なぜ磁石が電気を生成できるのですか？

序章

1820年代初頭、イギリスの科学者であるマイケル・ファラデーは、磁石の極の間にワイヤーのループを動かすことで電力を生成することができました。そして彼は電力を生成するための最初の原則を仮定しました。

電気エネルギーは、エネルギーを作成したり破壊したりすることはできず、ある形式から別の形式に変換できると述べている熱力学の最初の法則に従います。この法律に従って、磁気エネルギーは電気エネルギーに変換できます。したがって、磁石を使用して電気を生成できます。

これは疑問を提起します、どのように？

電磁誘導とは何ですか？

磁力が電気を生成する方法をよりよく理解するには、電磁誘導として知られる現象をよく見なければなりません。電磁誘導は、変化する磁場の存在下で電気導体全体に電気的な力を生成するプロセスです。 1831年、マイケル・ファラデーは電磁誘導を発見しました。彼の実験では、磁石が静止している場合、磁場から電流を生成できないことが証明されました。磁場を移動すると電子を引っ張ったり押したりすることができるため、磁場は電気を生成できます。銅などの電気導体には、ゆるく保持された電子があります。磁場がそれらの周りを移動すると、緩く保持された電子を押し出し、導体に電流を作成します。

電磁誘導の応用

Michael Faradayは、磁石が電磁誘導を使用して電気を生成できることを発見したため、この現象はさまざまな発明に適用されています。それらのいくつかを以下に示します。

発電機

発電機は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスです。通常、電気発電機には2つの部分があります。 1つの部分はフィールド巻線部分と呼ばれ、もう一方の部分はアーマチュアと呼ばれます。フィールドワインディング部分は、発電機で磁場の生産に関係しています。アーマチュアは、磁場から電流を生産することに関係しています。

Michael Faradayは、最初の電磁発電機であるFaradayディスクを生産しました。それは、電流を生成するために馬蹄形の磁石の極の間を回転する銅ディスクから作られました。

発電機には2つのタイプがあります。 1つは交互の電流発電機と呼ばれ、もう1つは直接電流発生器と呼ばれます。名前が示すように、交互の電流ジェネレーターでは、誘導される電流の方向は、導体の運動方向が変化するたびに交互に交互に交互になります。ただし、直接電流発電機では、誘導電流の方向は、いかなる状況でも変化しません。これは、直接的な電流発電機に整流子が含まれているためです。

電気モーター

電気モーターは、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するデバイスです。電気モーターでは、ステーターが磁石を保持します。磁石は、永久磁石または電磁石である可能性があります。一方、ローターは電気導体を電気モーターに保持します。

導体からの電流により、磁石から磁場がローターに力をかけます。この力により、モーターが回転して機械的な出力が供給されます。

電磁形成

これは、機械的な影響なしに金属を再形成する方法です。このプロセスでは、コイルが金属の近くに持ち込まれます。コイルの周りの交互の磁場は、その中に電流を誘導します。コイル内の電流は、導体の周りに磁場を作成します。

コイルの周りの磁場と導体の周りの磁場は互いに反発します。次に、コイルの周りの磁力が導体の収量力を圧倒します。したがって、導体は永久に変形します。

変成器

変圧器は、電磁誘導の原理とともに機能します。それらは、交互の電流の電圧レベルを変更するために使用されます。したがって、トランスには2つのタイプがあります。ステップアップトランスは、交互の電流の電圧レベルを上げるトランスのタイプであり、ステップダウントランスは、交互の電流の電圧レベルを低下させるトランスのタイプです。

経頭蓋磁気刺激

これは、いかなる形の手術を必要としない脳刺激の一種です。このタイプの脳刺激では、電気刺激装置に接続されている磁気コイルが頭皮に接続されています。電気刺激装置は、磁気コイルに磁場を誘導する電流を生成します。磁場は、脳の指定された領域に電荷を誘導します。

誘導調理

誘導調理は、電磁誘導のもう1つの一般的な用途です。誘導調理では、調理容器には強磁性ベースが必要です。また、調理容器は、ワイヤーのコイルがあるクックトップに配置されています。交互の電流はワイヤのコイルを通過し、変化する磁場を誘導します。

変化する磁場は、調理容器に電流を誘導します。さらに、調理容器の強磁性ベースは、電流に対して抵抗を上げます。この電流は、調理容器の基部に熱を発生させます。

結論

磁石から電気を生成できるという事実は、いくつかの現代の発明を引き起こしました。発電機、トランス、電気モーターは、これらの発明の例です。幸いなことに、前述の発明は21世紀の生活の質を改善し続けています。

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