Jinsi magnet hutathiri elektroni unaoelekea kwenye mwito na kutengeneza umeme?

Jinsi Magneeti Huuathiri Mzunguko wa Elektroni katika Shina na Kujenga Mwendo?

Magneeti zinaweza kuathiri mzunguko wa elektroni katika shina na kujenga mwendo kupitia michango kadhaa, kwa asili inayebasiwa kwa sheria ya Faraday ya induksi ya elektromagnetiki na nguvu ya Lorentz. Hapa ni maelezo yake:

1. Sheria ya Faraday ya Induksi ya Elektromagnetiki

• Sheria ya Faraday ya induksi ya elektromagnetiki inasema kwamba wakati upelelezi wa magneeti unabadilika katika silaha isiyofungwa, nguvu electromotive (EMF) huchanuliwa katika silaha, ambayo inaweza kusababisha kujenga mwendo. Kwa undani:

• Ubadilishaji wa Upelelezi wa Magneeti: Wakati magneeti huenda karibu na shina au wakati shina huenda katika upelelezi wa magneeti, upelelezi wa magneeti unabadilika.

• EMF Iliyochanuliwa: Kulingana na sheria ya Faraday, ubadilishaji wa upelelezi wa magneeti unachanuliwa EMF E, ambayo inatolewa kwa kutumia:

ambapo ΦB ni upelelezi wa magneeti na t ni muda.

Mwendo: EMF iliyochanuliwa huchanganya elektroni katika shina, kujenga mwendo I. Ikiwa shina hutengeneza silaha isiyofungwa, mwendo utaendelea kutoka.

2. Nguvu ya Lorentz

Nguvu ya Lorentz hutafsiri nguvu inayopata kitu chenye umsongo katika upelelezi wa magneeti. Wakati elektroni huenda katika shina, wanapata nguvu ya Lorentz ikiwa upelelezi wa magneeti unaonekana. Kwa undani:

Formula ya Nguvu ya Lorentz: Nguvu ya Lorentz F inatolewa kwa:

ambapo q ni umsongo, E ni upelelezi wa umeme, v ni mwendokasi wa umsongo, na B ni upelelezi wa magneeti.

Mzunguko wa Elektroni katika Upelelezi wa Magneeti: Wakati elektroni huenda katika upelelezi wa magneeti, nguvu ya Lorentz F=qv×B huchanganya elektroni. Hii changamoto huchanganya njia ya elektroni, kuathiri mwelekeo na ukubwa wa mwendo.

3. Matumizi Maalum

Wavuvi

• Sera: Wavuvi hutumia sheria ya Faraday ya induksi ya elektromagnetiki kwa kufanya magneeti au shina kuzunguka ili kujenga upelelezi wa magneeti unachobadilika, ambao unachanuliwa EMF na mwendo katika shina.

• Matumizi: Wavuvi katika steshoni za umeme huchukua magneeti madogo na shina za mitaa ili kujenga mwendo wa ukubwa.

Engines

• Sera: Engines hutumia nguvu ya Lorentz ili kurudia nishati ya umeme kwa nishati ya meka. Wakati mwendo unafika katika shina katika upelelezi wa magneeti, shina hupata nguvu inayemhusu kutoka.

• Matumizi: Engines zinatumika sana katika vifaa vya meka mbalimbali, kama vile vifaa vya nyumbani, vifaa vya kiuchumi, na magari.

Transformers

• Sera: Transformers hutumia sheria ya Faraday ya induksi ya elektromagnetiki ili kutuma nishati kati ya mitaa ya awali na mitaa ya pili kupitia upelelezi wa magneeti unachobadilika, kwa hivyo kubadilisha volts na mwendo.

• Matumizi: Transformers zinatumika katika misisito ya kutuma na kutumia umeme kwa kutunga juu au chini volts.

4. Mfano wa Tajariba

Tajariba ya Faraday Disk

Usafi: Diski ya chuma imefungwa kwenye moyo, ambaye unaunganishwa na galvanometer. Diski ya chuma imechaguliwa katika upelelezi wa magneeti mkubwa.

Mchakato: Wakati diski ya chuma huzunguka, upelelezi wa magneeti unabadilika, chanuliwa EMF kulingana na sheria ya Faraday, ambayo husababisha kujenga mwendo kwenye moyo na galvanometer.

Maonyesho: Galvanometer anashow mwendo unafika, kutoa ushahidi kuwa upelelezi wa magneeti unachobadilika umechanuliwa EMF.

Muhtasara

Magneeti zinaweza kuathiri mzunguko wa elektroni katika shina na kujenga mwendo kupitia sheria ya Faraday ya induksi ya elektromagnetiki na nguvu ya Lorentz. Upelelezi wa magneeti unachobadilika huchanuliwa EMF katika shina, kusababisha elektroni kuharakisha na kutengeneza mwendo. Nguvu ya Lorentz huchanganya njia ya elektroni wenye mzunguko katika upelelezi wa magneeti, kuathiri mwelekeo na ukubwa wa mwendo. Miundombinu haya yamehitajika sana katika wavuvi, engines, na transformers.