Artikeln beskriver vad en elektromagnet är, efter vilken princip den är anordnad och i vilka områden denna typ av magnet används.
Magnetism
Förmodligen en av de mest fantastiska men enkla fysiska reaktionerna är magnetism. För mer än tre tusen år sedan kände många forskare från det antika Grekland och Kina till de ovanliga egenskaperna hos "magnetiska stenar".
I vår tid kommer du inte att överraska någon med magneter, inte ens de mest kraftfulla - baserade på neodym. De säljs ofta som prydnadssaker eller kan hittas inuti olika apparater och mekanismer. Men få människor vet hur viktig magnetism är för vetenskapliga och tekniska framsteg.
Men i början av 1800-talet skapades en sådan anordning som en elektromagnet. Så vad är en elektromagnet, hur fungerar den och var används den? Vi kommer att prata om detta i den här artikeln.
Definition
En elektromagnet är en speciell enhet vars funktion skapar ett magnetfält när en elektrisk ström appliceras på den. Oftast består elektromagneter av en primärlindning och en kärna som har ferromagnetiska egenskaper.
Lindningen är vanligtvis gjord av koppar- eller aluminiumtråd av olikatjocklek, nödvändigtvis täckt med isolering. Men det finns också elektromagneter gjorda av supraledande material. Själva magnetkretsarna är gjorda av stål, järn-nickellegeringar eller gjutjärn. Och för att minimera virvelströmsförluster är magnetiska kretsar strukturellt gjorda av en hel uppsättning tunna ark. Nu vet vi vad en elektromagnet är. Låt oss ta en närmare titt på historiken för denna användbara enhet.
Historia
Skaparen av elektromagneten är William Sturgeon. Det var han som 1825 gjorde den första sådana magneten. Strukturellt sett var anordningen en cylindrisk järnbit runt vilken en tjock isolerad koppartråd var lindad. I det ögonblick då en elektrisk ström passerade genom den, fick metallstaven egenskaperna hos en magnet. Och när strömflödet avbröts förlorade enheten omedelbart all magnetism. Det är denna kvalitet - att slå på och av vid behov - som tillåter användning av elektromagneter inom ett antal tekniska och industriella områden.
Vi har funderat på frågan om vad en elektromagnet är. Låt oss nu titta på dess huvudtyper. De är uppdelade beroende på metoden för att skapa ett magnetfält. Men deras funktion förblir densamma.
Visningar
Elektromagneter är av följande typer:
- Neutral DC. I en sådan anordning skapas det magnetiska flödet med hjälp av en elektrisk likström som passerar genom lindningen. Detta innebär att attraktionskraften hos en sådan elektromagnet varierar endast beroende på storlekenström och inte från dess riktning i lindningen.
- Polariserad DC. Verkan hos en elektromagnet av detta slag är baserad på närvaron av två oberoende magnetiska flöden. Om vi talar om polarisering, skapas dess närvaro vanligtvis av permanentmagneter (i sällsynta fall ytterligare elektromagneter), och det behövs för att skapa en attraktiv kraft när lindningen är avstängd. Och verkan av en sådan elektromagnet beror på storleken och riktningen av den elektriska ström som rör sig i lindningen.
- AC. I sådana enheter drivs elektromagnetspolen av växelströmselektricitet. Följaktligen, med en viss periodicitet, ändrar det magnetiska flödet sin riktning och storlek. Och attraktionskraften varierar bara i storlek, varför den "pulserar" från ett minimum till ett maxim alt värde med en frekvens som är dubbelt så stor som frekvensen av den elektriska ström som matar den.
Vi har redan bekantat oss med vilka typer av dem. Överväg nu exempel på användning av elektromagneter.
Industry
Antagligen alla minst en gång, men såg en mängd olika sådana enheter som en lyftelektromagnet. Detta är en tjock "pannkaka" med olika diametrar, som har en enorm attraktionskraft och används för att transportera last, metallskrot och i allmänhet vilken annan metall som helst. Dess bekvämlighet ligger i det faktum att det räcker med att stänga av strömmen - och hela lasten kopplas omedelbart av, och vice versa. Detta förenklar processen för lastning och lossning avsevärt.
Styrkaelektromagnet, förresten, beräknas med följande formel: F=40550∙B^2∙S. Låt oss överväga det mer i detalj. I det här fallet är F kraften i kilogram (kan även mätas i Newton), B är induktionsvärdet och S är enhetens arbetsyta.
Medicin
Redan i slutet av 1800-talet användes elektromagneter inom medicinen. Ett sådant exempel är en speciell apparat som kan ta bort främmande kroppar (metallspån, rost, glödskal, etc.) från ögat.
Och i vår tid används elektromagneter också flitigt inom medicin, och förmodligen är en av dessa apparater som alla har hört talas om MRT. Den fungerar på basis av magnetisk kärnresonans, och är i själva verket en enorm och kraftfull elektromagnet.
Teknik
Liknande magneter används också i olika tekniker och elektronik, och i hushållssfären, till exempel som lås. Sådana lås är bekväma eftersom de är mycket snabba och enkla att använda, men samtidigt räcker det för att göra byggnaden strömlös i en nödsituation - och alla öppnas, vilket är mycket bekvämt i händelse av brand.
Och, naturligtvis, är driften av alla reläer baserad på principerna för elektromagnetism.
Som du kan se är detta en mycket viktig enhet som har hittat tillämpning inom olika områden av vetenskap och teknik.
