מהו אלקטרומגנט? הסוגים והמטרות שלהם

המאמר מספר על מה האלקטרומגנט הוא, על פי איזה עיקרון הוא מסודר, ובאיזה סוג זה של סוג של מגנטים משמש.

מגנטיות

כנראה אחד המדהים ביותר, אבל באותו זמןהזמן של תגובות פיזיות פשוטות הוא מגנטיות. לפני יותר משלושת אלפים שנה, מדענים רבים של יוון וסין היו מודעים למאפיינים יוצאי דופן של "אבנים מגנטיות".

יחד עם זאת, אתה לא מפתיע אף אחד עם מגנטים, אפילוהחזק ביותר - מבוסס על ניאודימיום. הם נמכרים לעתים קרובות כמו תכשיטים או שהם יכולים להימצא בתוך מכשירים ומנגנונים שונים. עם זאת, מעטים יודעים כמה חשוב מגנטיות עבור התקדמות מדעית וטכנולוגית.

אבל בתחילת המאה ה XIX, מכשיר כזה כמו אלקטרומגנט נוצר. אז מה הוא אלקטרומגנט, איך הוא מסודר ואיפה הוא מוחל? נדבר על כך במאמר זה.

הגדרה

אלקטרומגנט הוא מכשיר מיוחד,שעבודתם יוצרת שדה מגנטי כאשר זרם חשמלי מוחל עליו. לרוב, אלקטרומגנטים מורכבים עיקרי הליבה ואת הליבה כי יש תכונות פרומגנטיות.

סלילה בדרך כלל עשוי נחושת אוחוט אלומיניום של עובי שונים, מכוסה בהכרח עם בידוד. אבל יש גם אלקטרומגנטים מחומרים מוליכים. ליבות מגנטי עצמן עשויים פלדה, סגסוגות ברזל ניקל או ברזל יצוק. ועל מנת למזער הפסדים על זרמי אדי, ליבות מגנטי מבוצעות מבנית מכל קבוצה שלמה של סדינים דקות. עכשיו אנחנו יודעים מה זה אלקטרומגנט. בואו ניקח מבט מקרוב על ההיסטוריה של המכשיר הזה שימושי.

היסטוריה

יוצר האלקטרומגנט הוא ויליאםחדקן. זה היה הוא שב- 1825 עשה את המגנט הראשון. מבחינה מבנית, המכשיר היה גליל ברזל, שסביבו היה חוט נחושת מבודד עבה. בזמן שזרם חשמלי נדחק דרכו, מוט המתכת רכש את המאפיינים של מגנט. וכאשר זרם הנוכחי נקטע, כל מכשיר המגנטיות איבד מיד. איכות זו - הכללה והשביה, במידת הצורך - ומאפשרת שימוש באלקטרומגנטים במספר תחומים טכנולוגיים ותעשייתיים.

שקלנו את השאלה מה האלקטרומגנט. עכשיו בואו לנתח את הסוגים העיקריים. הם מחולקים על פי שיטת יצירת השדה המגנטי. אבל הפונקציה שלהם נשאר אותו הדבר.

סוגים

אלקטרומגנטים באים בטפסים הבאים:

• זרם ישר נייטרלי. בהתקן כזה נוצר זרם שטף מגנטיבאמצעות זרם חשמלי קבוע עבר דרך סלילה. אז, כוח המשיכה של אלקטרומגנט כזה משתנה בהתאם רק את גודל הנוכחי, ולא על הכיוון שלה מתפתל.
• זרם ישיר מקוטב. הפעולה של אלקטרומגנט מסוג זה מבוססתעל נוכחותם של שני שטפים מגנטיים עצמאיים. אם כבר מדברים על קיטוב, נוכחותה נוצרת בדרך כלל על ידי מגנטים קבועים (במקרים נדירים - על ידי אלקטרומגנטים נוספים), והיא נדרשת ליצירת כוח אטרקטיבי עם סלילה כבוי. פעולה של אלקטרומגנט כזה תלוי בגודל ובכיוון של זרם חשמלי שזז סלילה.
• זרם חילופין. במכשירים כאלה, סליל של אלקטרומגנטהוא מופעל על ידי חשמל AC. לפיכך, עם מחזוריות מסוימת, השטף המגנטי משנה את הכיוון ואת גודל. וכוח המשיכה משתנה רק בגודלו, בגלל מה שהוא "פולס" מהמינימום לערך המקסימלי עם תדר בעל ערך כפול ביחס לתדר הזרם החשמלי המזין אותו.

עם איזה מהם הם כבר קראנו. עכשיו בואו ניקח בחשבון את השימוש של אלקטרומגנטים.

תעשייה

כנראה, כל הזמן, אבל ראה גרסאותמכשיר כזה כמו הרמת אלקטרומגנט. זהו "פנקייק" עבה של קטרים ​​שונים, אשר יש כוח משיכה עצום והוא משמש לשאת מטען, גרוטאות מתכת וכל מתכת אחרת. נוחות היא כי זה מספיק כדי לכבות את הכוח - ואת העומס כולו מיד לנתק, ולהיפך. זה מאוד מפשט את תהליך הטעינה והפריקה.

כוחו של אלקטרומגנט, אגב, מחושב על ידיהנוסחה הבאה: F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S. בואו נחשוב על זה ביתר פירוט. במקרה זה, F הוא הכוח בקילוגרמים (ניתן גם למדוד בניוטונים), B הוא ערך האינדוקציה, ו- S הוא שטח משטח העבודה של המכשיר.

רפואה

גם בסוף המאה XIX, אלקטרומגנטיםיישום ברפואה. דוגמה אחת כזו היא מנגנון מיוחד שיכול להוציא גופים זרים (שבבי מתכת, חלודה, סולם וכו ') מן העין.

ובזמן שלנו, אלקטרומגנטים הם גם נרחבמשמשים ברפואה, וכנראה, אחד המכשירים האלה, שעליו שמעו כולם, הוא MRI. זה עובד על בסיס תהודה מגנטית גרעינית, ולמעשה, הוא אלקטרומגנט ענק ורב עוצמה.

טכניקה

גם מגנטים דומים משמשים שוניםהנדסה ואלקטרוניקה, וכן בתחום המקומי, למשל, כמו מנעולים. מנעולים כאלה נוח כי הם מאוד מהר וקל לתפעול, אבל זה מספיק כדי להמריץ את הבניין במצב חירום, וכולם ייפתחו, וזה מאוד נוח אש.

ובכן, כמובן, את העבודה של כל ממסרים מבוססת על עקרונות אלקטרומגנטיות.

כפי שניתן לראות, זהו מכשיר חשוב מאוד אשר נמצא יישום בתחומים שונים של מדע וטכנולוגיה.