Co je elektromagnet? Jejich typy a cíle

Článek popisuje, jaký je elektromagnet, podle jakého principu je uspořádán a v jakých sférách se používá tento typ magnetů.

Magnetismus

Pravděpodobně jedna z nejúžasnějších, ale zároveňČas jednoduchých fyzických reakcí je magnetismus. Před více než třemi tisíci lety vědci starého Řecka a Číny věděli o neobvyklých vlastnostech "magnetických kamenů".

Zároveň nebudete překvapovat někoho s magnetynejsilnější - na bázi neodymu. Jsou často prodávány jako trinkety nebo se nacházejí uvnitř různých zařízení a mechanismů. Jen málo vědí, jak důležitý je magnetismus pro vědecký a technologický pokrok.

Ale na počátku 19. století bylo vytvořeno takové zařízení jako elektromagnet. Takže co je to elektromagnet, jak je uspořádáno a kde se používá? O tom budeme hovořit v tomto článku.

Definice

Elektromagnet je speciální zařízení,jehož práce vytváří magnetické pole, když se na něj aplikuje elektrický proud. Nejčastěji se elektromagnety skládají z primárního vinutí a jádra, které má feromagnetické vlastnosti.

Vinutí je obvykle vyrobeno z mědi nebohliníkový drát různé tloušťky, nezbytně pokrytý izolací. Ale tam jsou elektromagnety supravodivých materiálů. Samotných, magnetická jádra z oceli, železa, slitiny niklu nebo železa. Aby se minimalizovaly ztráty vířivými proudy, magnetická jádra jsou vyrobeny z konstrukčně celé řady tenkých plechů. Nyní víme, co je elektromagnet. Zvažme podrobněji historii tohoto užitečného zařízení.

Historie

Tvůrcem elektromagnetu je WilliamSturgeon. Byl to ten, kdo v roce 1825 vyrobil první takový magnet. Strukturálně zařízení bylo válcového kusu železa, kolem kterého byl navinut tlustý izolovaný měděný drát. V době, kdy byl přesunut elektrický proud, kovová tyč získala vlastnosti magnetu. A když byl proud přerušen, okamžitě došlo ke ztrátě magnetistického zařízení. To je tato kvalita - zapojení a deaktivace v případě potřeby - a umožňuje použití elektromagnetů v řadě technologických a průmyslových sfér.

Uvažovali jsme o tom, co je elektromagnet. Nyní analyzujeme jeho hlavní typy. Jsou rozděleny podle způsobu vytváření magnetického pole. Ale jejich funkce zůstává stejná.

Typy

Elektromagnety přicházejí v těchto formách:

• Neutrální stejnosměrný proud. V takovém zařízení je vytvořen magnetický tokpomocí konstantního elektrického proudu procházejícího vinutím. Takže síla přitahování takového elektromagnetu se liší v závislosti pouze na velikosti proudu a nikoli na jeho směru ve vinutí.
• Polarizovaný stejnosměrný proud. Účinek elektromagnetu tohoto druhu je založenna přítomnost dvou nezávislých magnetických toků. Když mluvíme o polarizaci, jeho přítomnost je obvykle tvořena permanentními magnety (ve vzácných případech - dalšími elektromagnety) a je zapotřebí vytvořit atraktivní sílu s vypnutým vinutím. A působení takového elektromagnetu závisí na velikosti a směru elektrického proudu, který se pohybuje ve vinutí.
• AC proud. V těchto zařízeních je cívka elektromagnetuje napájen ze střídavého proudu. Proto s určitou periodicitou mění magnetický tok svůj směr a velikost. A síla přitažlivosti se mění pouze v rozsahu, protože to, co "pulsuje" od minimální hodnoty k maximální hodnotě s frekvencí, která má dvojitou hodnotu vzhledem k frekvenci elektrického proudu, který ji přivádí.

S jakými druhy jsou, jsme již četli. Nyní zvážíme příklady použití elektromagnetů.

Průmysl

Pravděpodobně všichni, i když viděli verzitakové zařízení, jako je zvedání elektromagnetu. Jedná se o tlustou "palačinku" různých průměrů, která má obrovskou sílu přitažlivosti a používá se k přepravě nákladu, kovového šrotu a jakéhokoli jiného kovu. Pohodlí je, že stačí vypnout napájení - a celá zátěž se okamžitě odpojí a naopak. To značně zjednodušuje proces nakládání a vykládání.

Síla elektromagnetu, mimochodem, je vypočtena podlenásledující vzorec: F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S. Zvažme to podrobněji. V tomto případě je F síla v kilogramech (lze také měřit v newtonech), B je indukční hodnota a S je plocha pracovního povrchu zařízení.

Medicína

Dokonce i na konci 19. století, elektromagnetypoužití v lékařství. Jeden takový příklad - speciální zařízení, která by mohla být odstraněna z očí cizích těles (kovové hobliny, rez, okuje, atd).

A v naší době jsou také elektromagnety širokéjsou používány v medicíně, a pravděpodobně jedno z takových zařízení, o kterých všichni slyšeli, je MRI. Pracuje na základě magnetické a nukleární rezonance a ve skutečnosti je obrovský a silný elektromagnet.

Technika

Také podobné magnety se používají v různých provedeníchstrojírenství a elektroniky, a v domácí sféře, například jako zámky. Takové zámky jsou vhodné proto, že jsou velmi rychlé a snadno ovladatelné, ale stačí deaktivovat budovu v nouzové situaci a všechny se otevřou, což je velmi výhodné pro požár.

Samozřejmě, práce všech relé je založena na principech elektromagnetismu.

Jak můžete vidět, je to velmi důležité zařízení, které bylo nalezeno v různých oblastech vědy a techniky.