Sestava elektromagneta, deli, kako deluje in aplikacije

A Elektromagnet To je naprava, ki proizvaja magnetizem iz električnega toka. Če električni tok preneha, potem tudi magnetno polje izgine. Leta 1820 je bilo ugotovljeno, da električni tok v svojem okolju proizvaja magnetno polje. Štiri leta pozneje je bil izumljen in zgrajen prvi elektromagnet.

Prvi elektromagnet je bil sestavljen iz železnega podkev, pobarvanega z izolacijskim lakom, na njem pa je bilo osemnajst vrtenja bakrene žice brez električne izolacijske žice preobremenjenih.

Slika 1. Elektromagnet. Vir: Pixabay

Sodobni elektromagneti imajo lahko različne načine, odvisno od končne uporabe, ki jim bo dana; In kabel je izoliran z lakom in ne z železom. Najpogostejša oblika železnega jedra je valjasto, na kateri se valja izolirana bakrena žica.

Elektromagnet je mogoče storiti le z embopinoznim, ki proizvaja magnetno polje, vendar železno jedro pomnoži intenzivnost polja.

Ko električni tok preide skozi navijanje elektromagneta, je železno jedro magnetiza. To pomeni, da so notranji magnetni trenutki materiala poravnani in dodani intenzivirajo skupno magnetno polje.

Magnetizem kot tak je znan vsaj od 600 do.C., Ko grške zgodbe de Mileto podrobno govori o magnetu. Magnetit, železni mineral, proizvaja magnetizem naravno in trajno.

[TOC]

Prednosti elektromagnetov

Nedvomno prednost elektromagnetov je, da se lahko magnetno polje vzpostavi, poveča ali odstrani s krmiljenjem električnega toka. Pri izdelavi trajnih magnetov so potrebni elektromagini. 

Zakaj se to zgodi? Odgovor je, da je magnetizem bistven za materijo in električno energijo, vendar se oba pojava manifestirata le pod določenimi pogoji.

Vendar lahko rečemo, da so vir magnetnega polja električne obremenitve v gibanju ali električnem toku. Znotraj zadeve se na atomski in molekularni ravni ti tokovi, ki proizvajajo magnetna polja v vseh smereh, proizvedeni. Zato materiali običajno ne kažejo magnetizma.

Najboljši način, da razložite, je misliti, da so majhni magnetni trenutki (magnetni trenutki), ki so v vseh smereh nameščeni znotraj teme, tako da je njihov makroskopski učinek preklican.

V feromagnetnih materialih lahko magnetni trenutki poravnajo in oblikujejo regije Magnetne domene. Ko se uporablja zunanje polje, so te domene poravnane.

Vam lahko služi: prevodnost: formule, izračun, primeri, vaje

Ko se zunanje polje odstrani, se te domene ne vrnejo v svoj prvotni naključni položaj, ampak ostanejo delno poravnane. Na ta način je material magnetiziran in tvori stalni magnet.

Sestava in deli elektromagneta

Elektromagnet je sestavljen iz:

- Izolirano navijanje kabla z lakom.

- Železno jedro (neobvezno).

- Trenutni vir, ki je lahko neprekinjen ali izmeničen.

Slika 2. Deli elektromagneta. Vir: Self Made.

Navijanje je voznik, ki preide tok, ki ga proizvaja magnetno polje in je vpisan v obliki vzmeti.

V navijanju so zavoji ali zavoji običajno zelo skupaj. Zato je izredno pomembno, da ima kabel, s katerim se izvaja vijuganje, električni izolator, ki ga dosežemo s posebnim lakom. Namen lakiranja je, da tudi ko so zavoji združeni in se med seboj dotikajo, ostanejo električno izolirani in tok sledi njihovemu spiralne poti.

Večja kot je debelina, ki jo ima gonilnik navijanja, večja bo intenzivnost toka podpirala kabel, vendar omejuje skupno število zavojev, ki jih je mogoče premagati. Zaradi tega veliko elektromagnetnih tuljav uporablja tanek kabel.

Proizvedeno magnetno polje bo sorazmerno s tokom, ki poteka skozi vijugasto gonilo in tudi sorazmerno z gostoto streljanja. To pomeni, da več ko je postavljenih zavojev na enoto dolžine, večja je intenzivnost polja.

Bolj kot so zategnjeni podpisi vijuganja, večje je število, ki se prilega v določeni dolžini, poveča njeno gostoto in zato nastalo polje. To je še en od razlogov, da elektromagnete uporabljajo izolirani kabel z lakom namesto plastike ali drugega materiala, ki bi dodal debelino.

Solenoid

V cilindričnem elektromagnetnem ali elektromanu, kot je tisti, prikazan na sliki 2, bo intenzivnost magnetnega polja podana z naslednjim razmerjem:

B = μ⋅n⋅i

Kjer je B magnetno polje (ali magnetna indukcija), ki se v enotah mednarodnega sistema meri v Tesli, je μ magnetna prepustnost jedra I, ki kroži skozi navijanje, ki se meri v amperih (a).

