Электромагнит принцип действия: Что такое электромагнит и как его сделать

Конструкция и принцип действия

Устройство и работа выключателя

Выключатель представляет собой аппарат трёхполюсного исполнения с функционально зависимыми полюсами со встроенным приводом. Операции включения осуществляются приводом прямого действия за счет тягового усилия электромагнита включения (выключателей с электромагнитным приводом) или приводом косвенного действия за счёт тягового усилия пружины включения (выключателей с пружинным приводом). Отключение выключателя (в том числе автоматическое отключение при токах короткого замыкания или перегрузках) осуществляется за счет энергии, запасенной пружиной отключения выключателя при включении. 

Гашение дуги в выключателе осуществляется вакуумными дугогасительными камерами (КДВ). Электрическая дуга, благодаря специальной форме контактов, создающих собственное продольное (аксиальное) магнитное поле с диффузионной формой горения дуги, распадается и гасится при переходе тока через ноль. Благодаря высокой электрической прочности вакуумного промежутка в течение долей секунды между контактами восстанавливается напряжение.

Выключатель состоит из трех полюсов, закрепленных на корпусе привода выключателя. Каждый полюс содержит вакуумную дугогасительную камеру, механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и токовыводы.

1) Пружинный привод состоит из электромагнита взвода пружины, пружины включения, электромагнита включения, блока механических защёлок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закреплённой в корпусе привода.

2) Электромагнитный привод состоит из электромагнита включения, блока механических защёлок, демпфирующего гидравлического устройства, электромагнита отключения и аварийных расцепителей. Электрическая схема блока питания и управления выключателем собрана на панели, закреплённой в корпусе выключателя.

Включение выключателя

В исходном положении контакты камеры дугогасительной вакуумной разомкнуты, выключатель удерживается отключающей пружиной в отключенном положении. 

1) Оперативное включение выключателя с пружинным приводом производится нажатием кнопки «ВКЛ» или подачей напряжения на включающий электромагнит, при этом пружина включения, предварительно взведённая электромагнитом заводки или вручную, поворачивает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок—контактов узла контактного и постановка на механическую защелку. Происходит включение выключателя. После включения выключателя автоматически подается команда на электромагнит взвода пружины включения. Включённый выключатель с взведённой пружиной включения позволяет выполнить циклы АПВ: п. 1, 1а, 2 по ГОСТ 687-78.

Для ручного влючения выключателя с пружинным приводом необходимо предварительно рычагом взвести включающую пружину. После чего производится как оперативное, так и неоперативное включение выключателя нажатием на кнопку «ВКЛ».

2) Оперативное включение выключателя с электромагнитным приводом производится подачей напряжения на электромагнит, якорь электромагнита втягивается и поворачивает вал привода. Рычаги, связанные с валом тяговыми изоляторами, замыкают контакты КДВ и создают усилие поджатия контактов КДВ. Одновременно при повороте вала производится взвод отключающей пружины, переключение блок контактов узла контактного и постановка на механическую защёлку. Происходит включение выключателя.

Ручное неоперативное включение выключателя с электромагнитным приводом осуществляется поворотом вала рычагом. 

Ручное включение выключателя с электромагнитным приводом под нагрузку запрещается!

Отключение выключателя

При подаче сигнала на электромагнит отключения или аварийного сигнала на один из расцепителей максимального тока, или на расцепитель минимального напряжения, или на расцепитель от независимого источника тока тяги электромагнитов воздействуют на защелку. Блок защелок освобождает вал привода. За счет энергии, запасенной пружинами поджатия контактов КДВ блоков дугогасительных и отключающей пружины, вал привода выключателя возвращается в исходное положение. Происходит отключение выключателя. Механизм привода подготовлен к включению.

Ручное оперативное и неоперативное отключение выключателя осуществляется красной кнопкой «ОТКЛ», расположенной на панели выключателя.

Электромагниты МО – ЮЖУРАЛКРАН

Электромагниты МО предназначены для дистанционного электропривода пружинных колодочных тормозов серии ТКТ.

