Der Artikel beschreibt, was ein Elektromagnet ist, nach welchem Prinzip er aufgebaut ist und in welchen Bereichen diese Art von Magneten verwendet wird.
Magnetismus
Wahrscheinlich einer der erstaunlichsten, aber trotzdemZur gleichen Zeit sind einfache körperliche Reaktionen Magnetismus. Vor mehr als dreitausend Jahren waren viele Wissenschaftler des antiken Griechenland und Chinas für die ungewöhnlichen Eigenschaften von "magnetischen Steinen" bekannt.
Heutzutage werden Sie niemanden mit Magneten überraschenam stärksten - basierend auf Neodym. Sie werden oft als Schmuckstücke verkauft oder Sie können sie in verschiedenen Instrumenten und Mechanismen treffen. Nur wenige wissen jedoch, wie wichtig der Magnetismus für den wissenschaftlichen und technischen Fortschritt ist.
Zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurde jedoch ein solches Gerät wie ein Elektromagnet geschaffen. Was ist also ein Elektromagnet, wie funktioniert er und wo gilt er? Wir werden in diesem Artikel darüber sprechen.
Definition
Elektromagnet ist ein spezielles Gerätdessen Arbeit ein Magnetfeld erzeugt, wenn ein elektrischer Strom angelegt wird. Elektromagnete bestehen meistens aus einer Primärwicklung und einem Kern mit ferromagnetischen Eigenschaften.
Die Wicklung besteht in der Regel aus Kupfer oderAluminiumdrähte verschiedener Dicke, notwendigerweise mit Isolation überzogen. Es gibt aber auch Elektromagnete aus supraleitenden Materialien. Die Magnetkerne selbst bestehen aus Stahl, Eisen-Nickel-Legierungen oder Gusseisen. Und um die Wirbelstromverluste zu minimieren, werden die Magnetkerne strukturell aus einem ganzen Satz dünner Bleche hergestellt. Jetzt wissen wir, was ein Elektromagnet ist. Lassen Sie uns die Geschichte der Erstellung dieses nützlichen Geräts genauer betrachten.
Geschichte
Создателем электромагнита считается Уильям Stör Er war es, der 1825 den ersten solchen Magneten herstellte. Strukturell war das Gerät ein zylindrisches Eisenstück, um das ein dicker, isolierter Kupferdraht gewickelt wurde. In dem Moment, in dem elektrischer Strom durchgelassen wurde, erlangte der Metallstab die Eigenschaften eines Magneten. Und als der Stromfluss unterbrochen wurde, verlor das Gerät sofort den gesamten Magnetismus. Diese Qualität - wenn nötig ein- und ausschalten - ermöglicht den Einsatz von Elektromagneten in einer Reihe technologischer und industrieller Bereiche.
Wir haben uns die Frage gestellt, was ein Elektromagnet ist. Lassen Sie uns nun die Haupttypen analysieren. Sie sind in Abhängigkeit von der Methode zum Erzeugen eines Magnetfelds unterteilt. Ihre Funktion bleibt jedoch gleich.
Typen
Elektromagnete sind von den folgenden Typen:
- Neutral DC. In einer solchen Vorrichtung wird der magnetische Fluss erzeugtdurch Gleichstrom, der durch die Wicklung fließt. Die Anziehungskraft eines solchen Elektromagneten variiert also nur in Abhängigkeit von der Größe des Stroms und nicht von seiner Richtung in der Wicklung.
- Polarisierter Gleichstrom. Die Wirkung eines Elektromagneten dieser Art beruhtbei zwei voneinander unabhängigen magnetischen Flüssen. Wenn wir von Polarisieren sprechen, wird seine Anwesenheit normalerweise durch Dauermagnete (in seltenen Fällen durch zusätzliche Elektromagnete) erzeugt, und es ist erforderlich, eine Anziehungskraft zu erzeugen, wenn die Wicklung ausgeschaltet ist. Und die Wirkung eines solchen Elektromagneten hängt von der Größe und Richtung des elektrischen Stroms ab, der sich in der Wicklung bewegt.
- Wechselstrom Bei solchen Geräten ist die Elektromagnetspulees wird mit Wechselstrom betrieben. Dementsprechend ändert der Magnetfluss mit einer bestimmten Periodizität seine Richtung und Größe. Und die Anziehungskraft variiert nur in der Größe, weshalb sie mit einer Frequenz, die das Zweifache des Wertes des sie einspeisenden elektrischen Stroms ist, vom minimalen zum maximalen Wert "pulsiert".
Mit welchen Typen haben wir bereits gelesen. Betrachten Sie nun Beispiele für die Verwendung von Elektromagneten.
Industrie
Vermutlich alle mindestens einmal, sah aber die Arteine solche Vorrichtung wie ein Hubelektromagnet. Hierbei handelt es sich um einen dicken „Pfannkuchen“ mit verschiedenen Durchmessern, der eine enorme Anziehungskraft besitzt und zum Transportieren von Fracht, Schrott und generell jedem anderen Metall verwendet wird. Die Bequemlichkeit liegt in der Tatsache, dass es ausreicht, die Stromversorgung abzuschalten - und die gesamte Last wird sofort ausgehängt und umgekehrt. Dies vereinfacht das Be- und Entladen erheblich.
Die Kraft eines Elektromagneten wird übrigens mit berechnetdie folgende Formel: F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S. Betrachten Sie es genauer. In diesem Fall ist F die Kraft in Kilogramm (kann auch in Newton gemessen werden), B ist der Induktionswert und S ist die Fläche der Arbeitsfläche der Vorrichtung.
Medizin
Еще в конце XIX века электромагнитам нашли Anwendung in der Medizin. Eines dieser Beispiele ist ein spezielles Gerät, das Fremdkörper aus dem Auge entfernen kann (Metallspäne, Rost, Zunder usw.).
Und heutzutage gibt es auch Elektromagnetewerden in der Medizin verwendet, und wahrscheinlich ist eines dieser Geräte, von denen jeder gehört hat, ein MRI. Es arbeitet auf der Grundlage der magnetischen Kernresonanz und ist tatsächlich ein riesiger und starker Elektromagnet.
Technik
Auch ähnliche Magnete werden in verschiedenen verwendetHaushaltsgeräte und Elektronik sowie im privaten Bereich zum Beispiel als Schlösser. Solche Schlösser sind praktisch, weil sie sehr schnell und einfach zu bedienen sind. In Notfällen genügt es jedoch, das Gebäude abzuschalten - und alle werden sich öffnen, was bei einem Brand sehr praktisch ist.
Die Arbeit aller Relais basiert natürlich auf den Prinzipien des Elektromagnetismus.
Wie Sie sehen, ist dies ein sehr wichtiges Gerät, das in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft und Technologie Anwendung gefunden hat.
