Gyorskeresés

Részletes keresés

Egy rézdrótból készült tekercset árammérő műszerre kötünk, továbbá van egy állandómágnesünk (piros-kék). Áramot szeretnénk kelteni a tekercsben.

1.  Mit tegyünk a tekerccsel és a mágnessel? Mondj néhány (különböző) esetet, amikor keletkezik áram, és néhány (különböző) esetet, amikor nem keletkezik. 

Keletkezik áram:

  1. Az álló tekercsbe beletoljuk a mágnest.
  2. Kezdetben az álló tekercsben van a mágnes, és kihúzzuk onnan.
  3. A mágnes áll, és "ráhúzzuk" a tekercset.
  4. A mágnest és a tekercset egymás felé (ellentétes irányú sebességgel) mozgatjuk.
  5. A tekercset és a mágnest azonos irányban mozgatjuk, de különböző sebességgel.
  6. A mágnest forgatjuk az álló tekercs közelében.
  7. A tekercset forgatjuk az álló mágnes közelében.

Nem keletkezik áram:

  1. A mágnes a tekercs mellett nyugalomban van.
  2. A mágnes a tekercs belsejében nyugalomban van.
  3. A tekercset és a mágnes azonos nagyságú és irányú sebességgel mozgatjuk.

Az állandómágnes körül mágneses mező van, mely mágneses erővonalakkal szemléltethető. A mágneses erővonalak közül lehetséges, hogy egyesek átmennek a tekercsen ("átdöfik" a tekercs keresztmetszetét), míg a többi erővonal nem. Minden olyan esetben keletkezik feszültség a tekercs kivezetései között (és zárt áramkör esetén áram is megindul), amikor a tekercs keresztmetszetén átmenő erővonalak száma változik. Ha a tekercs keresztmetszetét átdöfő erővonalak száma nem változik, akkor nem keletkezik feszültség/áram.

2.  Mit tegyünk a rendelkezésre álló tekerccsel és a mágnessel, hogy nagyobb illetve kisebb áram keletkezzen?

Nagyobb áram keletkezéséhez minél gyorsabban (nagyobb sebességgel) kell mozgatni egymáshoz képest a tekercset és a mágnest. (Illetve forgatásnál minél nagyobb szögsebességgel kell forgatnunk.) A minél nagyobb relatív sebesség érdekében mozgathatjuk mindkettőt is, egymással elletétes irányú sebességgel. A gyakorlatban az egyik rész mindig áll (az az ún. sztátor) a másik pedig forog (ez az ún. rotor); nagy, erőművi generátorokban a mágneses mezőt szolgáltató dolog egy elektromágnes (áramjárta rézdróttekercs; gerjesztőtekercs) forog, és az álló tekercseken vesszük le a termelődő áramot.

Kisebb áram keltése érdekében kisebb relatív sebességgel kell mozgatni (kisebb szögsebességgel forgatni) őket.

3.  Hogyan lehetne az állandómágnessel és a tekerccsel hosszú időn át áramot előállítani úgy, hogy a berendezés műszaki szempontból stabilan, megbízhatóan működjön?

A bedugás-kihúzás helyett műszaki szempontból előnyösebb, ha inkább forgatjuk a mágnest a tekercs közelében. Így évtizedeken át működőképes generátorokat építhetünk. A villamosenergiaipari (nagy, erőművi) kivitelezés ettől csak abban különbözik, hogy ott állandómágnes helyett elektromágnes (vasmagos tekercs) forog az állórész vasmagos tekercsei között, középen.

4.  Ha a tekercs helyett csak egy egyszerű dróthurok van (úgymond egyetlen menetes "tekercs"), akkor ha abban mozgatunk egy mágnest, vajon abban az egyetlen hurokban is keletkezik áram?

Igen, csak nagyon kicsi. A keletkező elektromos mező minden menet mentén ugyanakkora feszültséget kelt, így ha sok menetes a tekercsünk, akkor sokkal nagyobb feszültség indukálódik összesen a tekercs két kivezetések között. A mentek számának jelentős növelésével jelentősen tudjuk növelni az indukálódó feszültséget. Például a nagy, erőművi generátorokban tipikusan 10-20 ezer volt feszültség keletkezik a forgó elektromágnes körül elhelyezkedő tekercsek kivezetései között.