Artiklen beskriver, hvad en elektromagnet er, efter hvilket princip den er indrettet, og i hvilke områder denne type magnet bruges.
Magnetisme
Sandsynligvis en af de mest fantastiske, men simple fysiske reaktioner, er magnetisme. For mere end tre tusinde år siden kendte mange videnskabsmænd fra det antikke Grækenland og Kina til de usædvanlige egenskaber ved "magnetiske sten".
I vores tid vil du ikke overraske nogen med magneter, selv ikke de mest kraftfulde - baseret på neodym. De sælges ofte som nipsgenstande eller kan findes inde i forskellige apparater og mekanismer. Men de færreste ved, hvor vigtig magnetisme er for videnskabelige og teknologiske fremskridt.
Men i begyndelsen af det 19. århundrede blev der skabt en sådan enhed som en elektromagnet. Så hvad er en elektromagnet, hvordan virker den, og hvor bruges den? Vi vil tale om dette i denne artikel.
Definition
En elektromagnet er en speciel enhed, hvis funktion skaber et magnetfelt, når en elektrisk strøm påføres den. Oftest består elektromagneter af en primær vikling og en kerne, der har ferromagnetiske egenskaber.
Viklen er norm alt lavet af kobber- eller aluminiumstråd af forskelligetykkelse, nødvendigvis dækket med isolering. Men der er også elektromagneter lavet af superledende materialer. Selve magnetkredsløbene er lavet af stål, jern-nikkel-legeringer eller støbejern. Og for at minimere hvirvelstrømstab er magnetiske kredsløb strukturelt lavet af et helt sæt tynde plader. Nu ved vi, hvad en elektromagnet er. Lad os se nærmere på historien om denne nyttige enhed.
Historie
Skaberen af elektromagneten er William Sturgeon. Det var ham, der i 1825 lavede den første sådan magnet. Strukturelt var enheden et cylindrisk stykke jern, omkring hvilket en tyk isoleret kobbertråd var viklet. I det øjeblik, hvor en elektrisk strøm blev ført gennem den, fik metalstangen egenskaberne af en magnet. Og da strømstrømmen blev afbrudt, mistede enheden straks al magnetisme. Det er denne kvalitet - at tænde og slukke om nødvendigt - der tillader brugen af elektromagneter inden for en række teknologiske og industrielle områder.
Vi har overvejet spørgsmålet om, hvad en elektromagnet er. Lad os nu se på dens hovedtyper. De er opdelt afhængigt af metoden til at skabe et magnetfelt. Men deres funktion forbliver den samme.
Visninger
Elektromagneter er af følgende typer:
- Neutral DC. I en sådan enhed skabes den magnetiske flux ved hjælp af en jævnstrøm, der føres gennem viklingen. Det betyder, at en sådan elektromagnets tiltrækningskraft kun varierer afhængigt af størrelsenstrøm og ikke fra dens retning i viklingen.
- Polariseret DC. Virkningen af en elektromagnet af denne art er baseret på tilstedeværelsen af to uafhængige magnetiske fluxer. Hvis vi taler om polarisering, er dens tilstedeværelse norm alt skabt af permanente magneter (i sjældne tilfælde yderligere elektromagneter), og det er nødvendigt for at skabe en attraktiv kraft, når viklingen er slukket. Og virkningen af en sådan elektromagnet afhænger af størrelsen og retningen af den elektriske strøm, der bevæger sig i viklingen.
- AC. I sådanne enheder er elektromagnetspolen drevet af vekselstrøm. Følgelig ændrer den magnetiske flux med en vis periodicitet sin retning og størrelse. Og tiltrækningskraften varierer kun i størrelse, hvorfor den "pulserer" fra en minimums- til en maksimumværdi med en frekvens, der er dobbelt så stor som frekvensen af den elektriske strøm, der føder den.
Vi har allerede gjort os bekendt med, hvilke typer af dem er. Overvej nu eksempler på brugen af elektromagneter.
Industry
Sandsynligvis alle mindst én gang, men så en række af en sådan enhed som en løftende elektromagnet. Dette er en tyk "pandekage" med forskellige diametre, som har en enorm tiltrækningskraft og bruges til at transportere last, metalskrot og generelt ethvert andet metal. Dens bekvemmelighed ligger i det faktum, at det er nok at slukke for strømmen - og hele belastningen afmonteres straks, og omvendt. Dette forenkler i høj grad processen med at læsse og losse.
Styrkeelektromagnet er i øvrigt beregnet ved følgende formel: F=40550∙B^2∙S. Lad os overveje det mere detaljeret. I dette tilfælde er F kraften i kilogram (kan også måles i Newtons), B er induktionsværdien, og S er enhedens arbejdsfladeareal.
Medicin
Allerede i slutningen af det 19. århundrede blev elektromagneter brugt i medicin. Et sådant eksempel er et specielt apparat, der kunne fjerne fremmedlegemer (metalspåner, rust, skæl osv.) fra øjet.
Og i vores tid er elektromagneter også meget brugt i medicin, og sandsynligvis er et af disse apparater, som alle har hørt om, MR. Den fungerer på basis af magnetisk kerneresonans, og er faktisk en enorm og kraftig elektromagnet.
Teknik
Lignende magneter bruges også i forskellige teknikker og elektronik, og i hjemmet, for eksempel som låse. Sådanne låse er praktiske, fordi de er meget hurtige og nemme at bruge, men samtidig er det nok at afbryde bygningen i en nødsituation - og alle åbnes, hvilket er meget praktisk i tilfælde af brand.
Og, selvfølgelig, er driften af alle relæer baseret på principperne for elektromagnetisme.
Som du kan se, er dette en meget vigtig enhed, der har fundet anvendelse inden for forskellige områder af videnskab og teknologi.
