Elektromagnetsammensetning, deler, hvordan det fungerer og applikasjoner

EN Elektromagnet Det er en enhet som produserer magnetisme fra den elektriske strømmen. Hvis den elektriske strømmen opphører, forsvinner også magnetfeltet. I 1820 ble det oppdaget at en elektrisk strøm produserer i omgivelsene et magnetfelt. Fire år senere ble den første elektromagneten oppfunnet og bygget.

Den første elektromagneten besto av en jernhestesko malt med isolerende lakk, og på den atten atten spinn av kobbertråd uten elektrisk isolasjonsledning ble overveldet.

Figur 1. Elektromagnet. Kilde: Pixabay

Moderne elektromagneter kan ha forskjellige måter avhengig av den endelige bruken som vil bli gitt dem; Og det er kabelen som er isolert med lakk og ikke jernkjernen. Den vanligste formen for jernkjernen er sylindrisk, som den isolerte kobbertråden rulles.

En elektromagnet kan bare gjøres med det embopinous som produserer et magnetfelt, men jernkjernen multipliserer intensiteten på feltet.

Når den elektriske strømmen passerer gjennom viklingen av en elektromagnet, er jernkjernen magnetiza. Det vil si at de iboende magnetiske momentene til materialet er justert og lagt til å intensivere det totale magnetfeltet.

Magnetisme som sådan er kjent minst fra 600 til.C., Når de greske historiene de Mileto snakker i detalj av magneten. Magnetitt, et jernmineral, produserer magnetisme naturlig og permanent.

[TOC]

Elektromagneter fordeler

En utvilsomt fordel med elektromagneter er at magnetfeltet kan etableres, økes eller fjernes gjennom kontroll av elektrisk strøm. Når du produserer permanente magneter, er elektromaginer nødvendig. 

Nå, hvorfor skjer dette? Svaret er at magnetisme er i egenhånd for å gjøre noe så vel som strøm, men begge fenomenene manifesterer seg bare under visse forhold.

Det kan imidlertid sies at kilden til magnetfeltet er de elektriske belastningene i bevegelse eller elektrisk strøm. Inne. Det er grunnen til at materialer normalt ikke viser magnetisme.

Den beste måten å forklare det på er å tenke at små magnetiske momenter (magnetiske momenter) som peker i alle retninger er plassert inne i motivet, slik at deres makroskopiske effekt blir kansellert.

I ferromagnetiske materialer kan magnetiske momenter justere og danne regioner som kalles Magnetiske domener. Når et eksternt felt blir brukt, er disse domenene justert.

Kan tjene deg: konduktans: formler, beregning, eksempler, øvelser

Når det ytre feltet fjernes, går ikke disse domenene tilbake til sin opprinnelige tilfeldige posisjon, men forblir delvis justert. På denne måten er materialet magnetisert og danner en permanent magnet.

Sammensetning og deler av en elektromagnet

En elektromagnet er sammensatt av:

- En isolert kabel svingete med lakk.

- En jernkjerne (valgfritt).

- En nåværende kilde, som kan være kontinuerlig eller alternativ.

Figur 2. Deler av en elektromagnet. Kilde: Selvlaget.

Viklingen er sjåføren som passerer strømmen produsert av magnetfeltet og er registrert i form av en fjær.

I viklingen er svingene eller svingene vanligvis veldig sammen. Det er derfor det er ekstremt viktig at kabelen som viklingen utføres med har en elektrisk isolator, som oppnås med en spesiell lakk. Hensikten med lakken er at selv når svingene er gruppert og berører hverandre, forblir de elektrisk isolert og strømmen følger deres spiralkurs.

Jo større tykkelse den svingete driveren har, jo større vil den nåværende intensiteten støtte kabelen, men den begrenser det totale antallet svinger som kan overveldes. Det er av denne grunn at mange elektromagnetspoler bruker en tynn kabel.

Det produserte magnetfeltet vil være proporsjonalt med strømmen som går gjennom den svingete sjåføren og også proporsjonal med skytetettheten. Dette betyr at jo mer svinger per lengdeenhet er plassert, jo større er intensiteten til feltet.

Jo mer strammet spisene til viklingen er, jo større er antallet det passer i en gitt lengde, og øker dens tetthet og derfor det resulterende feltet. Dette er en annen av grunnene til at elektromagneter bruker isolert kabel med lakk i stedet for plast eller annet materiale, noe som vil gi tykkelse.

Magnetventil

I en sylindrisk magnetventil eller elektriman som den som er vist i figur 2, vil intensiteten til magnetfeltet bli gitt ved følgende forhold:

B = μ⋅n⋅i

Der B er magnetfeltet (eller magnetisk induksjon), som i enheter av det internasjonale systemet måles i Tesla, er μ den magnetiske permeabiliteten til kjernen, N er n er tettheten av svinger eller antall svinger for hver meter og til slutt strømmen I som sirkulerer gjennom viklingen som måles i forsterkere (a).

Den magnetiske permeabiliteten til jernkjernen avhenger av legeringen av den og er vanligvis mellom 200 og 5000 ganger permeabiliteten til luften. I denne samme faktoren multipliseres det resulterende feltet med hensyn til en elektromagnet uten jernkjerne. Luftpermeabilitet er omtrent lik den for vakuum, som er μ₀= 1,26 × 10^-6 T*m/a.

