Πέμπτη, 10 Μαρτίου 2016

Ηλεκτρομαγνητισμός

                                                           
Από τα αρχαία χρόνια παρατηρήθηκε η ιδιότητα που έχουν ορισμένα πετρώματα να έλκουν σιδερένια αντικείμενα. Αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ.
Μαγνήτης ονομάζεται οποιοδήποτε μεταλλικό σώμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο γύρω του.
                                        
Η χαρακτηριστική ιδιότητα των μαγνητών είναι η ελκτική δύναμη που ασκούν σε ορισμένα υλικά που ονομάζονται σιδηρομαγνητικά, στο σίδηρο, στο νικέλιο και στο κοβάλτιο. Οι μαγνητικές ιδιότητες οφείλονται στον τρόπο με τον οποίο κινούνται τα ηλεκτρόνια γύρω από τους πυρήνες στα άτομα των μαγνητών.
                                 
Ο Δανός φυσικός Hans Christian Oersted ανακάλυψε ότι όταν μέσα από έναν αγωγό ρέει ηλεκτρικό ρεύμα, ο αγωγός αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Αν τον πλησιάσουμε σε μια πυξίδα, θα παρατηρήσουμε ότι η μαγνητική βελόνα της στρέφεται. Τα μαγνητικά φαινόμενα είναι πιο έντονα, όταν ο αγωγός έχει σχήμα πηνίου, όταν δηλαδή είναι τυλιγμένος σαν ελατήριο.
                          Picture
Τοποθετώντας μία ράβδο από σίδηρο στο εσωτερικό του πηνίου φτιάχνουμε έναν ηλεκτρομαγνήτη, στον οποίο οι μαγνητικές ιδιότητες είναι ακόμα πιο έντονες.
                               
Οι μαγνητικές ιδιότητες των μόνιμων μαγνητών οφείλονται στον τρόπο με τον οποίο κινούνται τα ηλεκτρόνια γύρω από τους πυρήνες στα άτομα των υλικών αυτών. Και στους ηλεκτρομαγνήτες οι μαγνητικές ιδιότητες οφείλονται στην κίνηση ηλεκτρονίων, των ελεύθερων ηλεκτρονίων του μεταλλικού αγωγού. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινούνται κατά μήκος του μεταλλικού αγωγού, άρα κινούνται κυκλικά γύρω από τη σιδερένια ράβδο στο εσωτερικό του πηνίου. 

                                                     
Κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο ηλεκτρομαγνητισμός μπορείτε να παρακολουθήσετε το παρακάτω βίντεο για τον ηλεκτρομαγνητισμό.

                                       
Κάνετε κλικ εδώ, για να δείτε πώς λειτουργεί το ηλεκτρικό κουδούνι.

Λίγα χρόνια μετά τις παρατηρήσεις του Hans Christian Oersted το 1820, ο οποίος απέδειξε ότι ένας αγωγός αποκτά μαγνητικές ιδιότητες, όταν ρέει μέσα του ρεύμα, οι Michael Faraday και Joseph Henry, ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο, απέδειξαν ότι συμβαίνει και το αντίστροφο, δηλαδή ότι ένας μαγνήτης που περιστρέφεται μέσα σε ένα πηνίο προκαλεί τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος. Στην ανακάλυψη αυτή στηρίζεται η λειτουργία των γεννητριών.

Ηλεκτρική γεννήτρια
Η γεννήτρια είναι μια μηχανή που μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική. Η λειτουργία των γεννητριών στηρίζεται στο φαινόμενο της επαγωγής σύμφωνα με το οποίο, αν ένας κλειστός αγωγός κινηθεί κοντά σε ένα μαγνήτη, στον αγωγό θα δημιουργηθεί ηλεκτρικό ρεύμα.
                                       
Σε μια γεννήτρια έχουμε ένα πηνίο ανάμεσα στους δύο πόλους ενός μαγνήτη (συνήθως ηλεκτρομαγνήτη). Αν περιστρέψουμε το σύρμα μέσα στο μαγνητικό πεδίο, τότε ηλεκτρικό ρεύμα θα διαρρεύσει τον αγωγό μας.
Υπάρχει τέλος και ένας μηχανισμός, ο οποίος αναγκάζει το ρεύμα να ρέει συνεχώς προς την ίδια κατεύθυνση. Αυτή είναι η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος ή «δυναμό»(κλικ).
Αν η γεννήτρια δεν έχει αυτόν τον μηχανισμό, μας δίνει ρεύμα του οποίου η φορά συνεχώς αλλάζει, δηλαδή είναι εναλλασσόμενο ρεύμα.

Πώς οι γεννήτριες παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα; Κάνετε κλικ και θα το μάθετε.

Κάνοντας κλικ εδώ μπορείτε να ελέγξετε τις γνώσεις σας στον ηλεκτρομαγνητισμό.