Keelektromagnetan

Arus elektrik menghasilkan medan magnet di sekelilingnya; arahnya ditentukan dengan petua tangan kanan penggenggam.

• Konduktor pembawa arus dalam medan magnet mengalami daya, dengan arah diberikan oleh petua tangan kiri Fleming. Ini prinsip motor elektrik.
• Aruhan elektromagnet — apabila konduktor memotong garis fluks magnet, d.g.e. teraruh dihasilkan. Ini prinsip penjana.

Dua hukum penting:

• Hukum Faraday — magnitud d.g.e. teraruh berkadar terus dengan kadar pemotongan fluks magnet.
• Hukum Lenz — arah arus teraruh sentiasa menentang perubahan yang menghasilkannya, selaras dengan keabadian tenaga.

Transformer menukar voltan ulang alik mengikut nisbah bilangan lilitan: Vp/Vs = Np/Ns. Transformer injak naik menaikkan voltan untuk penghantaran kuasa jarak jauh bagi mengurangkan kehilangan tenaga I²R, dan transformer injak turun menurunkannya semula untuk kegunaan rumah.

Motor arus terus ialah alat yang menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga kinetik apabila gegelung pembawa arus di dalam medan magnet mengalami daya yang menghasilkan putaran.

• Medan lastik terhasil apabila medan magnet daripada arus bergabung dengan medan magnet kekal; medan paduan ini menolak konduktor dari kawasan medan kuat ke kawasan medan lemah.
• Menambah laju putaran motor — tambah arus, gunakan magnet yang lebih kuat, atau tambah bilangan lilitan gegelung.
• Komutator dan berus karbon membalikkan arah arus dalam gegelung setiap separuh putaran supaya motor terus berputar dalam arah yang sama.
• Penjana arus ulang alik menggunakan gelang gelincir, manakala penjana arus terus menggunakan komutator. D.g.e. teraruh bertambah dengan laju putaran, kekuatan magnet dan bilangan lilitan.

Transformer unggul mempunyai kecekapan 100%, jadi kuasa input sama dengan kuasa output: VₚIₚ = VₛIₛ. Transformer sebenar kehilangan tenaga melalui:

• Rintangan gegelung — dikurangkan dengan menggunakan dawai kuprum yang tebal.
• Arus pusar dalam teras — dikurangkan dengan teras berlamina.
• Histerisis — dikurangkan dengan teras besi lembut yang mudah dimagnetkan dan dinyahmagnetkan.
• Kebocoran fluks — dikurangkan dengan melilit gegelung sekunder di atas gegelung primer.

Penghantaran kuasa pada voltan tinggi mengurangkan arus dalam kabel, lalu mengurangkan kehilangan kuasa P = I²R.

• Tertukar petua — petua tangan kiri Fleming untuk motor (arah daya), petua tangan kanan Fleming untuk penjana (arah arus aruhan).
• Transformer dengan arus terus — transformer tidak berfungsi kerana fluks magnet tidak berubah, jadi tiada d.g.e. diaruhkan dalam gegelung sekunder.
• Injak naik bukan menambah kuasa — transformer injak naik menaikkan voltan tetapi menurunkan arus; kuasa output tidak boleh melebihi kuasa input.
• Kehilangan kuasa kabel — gunakan arus dalam kabel dan rintangan kabel, P = I²R dengan I = P ÷ V. Jangan gunakan V²/R dengan voltan penghantaran.