Vooluga juhtme magnetväljas pöördub magnenõel juhtmega risti (Oerstedi katse). 6. Selgita, kuidas töötab elektrimootor Alalisvoolumootori pöörlev osa ehk rootor sisaldab juhtmekeerde, mis on sümmeetrilised rootori pöörlemistelje suhtes. Juhtmekeerud lülituvad kordamööda vooluringi läbi grafiitvarraste, mida nimetatakse harjadeks. Vedrud suruvad harjasid vastu rootori kontaktrõngast. Kontaktrõngal paiknevad vaskplaadid on juhtmekeerdude otsteks. Vooluringi osaks on parajasti just see juhtmekeerd, mille plaadid on kontaktis harjadega. Rootor koos oma juhtmekeerdudega paikneb püsimagneti magnetväljas. 7. Kirjuta vasaku käe reegel Vasak käsi tuleb asetada nii, et magnetinduktsioon suubub peopessa, väljasirutatud sõrmed (4) näitavad voolusuunda, siis sõrmedega täisnurga moodustav pöial näitab juhtmele mõjuva jõu suunda. 8. Magnetvälja jõujooned (mõiste, joonised)
vooluelemendile mõjuva jõu suunda. Magnetvälja mõju vooluga juhtmele kasutatakse elektrimootoris. Alalisvoolumootori pöörlev osa ehk rootor sisaldab juhtmekeerde (1), mis on sümmentrilised rootori pöörlemistelje (2) suhtes. Juhtmekeerud lülitavad kordamööda vooluringi läbi grafiitvarraste, mida nimetatakse harjadeks (3), vedrud (4) suruvas harjasid vastu rootori kontaktrõngast (5), kontaktrõngal paiknevad vaskplaadid on juhtmekeerdude otsteks. Vooluringi osaks on just see juhtmekeerd, mille plaadid on kontaktis harjadega. Rootor koos oma juhtmekeerdudega asub püsimagneti (6) magnetväljas. Juhtmekeeru kõikudele AB ja CD mõjuvad Ampèire'I seaduse kohaselt jõud F ja F' , need jõud panevad rootori pöörlema. On oluline, et juht läbib just seda juhtmekeerdu, mis antud hetkel asetseb paralleelselt magnetvälja jõujoontega. Sel juhul on magnetjõudude pöörav toime maksimaalne
I = I a + I er¢ . 4. Ankru elektromotoorjõud ja generaatori klemmipinge Et valemi (1) kohaselt indutseeritud emj sõltub ankrumähise keerdude arvust ja teda läbiva magnetvoo muutumise kiirusest, siis võib ankru emj kirja panna järgmisel kujul: e = cE w F , (3) kus c E on alalisvoolumasina elektriline konstant, mis arvestab ankrumähise poolide arvu ja nende sektsioneerimise viisi, juhtmekeerdude arvu w sektsioonis, induktori pooluste arvu jt konstruktsiooni iseärasusi; w ankru pöörlemise nurksagedus ja ühe pooluse magnet- voog. Korrutis w F määrab suuruse dF / dt maksimumväärtuse. Alalisvoolugeneraatori klemmipinge U on aga väiksem ankrus indutseeritud elektromotoor- jõust pingelangu võrra ankruahela takistusel Ra : U = e - I a Ra . (4) 5. Alalisvoolugeneraatori karakteristikud
pöördliikumise suund ühtib magnetvälja suunaga ümber juhtme. Kui me meenutame voolutugevuse ühiku – ampri – definitsiooni, siis mäletame, et voolujuhtmete vaheline magnetiline jõud oli suhteliselt nõrk. Järelikult on ka üksiku sirge voolujuhtme ümber magnetväli nõrk. Tugevate magnetväljade saamiseks peaks kas suurendama voolutugevust juhtmes, millel on omad piirangud, või kasutada üksikjuhtme asemel mähiseid, kus vool läbib paljusid juhtmekeerde ja nende vooluga juhtmekeerdude magnetväljad liituvad. 14.2 Ampere’i seadus Magnetvälja mõju vooluga juhtmele uuris esimesena juba 18-19-nda sajandi vahetusel katseliselt taani füüsik Oersted, täpsemalt määras selle mõju prantsuse füüsik Ampere. Ta tegi kindlaks, et kui vooluga juhtmelõik asub magnetväljas, siis juhtmelõigule mõjuv magnetiline jõud 2
suunatud joonise taha (vaatleja näeb minema lendava noole sabasulgi). Vektorkorrutis koordinaatkujul: ja determinandina: Noolereegel: a) vektorkorrutis; b) ortonormaalne reeper kui "parempoolne kolmik". 76 Nimetame seda võtet "noolereegliks" ja kasutame oma joonistel homogeense magnetvälja kujutamiseks. Juhtmete, juhtmekeerdude ja laetud osakeste liikumist ning neile nõjuvaid jõude on nii väga mugav kujutada. Küsimus: Korrutustehte kirjeldamisel rääkisime kahest tegurist, mitte "korrutatavast" ja "korrutajast". Seda selle pärast, et tava-arvude matemaatikas oli korrutustehe kommutatiivne (korrutis ei sõltunud tegurite järjekorrast). Aga kuidas on lood vektorkorrutisega? Ampere'i seadus noolereegliga antud magnetväljas. Kontrollige vasaku käe reeglit! Lorentz'i jõud
Vahelduvvoolu tekitavad vahelduvpinge allikad, näiteks vahelduvpinge generaatorid elektrijaamas. Generaator koosneb magnetvälja tekitajast (püsimagnet või elektromagnet) ja selles väljas pöörlevast juhtmemähisest (mähiseks keritud ja võllile asetatud traadist). Mähis pannakse välisjõudude poolt pöörlema. Selleks võib kasutada näiteks langeva vee või puhuva tuule energiat. Magnetväljas liikuvas juhtmes tekib elektriväli. Kuna mähis pöörleb välja suhtes, siis muutub juhtmekeerdude liikumise kiirus välja suhtes (vt joonist, kus on näidatud ühe keeru liikumist). Selle tulemusena tekib klemmide K ja L vahel aja muutuv pinge vahelduvpinge. Kui mähis pöörleb nurkkiirusega , siis tekkiv pinge muutub ajas vastavalt järgmisele võrrandile: u = Um sin t, kus u on pinge väärtus ajahetkel t pinge hetkväärtus) ja Um on pinge maksimaalne väärtus. Suurust nimetatakse siin ringsageduseks. Samahästi kui
annaabi.ee 
