Čo je to elektromagnet? Ich typy a účely

Článok popisuje, čo je elektromagnet, podľa akého princípu je usporiadaný a v akých sférach sa tento typ magnetov používa.

magnetizmus

Pravdepodobne jedna z najkrajších, ale zároveňČas jednoduchých fyzických reakcií je magnetizmus. Pred viac ako tromi tisíckami rokov mnohí vedci starovekého Grécka a Číny vedeli o nezvyčajných vlastnostiach "magnetických kameňov".

Zároveň nikoho nepríde s magnetminajsilnejší - na báze neodymu. Oni sa často predávajú ako trinkety alebo môžu byť nájdené vo vnútri rôznych zariadení a mechanizmov. Málokto však vie, aký význam má magnetizmus pre vedecký a technologický pokrok.

Ale na začiatku XIX storočia bol vytvorený pomocou zariadenia, ako je elektromagnet. Takže to, čo je elektromagnet, ako to funguje a kde žiadať? O tomto budeme hovoriť v tomto článku.

definícia

Elektromagnet je špeciálne zariadenie,ktorého práca vytvára magnetické pole, keď sa na ňu aplikuje elektrický prúd. Najčastejšie sa elektromagnety skladajú z primárneho vinutia a jadra, ktoré má feromagnetické vlastnosti.

Vinutie je zvyčajne vyrobené z medi alebohliníkový drôt rôznej hrúbky, nevyhnutne pokrytý izoláciou. Existujú však aj elektromagnety zo supravodivých materiálov. Samotné magnetické jadrá sú vyrobené z ocele, zliatin železa a niklu alebo liatiny. A aby sa minimalizovali straty vírivých prúdov, sú magnetické jadrá štruktúrne vytvorené z celej sady tenkých plechov. Teraz vieme, čo je elektromagnet. Pozrime sa bližšie na históriu tohto užitočného zariadenia.

príbeh

Tvorcom elektromagnetu je WilliamSturgeon. Bol to on, kto v roku 1825 urobil prvý takýto magnet. Zariadenie bolo štruktúrne valcovým kusom železa, okolo ktorého bol navinutý medený drôt s hrubým izoláciou. V čase, keď bol prechádzať elektrickým prúdom, kovová tyč získala vlastnosti magnetu. A keď bol prietok prerušený, okamžite sa stratil všetok magnetizmus. Práve táto kvalita - ak je to nevyhnutné - zahŕňa a deaktivuje - a umožňuje použitie elektromagnetov v mnohých technologických a priemyselných sférach.

Uvažovali sme o tom, čo je elektromagnet. Teraz poďme analyzovať jeho hlavné typy. Sú rozdelené podľa spôsobu vytvárania magnetického poľa. Ich funkcia zostáva rovnaká.

typy

Elektromagnety prichádzajú v týchto formách:

• Neutrálny jednosmerný prúd. V takomto zariadení sa vytvorí magnetický tokpomocou konštantného elektrického prúdu prechádzajúceho vinutím. Takže sila príťažlivosti takéhoto elektromagnetu sa líši len v závislosti od veľkosti prúdu a nie z jeho smeru vinutia.
• Polarizovaný jednosmerný prúd. Účinok elektromagnetu tohto druhu je založenýo prítomnosti dvoch nezávislých magnetických tokov. Keď hovoríme o polarizácii, jeho prítomnosť sa zvyčajne vytvára permanentnými magnetmi (v zriedkavých prípadoch dodatočnými elektromagnety) a je potrebné vytvoriť atraktívnu silu s vypnutím vinutia. A činnosť takéhoto elektromagnetu závisí od veľkosti a smeru elektrického prúdu, ktorý sa pohybuje vo vinutí.
• AC prúd. V takýchto zariadeniach je cievka elektromagnetuje napájaná elektrickou energiou. Preto s určitou periodicitou mení magnetický tok svoj smer a veľkosť. A sila lákavosti sa mení len v magnitúde kvôli tomu, čo "pulzuje" z minimálnej na maximálnu hodnotu s frekvenciou, ktorá má dvojitú hodnotu vzhľadom na frekvenciu elektrického prúdu, ktorý ju napája.

Aké sú ich druhy, už sme si ich prečítali. Teraz už zvážime príklady použitia elektromagnetov.

priemysel

Pravdepodobne všetky, hoci čas, ale videl verzietakéto zariadenie ako zdvíhanie elektromagnetmi. Jedná sa o hustú "palačinku" rôznych priemerov, ktorá má obrovskú silu príťažlivosti a používa sa na prepravu nákladu, kovového šrotu a akéhokoľvek iného kovu. Pohodlnosťou je, že stačí vypnúť napájanie - a celá záťaž sa okamžite odpojí a naopak. To výrazne zjednodušuje proces nakladania a vykladania.

Sila elektromagnetu, mimochodom, sa vypočíta podľanasledujúci vzorec: F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S. Pozrime sa na to podrobnejšie. V tomto prípade je F síla v kilogramoch (môže byť tiež meraná v newtonoch), B je indukčná hodnota a S je plocha pracovného povrchu zariadenia.

lekárstvo

Dokonca aj na konci XIX storočia, elektromagnetyaplikácie v medicíne. Jedným z takýchto príkladov je špeciálny prístroj, ktorý dokáže extrahovať z oka cudzie telesá (kovové hobliny, hrdzu, váhy atď.).

A v našej dobe sú elektromagnety tiež širokosa používajú v medicíne a pravdepodobne jedno z takýchto zariadení, o ktorých všetci počuli, je MRI. Funguje na základe magneticko-nukleárnej rezonancie a v skutočnosti je obrovský a výkonný elektromagnet.

zariadenie

Taktiež podobné magnety sa používajú v rôznych formáchinžinierstva a elektroniky, ako aj v domácej sfére, napríklad ako zámky. Tieto zámky sú vhodné v tom, že sú veľmi rýchle a ľahko ovládateľný, ale stačí v prípade núdze odpojiť objekt - a každý z nich sa otvorí, čo je veľmi výhodné v prípade požiaru.

Samozrejme, práca všetkých relé je založená na princípoch elektromagnetizmu.

Ako môžete vidieť, je to veľmi dôležité zariadenie, ktoré našlo uplatnenie v rôznych oblastiach vedy a techniky.