Sorgailu elektrikoak eta Lorentz-en indarra: Oinarriak

Sorgailu elektrikoak

Energia mota jakin bat energia elektriko bihurtzen duen edozein dispositibori sorgailu elektrikoa deritzo. Sorgailuak korronte elektriko jarraitua sortzen badu, dinamoa deritzo; korronte alternoa sortzen badu, aldiz, alternadorea.

Alternadorea: Funtzionamendua

Alternadorea iman iraunkorrek sorturiko B eremu magnetiko uniforme batean, era mekanikoan eta ω abiadura angeluar konstantean birarazten den espira lau bat da. Espira eremu magnetikoan biraka dabilen bitartean, espirako fluxu magnetikoa aldatuz doa; horren ondorioz, indar elektroeragile bat (ε) induzitzen da espiran, eta horrek kanpo-zirkuituan korronte elektrikoa zirkularazten du.

Espirak S azalera duela suposatuz, aldiune bakoitzean espiran zeharreko fluxu magnetikoa hauxe da:

Φ = B · S = B · S · cos(θ)

Non θ angelua S gainazal-bektoreak B eremu magnetikoaren bektorearekin eratzen duen angelua den. Espira ω abiadura angeluarraz biraka ari bada, θ angelua θ = ωt eran adieraz daiteke. Orduan, aldiune bakoitzean espira zeharkatzen duen fluxu magnetikoa hauxe da:

Φ = B · S · cos(ωt)

Faraday-ren legearen arabera, honako hau da indar elektroeragile induzitua:

ε = -dΦ/dt = B · S · ω · sin(ωt)

Oharra: Egin marrazkiak, ε-t grafikoa eta dagokion formula.

Eremu magnetikoak eta Lorentz-en indarra

Eremu magnetikoak karga elektrikoari eginiko indarrak honako propietate hauek ditu:

• Karga pausagunean badago, eremuak ez dio inolako indarrik eragiten.
• Karga v abiaduran higitzen ari bada, indar magnetikoa jasaten du:
  • Kargaren balioaren (|q|) proportzionala da.
  • v abiaduraren perpendikularra da.
  • Modulua abiaduraren norabidearen menpekoa da.

Propietate horiek Lorentz-en indarraren legean bil daitezke:

F = q · (v × B)

• Lorentz-en indarraren modulua: F = |q| · v · B · sin(α), non α angelua v eta B bektoreen arteko angelua den.
• Lorentz-en indarraren norabidea v eta B biderkadura bektorialak determinatzen du. Indar magnetikoa kargaren abiaduraren eta eremu magnetikoaren planoarekiko perpendikularra da. Noranzkoa ezker-eskuaren arauaren bidez zehazten da.

Lorentz-en legearen ondorio nagusia: indar magnetikoa abiadurarekiko perpendikularra denez, ez du abiaduraren modulua aldatzen, norabidea baizik. Beraz, partikulen higiduran, azelerazio normal bat agertzen da, partikula kargatuen ibilbidea abiadura konstantez deskribatutako zirkunferentzia bat izanik (HZrU).