Artikkelen beskriver hva en elektromagnet er, etter hvilket prinsipp den er arrangert, og i hvilke områder denne magnettypen brukes.
Magnetism
Sannsynligvis en av de mest fantastiske, men enkle fysiske reaksjonene er magnetisme. For mer enn tre tusen år siden kjente mange forskere fra antikkens Hellas og Kina til de uvanlige egenskapene til "magnetiske steiner".
I vår tid vil du ikke overraske noen med magneter, selv ikke de kraftigste - basert på neodym. De selges ofte som pyntegjenstander eller kan finnes inne i ulike apparater og mekanismer. Men få mennesker vet hvor viktig magnetisme er for vitenskapelig og teknologisk fremgang.
Men på begynnelsen av 1800-tallet ble det laget en slik enhet som en elektromagnet. Så hva er en elektromagnet, hvordan fungerer den og hvor brukes den? Vi skal snakke om dette i denne artikkelen.
Definition
En elektromagnet er en spesiell enhet hvis drift skaper et magnetfelt når en elektrisk strøm påføres den. Oftest består elektromagneter av en primærvikling og en kjerne som har ferromagnetiske egenskaper.
Viklingen er vanligvis laget av kobber eller aluminiumstråd av forskjelligetykkelse, nødvendigvis dekket med isolasjon. Men det finnes også elektromagneter laget av superledende materialer. Selve magnetkretsene er laget av stål, jern-nikkel-legeringer eller støpejern. Og for å minimere virvelstrømstap, er magnetiske kretser strukturelt laget av et helt sett med tynne ark. Nå vet vi hva en elektromagnet er. La oss se nærmere på historien til denne nyttige enheten.
Historie
Skaperen av elektromagneten er William Sturgeon. Det var han som i 1825 laget den første slike magnet. Strukturelt sett var enheten et sylindrisk stykke jern som en tykk isolert kobbertråd ble viklet rundt. I det øyeblikket en elektrisk strøm ble ført gjennom den, fikk metallstangen egenskapene til en magnet. Og da strømstrømmen ble avbrutt, mistet enheten umiddelbart all magnetisme. Det er denne kvaliteten - å slå av og på om nødvendig - som tillater bruk av elektromagneter i en rekke teknologiske og industrielle felt.
Vi har vurdert spørsmålet om hva en elektromagnet er. La oss nå se på hovedtypene. De er delt avhengig av metoden for å skape et magnetfelt. Men funksjonen deres forblir den samme.
Visninger
Elektromagneter er av følgende typer:
- Nøytral DC. I en slik enhet skapes den magnetiske fluksen ved hjelp av en likestrøm som føres gjennom viklingen. Dette betyr at tiltrekningskraften til en slik elektromagnet varierer avhengig av størrelsenstrøm, og ikke fra retningen i viklingen.
- Polarisert DC. Virkningen til en elektromagnet av denne typen er basert på tilstedeværelsen av to uavhengige magnetiske flukser. Hvis vi snakker om polarisering, skapes dens tilstedeværelse vanligvis av permanente magneter (i sjeldne tilfeller ekstra elektromagneter), og det er nødvendig for å skape en attraktiv kraft når viklingen er av. Og virkningen til en slik elektromagnet avhenger av størrelsen og retningen til den elektriske strømmen som beveger seg i viklingen.
- AC. I slike enheter drives elektromagnetspolen av vekselstrøm. Følgelig, med en viss periodisitet, endrer den magnetiske fluksen sin retning og størrelse. Og tiltrekningskraften varierer bare i størrelse, og derfor "pulserer" den fra en minimums- til en maksimumsverdi med en frekvens som er dobbelt så stor som frekvensen til den elektriske strømmen som mater den.
Vi har allerede satt oss inn i hva slags type dem er. Vurder nå eksempler på bruk av elektromagneter.
Industry
Sannsynligvis alle minst en gang, men så en rekke slike enheter som en løfteelektromagnet. Dette er en tykk "pannekake" med forskjellige diametre, som har en enorm tiltrekningskraft og brukes til å frakte last, skrapmetall og generelt annet metall. Dens bekvemmelighet ligger i det faktum at det er nok å slå av strømmen - og hele lasten blir umiddelbart koblet av, og omvendt. Dette forenkler prosessen med lasting og lossing betraktelig.
Styrkeelektromagnet, forresten, beregnes med følgende formel: F=40550∙B^2∙S. La oss vurdere det mer detaljert. I dette tilfellet er F kraften i kilogram (kan også måles i Newton), B er induksjonsverdien, og S er arbeidsflaten til enheten.
Medisin
Allerede på slutten av 1800-tallet ble elektromagneter brukt i medisinen. Et slikt eksempel er et spesielt apparat som kan fjerne fremmedlegemer (metallspon, rust, skjell osv.) fra øyet.
Og i vår tid er elektromagneter også mye brukt i medisin, og trolig er en av disse apparatene som alle har hørt om MR. Den fungerer på grunnlag av magnetisk kjerneresonans, og er faktisk en enorm og kraftig elektromagnet.
Teknikk
Lignende magneter brukes også i ulike teknikker og elektronikk, og i husholdningssfæren, for eksempel som låser. Slike låser er praktiske fordi de er veldig raske og enkle å bruke, men samtidig er det nok å deaktivere bygningen i en nødsituasjon - og alle åpnes, noe som er veldig praktisk i tilfelle brann.
Og, selvfølgelig, driften av alle reléer er basert på prinsippene for elektromagnetisme.
Som du kan se, er dette en veldig viktig enhet som har funnet anvendelse innen ulike felt innen vitenskap og teknologi.
