Artikkel kirjeldab, mis on elektromagnet, mis põhimõttel see on paigutatud ja millistes piirkondades seda tüüpi magneteid kasutatakse.
Magnetism
Tõenäoliselt üks hämmastavamaid, kuid samas lihtsamaid füüsilisi reaktsioone on magnetism. Rohkem kui kolm tuhat aastat tagasi teadsid paljud Vana-Kreeka ja Hiina teadlased "magnetkivide" ebatavalisi omadusi.
Meie ajal ei üllata te kedagi magnetitega, isegi kõige võimsamate - neodüümi baasil. Neid müüakse sageli nipsasjadena või võib neid leida mitmesuguste seadmete ja mehhanismide seest. Kuid vähesed inimesed teavad, kui oluline on magnetism teaduse ja tehnoloogia arengu jaoks.
Kuid 19. sajandi alguses loodi selline seade nagu elektromagnet. Mis on elektromagnet, kuidas see töötab ja kus seda kasutatakse? Räägime sellest selles artiklis.
Definitsioon
Elektromagnet on spetsiaalne seade, mille toimimine tekitab magnetvälja, kui sellele rakendatakse elektrivoolu. Enamasti koosnevad elektromagnetid primaarmähisest ja südamikust, millel on ferromagnetilised omadused.
Mähis on tavaliselt valmistatud erinevast vask- või alumiiniumtraadistpaksus, tingimata kaetud isolatsiooniga. Kuid on ka ülijuhtivatest materjalidest valmistatud elektromagneteid. Magnetahelad ise on valmistatud terasest, raua-nikli sulamitest või malmist. Ja pöörisvoolukadude minimeerimiseks on magnetahelad struktuurselt valmistatud tervest õhukeste lehtede komplektist. Nüüd teame, mis on elektromagnet. Vaatame lähem alt selle kasuliku seadme ajalugu.
Ajalugu
Elektromagneti looja on William Sturgeon. Just tema valmistas 1825. aastal esimese sellise magneti. Struktuuriliselt oli seade silindrikujuline rauatükk, mille ümber oli keritud jäme isoleeritud vasktraat. Sel hetkel, kui sellest läbi lasti elektrivool, omandas metallvarras magneti omadused. Ja kui vooluvool katkes, kaotas seade kohe igasuguse magnetismi. Just see kvaliteet – vajadusel sisse- ja väljalülitamine – võimaldab kasutada elektromagneteid mitmetes tehnoloogia- ja tööstusvaldkondades.
Oleme kaalunud küsimust, mis on elektromagnet. Vaatame nüüd selle peamisi tüüpe. Need jagunevad sõltuv alt magnetvälja loomise meetodist. Kuid nende funktsioon jääb samaks.
Vaatused
Elektromagneteid on järgmist tüüpi:
- Neutraalne DC. Sellises seadmes tekib magnetvoog mähist läbiva alalisvoolu abil. See tähendab, et sellise elektromagneti tõmbejõud varieerub sõltuv alt ainult suurusestvoolust, mitte selle suunast mähises.
- Polariseeritud alalisvoolu. Seda tüüpi elektromagneti toime põhineb kahe sõltumatu magnetvoo olemasolul. Kui me räägime polariseerimisest, siis selle olemasolu tekitavad tavaliselt püsimagnetid (harvadel juhtudel täiendavad elektromagnetid) ja see on vajalik tõmbejõu tekitamiseks, kui mähis on välja lülitatud. Ja sellise elektromagneti toime sõltub mähises liikuva elektrivoolu suurusest ja suunast.
- AC. Sellistes seadmetes töötab elektromagneti mähis vahelduvvooluga. Sellest lähtuv alt muudab magnetvoog teatud perioodilisusega oma suunda ja suurust. Ja külgetõmbejõud varieerub ainult suurusjärgus, mistõttu see "impulseerib" miinimumist maksimumväärtuseni sagedusega, mis on kaks korda suurem seda toitava elektrivoolu sagedusest.
Oleme juba tutvunud, mis tüüpi need on. Nüüd kaaluge näiteid elektromagnetide kasutamisest.
Tööstus
Tõenäoliselt igaüks vähem alt korra, kuid nägi mitmesuguseid selliseid seadmeid tõsteelektromagnetina. See on erineva läbimõõduga paks "pannkook", millel on tohutu tõmbejõud ja mida kasutatakse lasti, vanametalli ja üldiselt mis tahes muu metalli vedamiseks. Selle mugavus seisneb selles, et piisab toite väljalülitamisest - ja kogu koormus on kohe lahti ühendatud ja vastupidi. See lihtsustab oluliselt peale- ja mahalaadimisprotsessi.
Tugevuselektromagnet, muide, arvutatakse järgmise valemiga: F=40550∙B^2∙S. Vaatleme seda üksikasjalikum alt. Sel juhul on F jõud kilogrammides (saab mõõta ka njuutonites), B on induktsiooni väärtus ja S on seadme tööpinna pindala.
Meditsiin
Juba 19. sajandi lõpus hakati meditsiinis kasutama elektromagneteid. Üheks selliseks näiteks on spetsiaalne aparaat, mis suudab eemaldada silmast võõrkehad (metallilaastud, rooste, katlakivi jne).
Ja meie ajal kasutatakse elektromagneteid laialdaselt ka meditsiinis ja ilmselt on üks sellistest seadmetest, millest kõik kuulnud on, MRI. See töötab magnetilise tuumaresonantsi baasil ja on tegelikult tohutu ja võimas elektromagnet.
Tehnika
Samuti kasutatakse sarnaseid magneteid erinevates tehnikates ja elektroonikas ning koduses sfääris näiteks lukkudena. Sellised lukud on mugavad, kuna neid on väga kiire ja lihtne kasutada, kuid samas piisab, kui hädaolukorras hoone pingest välja lülitada – ja kõik need avanevad, mis on tulekahju korral väga mugav.
Ja loomulikult põhineb kõigi releede töö elektromagnetismi põhimõtetel.
Nagu näete, on see väga oluline seade, mis on leidnud rakendust erinevates teaduse ja tehnoloogia valdkondades.
