Articolul descrie ce este un electromagnet, pe ce principiu este aranjat și în ce zone este utilizat acest tip de magnet.
Magnetism
Probabil una dintre cele mai uimitoare, dar simple reacții fizice este magnetismul. În urmă cu peste trei mii de ani, mulți oameni de știință din Grecia antică și China cunoșteau proprietățile neobișnuite ale „pietrelor magnetice”.
În vremea noastră, nu vei surprinde pe nimeni cu magneți, chiar și pe cei mai puternici - pe bază de neodim. Ele sunt adesea vândute sub formă de bibelouri sau pot fi găsite în interiorul diferitelor aparate și mecanisme. Cu toate acestea, puțini oameni știu cât de important este magnetismul pentru progresul științific și tehnologic.
Dar la începutul secolului al XIX-lea a fost creat un astfel de dispozitiv precum electromagnet. Deci, ce este un electromagnet, cum funcționează și unde este folosit? Vom vorbi despre asta în acest articol.
Definiție
Un electromagnet este un dispozitiv special a cărui funcționare creează un câmp magnetic atunci când i se aplică un curent electric. Cel mai adesea, electromagneții constau dintr-o înfășurare primară și un miez care are proprietăți feromagnetice.
Înfășurarea este de obicei realizată din fire de cupru sau aluminiu de diferitegrosime, neapărat acoperit cu izolație. Dar există și electromagneți din materiale supraconductoare. Circuitele magnetice în sine sunt realizate din oțel, aliaje fier-nichel sau fontă. Și pentru a minimiza pierderile de curent turbionar, circuitele magnetice sunt realizate structural dintr-un set întreg de foi subțiri. Acum știm ce este un electromagnet. Să aruncăm o privire mai atentă asupra istoricului acestui dispozitiv util.
Istorie
Creatorul electromagnetului este William Sturgeon. El a fost cel care în 1825 a făcut primul astfel de magnet. Din punct de vedere structural, dispozitivul era o bucată cilindrică de fier în jurul căreia era înfășurat un fir gros de cupru izolat. În momentul în care trecea un curent electric prin el, tija de metal a căpătat proprietățile unui magnet. Și când fluxul de curent a fost întrerupt, dispozitivul și-a pierdut imediat tot magnetismul. Această calitate - pornirea și oprirea dacă este necesar - este cea care permite utilizarea electromagneților într-o serie de domenii tehnologice și industriale.
Ne-am luat în considerare întrebarea ce este un electromagnet. Acum să ne uităm la principalele sale tipuri. Ele sunt împărțite în funcție de metoda de creare a câmpului magnetic. Dar funcția lor rămâne aceeași.
Vizualizări
Electromagneții sunt de următoarele tipuri:
- DC neutru. Într-un astfel de dispozitiv, fluxul magnetic este creat prin intermediul unui curent electric direct trecut prin înfășurare. Aceasta înseamnă că forța de atracție a unui astfel de electromagnet variază în funcție doar de mărimecurent, și nu din direcția sa în înfășurare.
- DC polarizat. Acțiunea unui electromagnet de acest fel se bazează pe prezența a două fluxuri magnetice independente. Dacă vorbim despre polarizare, atunci prezența acesteia este de obicei creată de magneți permanenți (în cazuri rare, electromagneți suplimentari) și este necesar să se creeze o forță atractivă atunci când înfășurarea este oprită. Iar acțiunea unui astfel de electromagnet depinde de mărimea și direcția curentului electric care se mișcă în înfășurare.
- AC. În astfel de dispozitive, bobina electromagnetului este alimentată de curent electric alternativ. În consecință, cu o anumită periodicitate, fluxul magnetic își schimbă direcția și magnitudinea. Iar forța de atracție variază doar în mărime, motiv pentru care „pulsează” de la o valoare minimă la o valoare maximă cu o frecvență care este de două ori mai mare decât frecvența curentului electric care o alimentează.
Ne-am familiarizat deja cu tipurile de ele. Acum luați în considerare exemple de utilizare a electromagneților.
Industrie
Probabil toată lumea cel puțin o dată, dar a văzut o varietate de astfel de dispozitive ca un electromagnet de ridicare. Aceasta este o „clătită” groasă de diferite diametre, care are o forță uriașă de atracție și este folosită pentru a transporta mărfuri, fier vechi și, în general, orice alt metal. Comoditatea sa constă în faptul că este suficient să opriți alimentarea - iar întreaga sarcină este imediat decuplată și invers. Acest lucru simplifică foarte mult procesul de încărcare și descărcare.
Forțăelectromagnetul, de altfel, se calculează prin următoarea formulă: F=40550∙B^2∙S. Să o luăm în considerare mai detaliat. În acest caz, F este forța în kilograme (poate fi măsurată și în Newtoni), B este valoarea inducției și S este aria suprafeței de lucru a dispozitivului.
Medicina
Încă de la sfârșitul secolului al XIX-lea, electromagneții erau folosiți în medicină. Un astfel de exemplu este un aparat special care ar putea îndepărta corpurile străine (așchii de metal, rugină, solzi etc.) din ochi.
Și în vremea noastră, electromagneții sunt folosiți pe scară largă în medicină și, probabil, unul dintre aceste dispozitive despre care toată lumea a auzit este RMN-ul. Funcționează pe baza rezonanței nucleare magnetice și, de fapt, este un electromagnet uriaș și puternic.
Tehnica
De asemenea, magneți similari sunt folosiți în diverse tehnici și electronice, și în sfera casnică, de exemplu, ca încuietori. Astfel de încuietori sunt convenabile deoarece sunt foarte rapide și ușor de utilizat, dar în același timp este suficient să scoateți sub tensiune clădirea în caz de urgență - și toate se vor deschide, ceea ce este foarte convenabil în caz de incendiu.
Și, desigur, funcționarea tuturor releelor se bazează pe principiile electromagnetismului.
După cum puteți vedea, acesta este un dispozitiv foarte important care și-a găsit aplicație în diferite domenii ale științei și tehnologiei.
