Artykuł opisuje, czym jest elektromagnes, na jakiej zasadzie jest skonstruowany i w jakich obszarach używa się tego typu magnesów.
Magnetyzm
Prawdopodobnie jeden z najbardziej niesamowitych, ale w tymJednocześnie prostymi reakcjami fizycznymi są magnetyzm. Jeszcze ponad trzy tysiące lat temu wielu naukowców starożytnej Grecji i Chin było świadomych niezwykłych właściwości „kamieni magnetycznych”.
W dzisiejszych czasach nikogo nawet nie zaskoczy magnesaminajmocniejszy - oparty na neodymie. Często są sprzedawane jako drobiazgi lub można je spotkać w różnych instrumentach i mechanizmach. Jednak niewiele osób wie, jak ważny jest magnetyzm dla postępu naukowego i technologicznego.
Ale na początku XIX wieku powstało urządzenie takie jak elektromagnes. Czym więc jest elektromagnes, jak jest ułożony i gdzie jest używany? Porozmawiamy o tym w tym artykule.
Definicja
Elektromagnes jest urządzeniem specjalnymktórego praca tworzy pole magnetyczne, gdy do niego przyłożony jest prąd elektryczny. Najczęściej elektromagnesy składają się z uzwojenia pierwotnego i rdzenia o właściwościach ferromagnetycznych.
Uzwojenie jest zwykle wykonane z miedzi lubdruty aluminiowe o różnej grubości, koniecznie pokryte izolacją. Ale są też elektromagnesy z materiałów nadprzewodzących. Same przewodniki magnetyczne są wykonane ze stali, stopów żelaza i niklu lub żeliwa. Aby zminimalizować straty prądów wirowych, rdzenie magnetyczne są konstrukcyjnie wykonane z całego zestawu cienkich arkuszy. Teraz wiemy, czym jest elektromagnes. Rozważmy bardziej szczegółowo historię tworzenia tego przydatnego urządzenia.
Historia
Создателем электромагнита считается Уильям Jesiotr. To on w 1825 r. Zrobił pierwszy taki magnes. Strukturalnie urządzenie było cylindrycznym kawałkiem żelaza, wokół którego nawinięto gruby izolowany drut miedziany. W momencie, gdy prąd elektryczny został przez niego przepuszczony, metalowy pręt uzyskał właściwości magnesu. A gdy przepływ prądu został przerwany, urządzenie natychmiast straciło cały magnetyzm. To właśnie ta jakość - w razie potrzeby włączanie i wyłączanie - pozwala na stosowanie elektromagnesów w wielu dziedzinach techniki i przemysłu.
Zastanawialiśmy się, czym jest elektromagnes. Przyjrzyjmy się teraz jego głównym typom. Są podzielone w zależności od metody wytwarzania pola magnetycznego. Ale ich funkcja pozostaje taka sama.
Rodzaje
Są to elektromagnesy:
- DC neutralny. W takim urządzeniu powstaje strumień magnetycznyza pomocą stałego prądu elektrycznego przepływającego przez uzwojenie. Oznacza to, że siła przyciągania takiego elektromagnesu zmienia się w zależności tylko od wielkości prądu, a nie od jego kierunku w uzwojeniu.
- Spolaryzowane DC. Bazuje na działaniu tego rodzaju elektromagnesuna obecność dwóch niezależnych strumieni magnetycznych. Jeśli mówimy o polaryzacji, to jej obecność jest zwykle tworzona przez magnesy trwałe (w rzadkich przypadkach - przez dodatkowe elektromagnesy) i konieczne jest wytworzenie siły przyciągającej, gdy uzwojenie jest wyłączone. A działanie takiego elektromagnesu zależy od wielkości i kierunku prądu elektrycznego, który porusza się w uzwojeniu.
- Prąd przemienny. W takich urządzeniach cewka elektromagnesuzasilany prądem zmiennym. Odpowiednio, z pewną okresowością, strumień magnetyczny zmienia swój kierunek i wielkość. A siła przyciągania zmienia się tylko pod względem wielkości, dlatego „pulsuje” od wartości minimalnej do maksymalnej z częstotliwością podwójną w stosunku do częstotliwości prądu elektrycznego, który ją zasila.
Zapoznaliśmy się już z ich typami. Spójrzmy teraz na przykłady zastosowania elektromagnesów.
Przemysł
Prawdopodobnie wszyscy przynajmniej raz, ale widziałem różnorodnośćurządzenie takie jak elektromagnes podnoszący. Jest to gruby „naleśnik” o różnych średnicach, który ma ogromną siłę przyciągania i służy do przewożenia ładunków, złomu i wszelkich innych metali w ogóle. Jego wygoda polega na tym, że wystarczy wyłączyć zasilanie - a cały ładunek zostaje natychmiast odczepiony i odwrotnie. To znacznie upraszcza proces załadunku i rozładunku.
Nawiasem mówiąc, siła elektromagnesu jest obliczana przezwedług wzoru: F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S. Rozważmy to bardziej szczegółowo. W tym przypadku F to siła w kilogramach (można ją również mierzyć w niutonach), B to wartość indukcji, a S to pole powierzchni roboczej urządzenia.
Medycyna
Pod koniec XIX wieku znaleziono elektromagnesyzastosowanie w medycynie. Jednym z takich przykładów jest specjalne urządzenie, które może usuwać ciała obce (opiłki metalu, rdzę, kamień itp.) Z oka.
Obecnie elektromagnesy są również szeroko rozpowszechnionesą używane w medycynie i prawdopodobnie jednym z tych urządzeń, o których wszyscy słyszeli, jest rezonans magnetyczny. Działa na zasadzie magnetycznego rezonansu jądrowego i tak naprawdę jest ogromnym i potężnym elektromagnesem.
Technika
Również podobne magnesy są używane w różnychsprzęt AGD i elektronika, a także w gospodarstwie domowym, na przykład jako zamki. Takie zamki są wygodne, ponieważ są bardzo szybkie i łatwe w obsłudze, ale jednocześnie wystarczy w sytuacji awaryjnej odłączyć budynek od napięcia, a wszystkie się otworzą, co jest bardzo wygodne w przypadku pożaru.
I oczywiście działanie wszystkich przekaźników opiera się na zasadach elektromagnetyzmu.
Jak widać jest to bardzo ważne urządzenie, które znalazło zastosowanie w różnych dziedzinach nauki i techniki.
