزمايش 1-1-
بر روي يك صفحه كاغذ مقداري براده آهن ريخته صفحه كاغذ را روي يك قطعه آهن رباي طبيعي بگذاريد و با انگشت دست ضربه آرامي به صفحه كاغذ بزنيد. مشاهده مي شود كه براده‌هاي آهن روي صفحة كاغذ در مسيرهاي خاصي منظم مي شوند (شكل 1-1- الف). اين مسيرها را خطوط ميدان مغناطيسي مي ناميم. براي تعيين جهت اين خطوط مي توان بجاي براده آهن از عقربه هاي مغناطيسي كوچك نيز استفاده نمود (شكل 1-1- ب). همانطور كه شكل نشان مي دهد عقربه هاي مغناطيسي در جهت معيني مي ايستند. سمتي كه قطب جنوب عقربه مغناطيسي به طرف آن مي ايستد قطب شما را نشان مي دهد.
2-1- ميدان مغناطيسي اطراف سيم حامل جريان
آزمايش 2-1-
سيم راستي را به طور عمود نگه داريد و آن را به منبع ولتاژ
DC
با مقدار مناسب وصل نماييد. سپس در اطراف آن به يك فاصله (روي محيط يك دايره) چند عقربه مغناطيسي قرار دهيد.
مشاهده مي شود كه عقربه هاي مغناطيسي در اطراف سيم روي محيط دوايري به مركز سيم قرار دارند. پس خطوط ميدان مغناطيسي در اطراف سيم حامل جريان به شكل دايره هستند (شكل 2-1).
آزمايش 3-1-
در آزمايش 2-1 جهت جريان سيم را تغيير داده آزمايش را تكرار كنيد. مشاهده مي شود كه عقربه هاي مغناطيسي قرار داده شده در اطراف سيم تغيير جهت مي دهند ولي امتداد آنها تغيير نمي كند.
«در اطراف سيم حامل جريان يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي شود. شكل خطوط ميدان به صورت دايره هاي هم مركز است. جهت ميدان به جهت جريان الكتريكي بستگي داشته قطب شمال عقربه مغناطيسي جهت خطوط ميدان را نشان مي دهد.»
جهت جريان در سيم را مي توان به كمك نقطه
( )
يا ضربدر
مشخص نمود. چنانچه جريان به ناظر نزديك شود مقطع سيم را با يك نقطه علامت گذاري مي كنند و اگر جريان از ناظر دور شود آن را با علامت ضربدر نشان مي دهند (شكل 3-1).
جهت خطوط ميدان مغناطيسي اطراف يك سيم مطابق شكلهاي 4-1 و 5-1 از قانون پيچ راست گرد تبعيت مي كند.
اگر پيچ راست گرد را طوري بچرخانيم كه پيشروي آن هم جهت با جريان هادي باشد سمت گردش آن جهت ميدان مغناطيسي در اطراف آن هادي را نشان مي دهد. در اطراف سيم حامل جريان متناوب نيز ميدان مغناطيسي ايجاد مي گردد، اما همچنان كه جريان متناوب تغيير جهت مي دهد جهت ميدان آن نيز تغيير مي كند.
بين دو سيم موازي حامل جريان با جهت جريان يكسان، نيروي جاذبه و با جهت جريان مخالف، نيروي دافعه به وجود مي آيد.
مقدار نيروي مغناطيسي بين دو سيم موازي حامل جريان به شدت جريان الكتريكي، طول هر سيم و فاصله آنها بستگي دارد. اتصالات و سيم پيچهايي كه جريان زيادي از آنها مي گذرد و به اندازه كافي محكم نشده اند، در اثر نيروي مغناطيسي تغيير شكل مي دهند و در زماني كه بين دو سيم اتصال كوتاه رخ دهد، اين مشكل شديداً افزايش مي يابد.
در صنعت از نيروي ميدان مغناطيسي براي تغيير شكل فلزات استفاده مي شود. اين ميدان قوي را مي توان به كمك خازنهاي بزرگ با ظرفيت بالا و در زمان كوتاهي هنگام تخليه روي يك سيم پيچ بدست آورد.
3-1- ميدان مغناطيسي سيم پيچ حامل جريان
...