Magnetna prepustnost železnega jedra je odvisna od njenega zlitine in je običajno med 200 in 5000 -krat večjo od prepustnosti zraka. V istem faktorju se nastalo polje pomnoži glede na elektromagnet brez železnega jedra. Prepustnost zraka je približno enaka vakuumu, ki je μ₀= 1,26 × 10^-6 T*m/a.

Vam lahko služi: sonce

Kako deluje?

Za razumevanje delovanja elektromagneta je treba razumeti fiziko magnetizma.

Začnimo s preprostim ravnim kablom, ki prevaža tok I, ta tok ustvari magnetno polje B okoli kabla.

Slika 3. Magnetno polje, ki ga proizvaja raven kabel. Vir: Wikimedia Commons

Linije magnetnega polja okoli ravnega kabla so koncentrični krogi okoli gonilnega kabla. Terenske črte izpolnjujejo pravilo desne roke, to je, da če palec desne roke kaže v smeri toka.

Magnetno polje ravnega kabla

Magnetno polje zaradi ravnega kabla na razdalji r je:

To pomeni, da je pol centimetra od voznika magnetno polje 40 milijonov Tesle, istega vrstnega reda magnetnega polja.

Recimo, da kabel zložimo tako, da tvori krog ali lopatico, nato pa se linije magnetnega polja v notranjosti združijo in kažejo vse v isto smer, dodajajo se in ojačajo sebe. V notranjosti Zanka o Kroži.

Slika 4. Magnetno polje, ki ga proizvaja krožna žica. Vir: Wikimedia Commons

Magnetno polje v središču zanke

Nastalo magnetno polje v središču radijskega lopatice do ki prevaža tok I je:

To pomeni, da bo v središču spirale enega centimetra v premeru magnetno polje 125,7 milijona Tesla. Te vrednosti kažejo, da učinek zlaganja gonilnika v krožni obliki poveča magnetno polje v sredini kroga, ki je od voznika še vedno 0,5 cm.

Učinek se množi, če kabel dobimo vsakič, tako da ima dva, tri, štiri, ... in veliko zavojev. Ko zavihamo vzmetni kabel z zelo dobro magnetno polje znotraj vzmeti, je enakomerno in zelo intenzivno, na zunanji strani pa je praktično nič.

Recimo, da kabel valjamo v spiralo 30 krogov v 1 cm in premeru 1 cm. To daje 3000 krogov gostote pene na meter.

Vam lahko služi: kakšne so lastnosti snovi? (S primeri)

Idealno magnetno magnetno polje

V idealnem magnetnem polju v notranjosti daje:

To pomeni, da se je magnetno polje okrepilo do približno 377.000 milijonov -iz Tesla.

Skratka, naši izračuni za kabel, ki vodi 1 trenutni amperium in izračuna magnetno polje v mikrotesli, vedno 0,5 cm do kabla v različnih konfiguracijah:

1. Ravni kabel: 40 mikroteslas.
2. Kabel v krogu s premerom 1 cm: 125 mikroteslas.
3. 300 krogov spirala v 1 cm: 3770 mikroteslas = 0,003770 Tesla.

Če pa v spiralo dodamo železno jedro z relativnim dodatkom 100, potem polje pomnoži 100 -krat, to je 0,37 Tesla.

Možno je tudi Do:

Ferromagnetni materiali imajo značilnost, da je magnetno polje B nasičeno z določeno največjo vrednostjo. V železnih jedrih z večjo prepustnostjo je ta vrednost med 1,6 in 2 Tesla.

Ob predpostavki magnetnega polja nasičenosti 1,6 Tesla bo sila na kvadratni meter območja železnega jedra, ki ga izvaja elektromagnet.

To pomeni, da elektromagnet v 1.6 Teslijevem polju ima 10 kg silo na železnem jedru 1 cm² preseka.

Aplikacije za elektromagnete

Electromagnes so del številnih naprav in naprav. Na primer, so prisotni v notranjosti:

- Električni motorji.

- Alternatorji in dinamo.

- Zvočniki.

- Elektromehanski releji ali Suiches.

- Električni timbre.

- Magnetni ventili za nadzor pretoka.

- Trdi računalniški diski.

- Krani lestvice.

- Kovinski ločevalci iz mestnih odpadkov.

- Električne zavore vlakov in tovornjakov.

- Stroji za jedrsko magnetno resonanco.

In še veliko naprav.

Reference

1. Garcia, f. Magnetno polje. Okrevano od: www.Sc.Ehu.je
2. Tagueña, j. In Martina in. Magnetizem. Od kompasa do vrtenja. Pridobljeno iz: knjižnica adigitalna.Ilce.Edu.mx.
3. Sears, Zemansky. 2016. Univerzitetna fizika s sodobno fiziko. 14. Ed. Zvezek 2. 921-954.
4. Wikipedija. Elektromagnet. Okreval od: Wikipedia.com
5. Wikipedija. Elektromagnet. Okreval od: Wikipedia.com
6. Wikipedija. Magnetizacija. Okreval od: Wikipedia.com