4.2 - Aruhan Elektromagnet

Fluks Magnet dan Aruhan

Fluks magnet merujuk kepada garis medan magnet yang melalui suatu permukaan. Konduktor bergerak yang memotong garis medan magnet memotong fluks magnet.
Aruhan elektromagnet menghasilkan daya gerak elektrik (d.g.e.) aruhan dalam konduktor melalui gerakan relatif antara konduktor dengan medan magnet, atau melalui medan magnet yang berubah.
D.g.e. aruhan menghasilkan arus aruhan apabila konduktor membentuk litar lengkap. Galvanometer yang disambungkan akan terpesong.
Dawai boleh memotong fluks apabila bergerak melintasi magnet pegun atau apabila magnet bergerak melintasi dawai pegun.
Gerakan magnet bar mendekati atau menjauhi solenoid menyebabkan lilitan memotong garis medan magnet, lalu mengaruh d.g.e. merentasi solenoid.
Pikap gitar bass elektrik mengandungi magnet kekal dan gegelung kuprum serta menghasilkan isyarat elektrik melalui aruhan.

Gerakan relatif berlaku apabila satu objek mendekati atau menjauhi objek pegun, atau apabila kedua-dua objek bergerak dengan halaju yang berbeza.
Tiada gerakan relatif apabila kedua-dua objek pegun atau bergerak dengan laju yang sama dalam arah yang sama.
Kajian dawai lurus menggunakan rod kuprum, magnet Magnadur, dawai penyambung dan galvanometer berpusat sifar yang peka atau multimeter digital. Rod pegun dibandingkan dengan rod yang bergerak dalam arah berbeza, dan dengan magnet yang digerakkan pula.
Kajian solenoid menggunakan magnet bar, solenoid sekurang-kurangnya 400 lilitan, dawai penyambung dan alat pengukur yang sama. Keadaan magnet ditolak masuk, dipegang pegun dan ditarik keluar dibandingkan dengan solenoid yang digerakkan mendekati atau menjauhi magnet pegun.
Aruhan memerlukan pemotongan fluks magnet. Magnet dan solenoid yang pegun tidak menghasilkan perubahan fluks yang diperlukan untuk arus aruhan.

Hukum Faraday: magnitud d.g.e. aruhan berkadar terus dengan kadar pemotongan fluks magnet.
Pemotongan lebih banyak garis medan magnet dalam suatu tempoh menghasilkan d.g.e. yang lebih besar.
Bagi dawai lurus, tingkatkan laju gerakan relatif atau kekuatan medan magnet.
Bagi solenoid, tingkatkan laju gerakan relatif, kekuatan medan magnet atau bilangan lilitan.
Perbandingan menggunakan satu magnet yang bergerak perlahan dan pantas ke dalam solenoid 400 lilitan, satu magnet yang bergerak perlahan ke dalam solenoid 800 lilitan, kemudian dua magnet dengan kutub sama diikat bersebelahan yang bergerak perlahan ke dalam solenoid 800 lilitan. Bacaan maksimum galvanometer direkodkan bagi dua cubaan dan dipuratakan.
Lampu aruhan menggunakan dawai kuprum bertebat di sekeliling paip PVC yang mengandungi magnet neodimium, disambungkan kepada LED. Kelajuan goncangan berbeza menghasilkan kecerahan berbeza.
Michael Faraday menemui aruhan elektromagnet pada 1831 dan membina dinamo elektrik untuk menjana kuasa elektrik.

Arah arus aruhan berubah apabila arah gerakan relatif disongsangkan.
Bagi dawai lurus, gunakan petua tangan kanan Fleming:
1. Ibu jari: arah gerakan dawai.
2. Jari telunjuk: arah medan magnet.
3. Jari tengah: arah arus aruhan.
Magnet yang bergerak ke bawah melintasi dawai pegun adalah setara dengan dawai yang bergerak ke atas melintasi magnet pegun.
Arah pesongan galvanometer boleh dikaitkan dengan arah arus menggunakan sel kering yang diketahui kekutubannya sebelum sel digantikan dengan dawai kuprum.

Hukum Lenz: arus aruhan mengalir pada arah yang menentang perubahan fluks magnet yang menghasilkannya.
Hujung solenoid yang menghadap magnet mendekati menjadi kutub sama untuk menolaknya; bagi magnet menjauhi, hujung itu menjadi kutub bertentangan untuk menariknya.

Gerakan kutub magnet	Kutub aruhan pada hujung solenoid yang menghadap magnet
Utara mendekati	Utara: menolak magnet.
Utara menjauhi	Selatan: menarik magnet.
Selatan mendekati	Selatan: menolak magnet.
Selatan menjauhi	Utara: menarik magnet.

Kedua-duanya mengaplikasikan aruhan elektromagnet: daya luar memutarkan gegelung dalam medan magnet; gegelung memotong fluks dan d.g.e. teraruh.
Kedua-duanya mempunyai gegelung, magnet dan berus karbon. Kincir angin menggunakan penjana elektrik.

Penjana arus terus	Penjana arus ulang-alik
Hujung gegelung disambungkan kepada komutator gelang terbelah.	Hujung gegelung disambungkan kepada dua gelang gelincir.
Bahagian komutator saling bertukar sentuhan dengan berus setiap separuh putaran.	Setiap gelang gelincir kekal bersentuhan dengan berus yang sama.
Output ialah arus terus.	Output ialah arus ulang-alik.

Motor elektrik boleh diubah suai untuk berfungsi sebagai dinamo, menghasilkan elektrik apabila gegelungnya diputarkan oleh daya luar.