Co je elektromagnet? Jejich typy a cíle

Článek popisuje, jaký je elektromagnet, podle jakého principu je uspořádán a v jakých sférách se používá tento typ magnetů.

Magnetismus

Pravděpodobně jedna z nejvíce překvapivých, ale zároveň jednoduchých fyzických reakcí je magnetismus. Před více než třemi tisíci lety vědci starého Řecka a Číny věděli o neobvyklých vlastnostech "magnetických kamenů".

Magnety zároveň nepřekvapí nikoho, ani ty nejsilnější - založené na neodymu. Jsou často prodávány jako trinkety nebo se nacházejí uvnitř různých zařízení a mechanismů. Jen málo vědí, jak důležitý je magnetismus pro vědecký a technologický pokrok.

Ale na začátku 19. století bylo vytvořeno takové zařízení jako elektromagnet. Takže co je to elektromagnet, jak je uspořádáno a kde se používá? O tom budeme hovořit v tomto článku.

Definice

Elektromagnet je speciální zařízení, jehož práce vytváří magnetické pole, když se na něj aplikuje elektrický proud. Nejčastěji se elektromagnety skládají z primárního vinutí a jádra, které má feromagnetické vlastnosti.

Vinutí je obvykle vyrobeno z měděného nebo hliníkového drátu různé tloušťky, nutně pokryté izolací. Ale existují také elektromagnety ze supravodivých materiálů. Samotné magnetické jádro je vyrobeno z oceli, slitin železa a niklu nebo litiny. A aby se minimalizovaly ztráty vířivé proudy, magnetické jádra jsou konstruktivně provedeny z celé sady tenkých plechů. Nyní víme, co je elektromagnet. Podívejme se blíže na historii tohoto užitečného zařízení.

Historie

Tvůrcem elektromagnetu je William Sturgeon. Byl to ten, kdo v roce 1825 vyrobil první takový magnet. Strukturálně zařízení bylo válcového kusu železa, kolem kterého byl navinut tlustý izolovaný měděný drát. V době, kdy byl přesunut elektrický proud, kovová tyč získala vlastnosti magnetu. A když byl proud přerušen, okamžitě došlo ke ztrátě magnetistického zařízení. To je tato kvalita - zapojení a deaktivace v případě potřeby - a umožňuje použití elektromagnetů v řadě technologických a průmyslových sfér.

Uvažovali jsme o tom, co je elektromagnet. Nyní analyzujeme jeho hlavní typy. Jsou rozděleny podle způsobu vytváření magnetického pole. Ale jejich funkce zůstává stejná.

Typy

Elektromagnety přicházejí v těchto formách:

• Neutrální stejnosměrný proud. V takovém zařízení magnetický tok Vytváří se pomocí konstantního elektrického proudu procházejícího vinutím. Takže síla přitažlivosti takového elektromagnetu se liší v závislosti pouze na velikosti proudu a nikoli na jeho směru ve vinutí.
• Polarizovaný stejnosměrný proud. Účinek elektromagnetu tohoto druhu je založen na přítomnosti dvou nezávislých magnetických toků. Když mluvíme o polarizaci, pak je její přítomnost obvykle vytvořena permanentní magnety (ve vzácných případech - přídavné elektromagnety) a je zapotřebí vytvořit atraktivní sílu s vypnutým vinutím. A působení takového elektromagnetu závisí na velikosti a směru elektrického proudu, který se pohybuje ve vinutí.
• AC proud. V těchto zařízeních je cívka elektromagnetu napájena střídavým proudem. Proto s určitou periodicitou mění magnetický tok svůj směr a velikost. Přitažlivá síla se liší pouze ve velikosti, což je důvod, proč je „pulzuje“ z minimální na maximální hodnotu při frekvenci, která má dvojí hodnotu s ohledem na četnost jeho dodávky elektrického proudu.

S jakými druhy jsou, jsme již četli. Nyní zvážíme příklady použití elektromagnetů.

Průmysl

Pravděpodobně, i když čas, ale viděl verze takového zařízení, jako elektromagnet zvedání. Jedná se o tlustou "palačinku" různých průměrů, která má obrovský síla přitažlivosti a používá se k přepravě nákladu, kovového šrotu a jakéhokoli jiného kovu. Pohodlí je, že stačí vypnout napájení - a celá zátěž se okamžitě odpojí a naopak. To značně zjednodušuje proces nakládání a vykládání.

Pevnost elektromagnetu mimochodem je vypočtena podle následujícího vzorce: F = 40550 · B ^ 2 · S. Zvažme to podrobněji. V tomto případě je F síla v kilogramech (lze také měřit v newtonech), B je indukční hodnota a S je plocha pracovního povrchu zařízení.

Medicína

Dokonce i na konci 19. století byly v medicíně použity elektromagnety. Jedním z takovýchto příkladů je speciální přístroj, který by mohl z oka extrahovat cizí tělesa (kovové hobliny, rez, měřítko atd.).

A v naší době jsou elektromagnety také široce používány v medicíně, a pravděpodobně jedno z takových zařízení, o kterých všichni slyšeli, je MRI. Pracuje na základě magnetické a nukleární rezonance a ve skutečnosti je obrovský a silný elektromagnet.

Technika

Také takové magnety se také používají v různých technikách a elektronice, a například v domácí sféře jako zámky. Takové zámky jsou vhodné proto, že jsou velmi rychlé a snadno ovladatelné, ale stačí deaktivovat budovu v nouzové situaci a všechny se otevírají, což je velmi výhodné pro požár.

Samozřejmě, práce všech relé je založena na principech elektromagnetismu.

Jak můžete vidět, je to velmi důležité zařízení, které bylo nalezeno v různých oblastech vědy a techniky.