Що таке електромагніт? Їх види та призначення

У статті розповідається про те, що таке електромагніт, за яким принципом він влаштований, і в яких сферах застосовується такий тип магнітів.

магнетизм

Напевно, однією з найбільш дивовижних, але в той же час простих фізичних реакцій є магнетизм. Ще понад три тисячі років тому багатьом вченим Стародавньої Греції та Китаю були відомі незвичайні властивості "магнітних каменів".

У наш же час магнітами нікого не здивуєш, навіть найпотужнішими - на основі неодиму. Вони часто продаються як дрібничок або ж зустріти їх можна всередині різних приладів і механізмів. Однак мало хто знає, наскільки важливий магнетизм для науково-технічного прогресу.

Але на початку XIX століття було створено такий пристрій, як електромагніт. Так що таке електромагніт, як він влаштований і де застосовується? Про це ми і поговоримо в даній статті.

визначення

Електромагніт - це спеціальний пристрій, робота якого створює магнітне поле при подачі на нього електричного струму. Найчастіше електромагніти складаються з первинної обмотки і осердя, який володіє феромагнітними властивостями.

Обмотка виготовляється зазвичай з мідного або алюмінієвого дроту різної товщини, обов`язково покритого ізоляцією. Але існують і електромагніти з надпровідних матеріалів. Самі ж магнітопроводи роблять зі сталі, залізонікелевих сплавів або чавуну. А для того щоб мінімізувати втрати на вихрові струми, магнітопроводи конструктивно виконуються з цілого набору тонких листів. Тепер ми знаємо, що таке електромагніт. Розглянемо більш докладно історію створення цього корисного пристрою.

Історія

Творцем електромагніту вважається Вільям Стерджен. Саме він в 1825 році зробив перший подібний магніт. Конструктивно пристрій являв собою циліндричний шматок заліза, навколо якого був намотаний товстий заізольовані мідний дріт. У момент, коли по ньому пускали електричний струм, стрижень з металу набував властивості магніту. А коли протягом струму переривалося, весь магнетизм пристрій відразу ж втрачало. Саме така якість - включення і відключення при необхідності - і дозволяє застосовувати електромагніти в ряді технологічних і промислових сфер.

Ми розглянули питання про те, що таке електромагніт. Тепер же розберемо основні його види. Поділяються вони в залежності від способу створення магнітного поля. Але функція їх залишається однією і тією ж.

Відео: Келихи, їх види і призначення

види

Електромагніти бувають наступних видів:

• Нейтральні постійного струму. У такому пристрої магнітний потік створюється за допомогою постійного електричного струму, пропущеного через обмотку. А значить, сила тяжіння такого електромагніту варіюється в залежності тільки від величини струму, а не від його напряму в обмотці.
• Поляризовані постійного струму. Дія електромагніту подібного роду засноване на наявності двох незалежних магнітних потоків. Якщо говорити про поляризующем, то його наявність створюється зазвичай постійними магнітами (В окремих випадках - додатковими електромагнітами), і потрібен він для створення притягує сили при вимкненому обмотці. А дія такого електромагніту залежить від величини і напрямку електричного струму, який рухається в обмотці.
• Змінного струму. У таких пристроях котушка електромагніта харчується електрикою змінного струму. Відповідно, з певною періодичністю магнітний потік змінює свій напрямок і величину. А сила тяжіння варіюється лише за величиною, через що вона "пульсує" від мінімального до максимального значення з частотою, яка має дворазову величину по відношенню до частоти яке живить її електричного струму.

З тим, які їх види бувають, вже ми ознайомилися. Тепер же розглянемо приклади використання електромагнітів.

промисловість

Напевно, все хоч раз, але бачили різновиди такого пристрою, як електромагніт підйомний. це товстий "млинець" різного діаметру, який має величезну силою тяжіння і використовується для перенесення вантажу, металобрухту і взагалі будь-якого іншого металу. Зручність його полягає в тому, що досить вимкнути живлення - і весь вантаж відразу ж відчіплюється, і навпаки. Це значно спрощує процес завантаження та розвантаження.

Сила електромагніта, до речі, розраховується за такою формулою: F = 40550 B ^ 2 S. Розглянемо її більш детально. В даному випадку F - це сила в кілограмах (також може вимірюватися в ньютонах), B - значення індукції, а S - площа робочої поверхні пристрою.

Медицина

Ще в кінці XIX століття електромагнітам знайшли застосування в медицині. Один з таких прикладів - це спеціальний апарат, який міг витягати з ока сторонні предмети (металеву стружку, іржу, окалину та інші).

І в наш час електромагніти також широко використовуються в медицині, і, напевно, один з таких апаратів, про який чули всі, - це МРТ. Працює він на основі магнітно-ядерного резонансу, і, по суті, є величезним і потужним електромагнітом.

техніка

Також подібні магніти застосовуються в різній техніці та електроніці, і в побутовій сфері, наприклад, в якості замків. Такі замки зручні тим, що дуже швидкі і прості в роботі, але при цьому досить в екстреній ситуації знеструмити будинок - і всі вони відкриються, що дуже зручно при пожежі.

Ну і, само собою, робота всіх реле влаштована на принципах електромагнетизму.

Як бачимо, це дуже важливий пристрій, яке знайшло застосування в різних сферах науки і техніки.