Die artikel beskryf wat 'n elektromagneet is, op watter beginsel dit gerangskik is, en in watter areas hierdie tipe magneet gebruik word.
Magnetisme
Seker een van die wonderlikste dog eenvoudigste fisiese reaksies is magnetisme. Meer as drieduisend jaar gelede het baie wetenskaplikes van antieke Griekeland en China die ongewone eienskappe van "magnetiese klippe" geken.
In ons tyd sal jy niemand verras met magnete nie, selfs nie die kragtigstes nie – gebaseer op neodymium. Hulle word dikwels as snuisterye verkoop of kan in verskeie toestelle en meganismes gevind word. Min mense weet egter hoe belangrik magnetisme is vir wetenskaplike en tegnologiese vooruitgang.
Maar aan die begin van die 19de eeu is so 'n toestel soos 'n elektromagneet geskep. So wat is 'n elektromagneet, hoe werk dit en waar word dit gebruik? Ons sal in hierdie artikel hieroor praat.
Definisie
'n Elektromagneet is 'n spesiale toestel waarvan die werking 'n magnetiese veld skep wanneer 'n elektriese stroom daarop toegepas word. Meestal bestaan elektromagnete uit 'n primêre winding en 'n kern wat ferromagnetiese eienskappe het.
Die wikkeling word gewoonlik van verskillende koper- of aluminiumdraad gemaakdikte, noodwendig bedek met isolasie. Maar daar is ook elektromagnete wat van supergeleidende materiale gemaak word. Die magnetiese stroombane self is gemaak van staal, yster-nikkel-legerings of gietyster. En om wervelstroomverliese te verminder, word magnetiese stroombane struktureel gemaak van 'n hele stel dun velle. Nou weet ons wat 'n elektromagneet is. Kom ons kyk noukeuriger na die geskiedenis van hierdie nuttige toestel.
Geskiedenis
Die skepper van die elektromagneet is William Sturgeon. Dit was hy wat in 1825 die eerste so magneet gemaak het. Struktureel was die toestel 'n silindriese stuk yster waarom 'n dik geïsoleerde koperdraad gewikkel is. Op die oomblik toe 'n elektriese stroom daardeur gevoer is, het die metaalstaaf die eienskappe van 'n magneet verkry. En toe die stroomvloei onderbreek is, het die toestel onmiddellik alle magnetisme verloor. Dit is hierdie kwaliteit - aan- en afskakel indien nodig - wat die gebruik van elektromagnete in 'n aantal tegnologiese en industriële velde toelaat.
Ons het die vraag oorweeg wat 'n elektromagneet is. Kom ons kyk nou na die hooftipes daarvan. Hulle word verdeel na gelang van die metode om 'n magnetiese veld te skep. Maar hul funksie bly dieselfde.
Views
Elektromagnete is van die volgende tipes:
- Neutral DC. In so 'n toestel word die magnetiese vloed geskep deur middel van 'n direkte elektriese stroom wat deur die wikkeling gaan. Dit beteken dat die aantrekkingskrag van so 'n elektromagneet slegs afhang van die groottestroom, en nie uit sy rigting in die wikkeling nie.
- Polarized DC. Die werking van 'n elektromagneet van hierdie soort is gebaseer op die teenwoordigheid van twee onafhanklike magnetiese vloede. As ons praat oor polarisasie, word die teenwoordigheid daarvan gewoonlik geskep deur permanente magnete (in seldsame gevalle, bykomende elektromagnete), en dit is nodig om 'n aantreklike krag te skep wanneer die wikkeling af is. En die werking van so 'n elektromagneet hang af van die grootte en rigting van die elektriese stroom wat in die wikkeling beweeg.
- AC. In sulke toestelle word die elektromagneetspoel aangedryf deur wisselstroomelektrisiteit. Gevolglik, met 'n sekere periodisiteit, verander die magnetiese vloed sy rigting en grootte. En die aantrekkingskrag wissel slegs in grootte, en daarom "puls" dit van 'n minimum na 'n maksimum waarde met 'n frekwensie wat twee keer die frekwensie is van die elektriese stroom wat dit voed.
Ons het ons reeds vertroud gemaak met watter tipes hulle is. Oorweeg nou voorbeelde van die gebruik van elektromagnete.
Industry
Seker almal ten minste een keer, maar het 'n verskeidenheid van so 'n toestel gesien as 'n opheffing-elektromagneet. Dit is 'n dik "pannekoek" van verskillende diameters, wat 'n groot aantrekkingskrag het en gebruik word om vrag, skrootmetaal en in die algemeen enige ander metaal te dra. Die gerief daarvan lê in die feit dat dit genoeg is om die krag af te skakel - en die hele vrag word dadelik afgehaak, en omgekeerd. Dit vergemaklik die proses van laai en aflaai aansienlik.
Sterkelektromagneet, terloops, word deur die volgende formule bereken: F=40550∙B^2∙S. Kom ons oorweeg dit in meer detail. In hierdie geval is F die krag in kilogram (kan ook in Newton gemeet word), B is die induksiewaarde en S is die werkoppervlak van die toestel.
Medisine
Reeds aan die einde van die 19de eeu is elektromagnete in medisyne gebruik. Een so 'n voorbeeld is 'n spesiale apparaat wat vreemde liggame (metaalskaafsels, roes, skubbe, ens.) uit die oog kan verwyder.
En in ons tyd word elektromagnete ook wyd in medisyne gebruik, en waarskynlik een van hierdie toestelle waarvan almal gehoor het, is MRI. Dit werk op die basis van magnetiese kernresonansie, en is in werklikheid 'n groot en kragtige elektromagneet.
tegniek
Soortgelyke magnete word ook in verskeie tegnieke en elektronika gebruik, en in die huishoudelike sfeer, byvoorbeeld, as slotte. Sulke slotte is gerieflik omdat dit baie vinnig en maklik is om te gebruik, maar terselfdertyd is dit genoeg om die gebou in 'n noodgeval te ontspan - en almal sal oopmaak, wat baie gerieflik is in geval van brand.
En, natuurlik, die werking van alle relais is gebaseer op die beginsels van elektromagnetisme.
Soos jy kan sien, is dit 'n baie belangrike toestel wat toepassing gevind het in verskeie velde van wetenskap en tegnologie.