Kan tjene deg: sol

Hvordan virker det?

For å forstå funksjonen til en elektromagnet er det nødvendig å forstå magnetismens fysikk.

La oss starte med en enkel rett kabel som transporterer en strøm I, denne strømmen produserer et magnetfelt B rundt kabelen.

Figur 3. Magnetfelt produsert av en rett kabel. Kilde: Wikimedia Commons

Magnetfeltlinjene rundt den rette kabelen er konsentriske sirkler rundt førerkabelen. Feltlinjene oppfyller regelen om høyre hånd, det vil si at hvis tommelen på høyre hånd peker i retning av strøm.

Magnetfelt av en rett kabel

Magnetfeltet på grunn av en rett kabel i en avstand R av det er:

Dette betyr at en halv centimeter fra driveren magnetfeltet er 40 millioner av Tesla, av samme rekkefølge av landmagnetfeltet.

Anta at vi bretter kabelen slik at den danner en sirkel eller spase, deretter magnetfeltlinjene til innsiden av den kommer sammen og peker alt i samme retning, og legger og forsterker seg selv. In innsiden av Løkke o Sirkel feltet er mer intenst enn på utsiden, der feltlinjene er atskilt og svekket.

Figur 4. Magnetfelt produsert av en sirkeltråd. Kilde: Wikimedia Commons

Magnetfeltet i midten av en løkke

Det resulterende magnetfeltet i midten av en radiospase til som transporterer en strøm jeg er:

Dette betyr at i midten av en spiral en centimeter i diameter vil magnetfeltet være 125,7 millioner av Tesla. Disse verdiene viser at effekten av å brette driveren i en sirkulær form forsterker magnetfeltet i midten av sirkelen, som fremdeles er 0,5 cm fra driveren.

Effekten multipliserer hvis vi får kabelen hver gang slik at den har to, tre, fire, ... og mange svinger. Når vi ruller opp fjærformet kabel med veldig godt magnetfeltet inne i fjæren er den ensartet og veldig intens, mens den på utsiden er det praktisk talt null.

Anta at vi ruller kabelen i en spiral på 30 omganger i 1 cm lang og 1 cm i diameter. Dette gir 3000 runderskumtetthet per meter.

Kan tjene deg: hva er egenskapene til materie? (Med eksempler)

Ideell magnetmagnetfelt

I en ideell magnetventil er magnetfeltet inni av:

Dette betyr at magnetfeltet intensiveres opp til omtrent 377 000 millioner -løsninger fra Tesla.

Kort sagt, beregningene våre for en kabel som fører 1 strøm amperium og beregner magnetfeltet i mikroteslas, alltid 0,5 cm unna til kabelen i forskjellige konfigurasjoner:

1. Rett kabel: 40 mikroteslas.
2. Kabel i en sirkel på 1 cm i diameter: 125 mikroteslas.
3. 300 runder spiral i 1 cm: 3770 mikroteslas = 0,003770 Tesla.

Men hvis vi legger til spiralen en jernkjerne med relativt godtgjørelse på 100, multipliserer feltet 100 ganger, det vil si 0,37 Tesla.

Det er også mulig TIL:

Ferromagnetiske materialer har karakteristikken for at magnetfeltet B er mettet med en viss maksimal verdi. I jernkjernene med større permeabilitet er denne verdien mellom 1,6 og 2 Tesla.

Forutsatt at et magnetisk metningsfelt på 1,6 Tesla, vil kraften per kvadratmeter av jernkjerneområdet utøvd av elektromagneten være 10^6 Newton tilsvarer 10^5 kilo kraft, det vil si 0,1 tonn med kvadratmeter av tverrsnitt.

Dette betyr at en elektromagnet i 1,6 Tesla -metningsfeltet utøver en 10 kg kraft på en jernkjerne på 1 cm² av tverrsnitt.

Elektromagnetapplikasjoner

Elektromagnes er en del av mange enheter og enheter. For eksempel er de til stede inne:

- Elektriske motorer.

- Generatorer og dynamos.

- Høyttalere.

- Elektromekaniske reléer eller suiches.

- Elektriske timbres.

- Magnetventiler for strømningskontroll.

- Harde datamaskinplater.

- Scaly Scale Cranes.

- Metallskiller fra byavfall.

- Elektriske bremser av tog og lastebiler.

- Nuclear Magnetic Resonance Image Machines.

Og mange flere enheter.

Referanser

1. Garcia, f. Magnetfelt. Gjenopprettet fra: www.SC.Ehu.er
2. Tagueña, J. Og Martina, og. Magnetismen. Fra kompass til spinn. Hentet fra: Library Adigital.Ilce.Edu.MX.
3. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysikk med moderne fysikk. 14. Ed. Volum 2. 921-954.
4. Wikipedia. Elektromagnet. Gjenopprettet fra: Wikipedia.com
5. Wikipedia. Elektromagnet. Gjenopprettet fra: Wikipedia.com
6. Wikipedia. Magnetisering. Gjenopprettet fra: Wikipedia.com