Условия эксплуатации:

• Диапазон рабочих температур — от -45°С до +40°С для исполнения У2, от -60°С до +40°С для исполнения УХЛ2, от -10°С до +45°С для исполнения Т2;
• Относительная влажность воздуха для районов с умеренным и холодным климатом до 100% при температуре 25°С, для районов с тропическим климатом до 100% при температуре 35°С;
• Окружающая среда – взрывобезопасная, не содержащая пыли в количестве, нарушающем работу электромагнита, а также агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
• Вибрационные нагрузки в диапазоне 1 — 35 Гц с максимальным ускорением 0,5 g без многократных ударов.

Структура условного обозначения электромагнитов МО:

Технические характеристики электромагнитов:

Электромагниты МО изготавливаются на напряжение 220 и 380 В для сетей однофазного переменного тока с частотой 50 или 60 Гц, рассчитаны на работу в прерывисто-продолжительном (ПВ100%) и повторно-кратковременном (ПВ40%) режимах.
Электромагниты МО, работающие в повторно-кратковременном режиме, допускают по нагреву до 1000 включений в час, а в прерывисто-продолжительном режиме до 300 включений в час.
Продолжительность цикла работы для режима ПВ40% не более 10 мин.

Тип электромагнита	Номинальный угол поворота якоря, град.	Номинальный момент электромагнита, H•м (кг•см)		Потребляемая (полная) мощность, В•А				Потребляемая (активная) мощность при втянутом якоре, Вт		Момент массы якоря, H•м (кг•см)
				в момент включения		при втянутом якоре
		ПВ 40%	ПВ 100%	ПВ 40%	ПВ 100%	ПВ 40%	ПВ 100%	ПВ 40%	ПВ 100%
МО-100Б	7,5	5,4 (55,0)	2,9 (30,0)	2000	1100	400	190	140	70	0,5 (5,0)
МО-200Б	5,5	39,2 (400,0)	19,6 (200,0)	6800	4000	1350	650	450	225	3,6 (36,0)

• Момент электромагнита гарантируется при напряжении не менее 0,85 номинального и угле поворота не более чем указанного в таблице, как в холодном, так и в нагретом состоянии.
• Момент электромагнита не включает момента, создаваемого массой якоря, величина которого указана для рабочего положения электромагнита.
• Для электромагнитов МО, рассчитанных на частоту тока 60 Гц, значения мощности на 20% больше величины, указанной в таблице.

Конструкция и принцип действия:

Основные узлы конструкции электромагнита: неподвижное ярмо 1, поворачивающийся якорь 2, шихтованные из электротехнической стали, крышка катушки 3, короткозамкнутый виток 4, катушка 5, ось 6.

Магнитопровод электромагнита МО, состоящий из неподвижного ярма 1 и поворачивающегося якоря 2, изготовлен из электротехнической стали. На ярме 1 установлена катушка 5, защищенная крышкой 3 и притянутая к ярму болтами. Выводы катушки 5 выполнены гибкими проводами с наконечниками.  Электромагнит крепится к одному из рычагов тормоза ТКТ, для чего в стойках ярма предусмотрены специальные прорези.

При подаче напряжения на выводы катушки, якорь 2, притягиваясь к неподвижному ярму 1, поворачивается на оси 6, сидящей в подшипниках, приваренных к стойкам ярма. При этом якорь нажимает перемычкой на шток тормоза и перемещает его, благодаря чему происходит растормаживание тормоза (колодки отходят от тормозного шкива).

При отключении электромагнита от питающей сети, тормозной шток под действием пружины тормоза нажимает на перемычку и заставляет якорь повернуться и отойти от ярма. При этом происходит затормаживание тормоза (колодки прилегают к тормозному шкиву).

Для устранения вибрации электромагнита на ярме установлен специальный короткозамкнутый виток 4. Как известно, при нормальной промышленной частоте электрического тока 50 Гц тяговое усилие изменяется от нуля до максимума 100 раз/сек. Короткозамкнутый виток рассчитан так, что в момент, когда исчезает магнитный поток, наводимый катушкой, виток наводит свой собственный поток, который удерживает якорь от отпадания. Обрыв короткозамкнутого витка приводит к тому, что якорь электромагнита 100 раз/сек отходит от ярма и снова притягивается к нему. При этом создается сильный шум, а пакеты якоря и ярма сильно нагреваются.

Из-за отсутствия демпфера при включении электромагнитов возникает сильный удар якоря о магнитопровод, передающийся на элементы крепления электромагнита и ось якоря. С увеличением размеров магнита усилия настолько возрастают, что не могут быть обеспечены надлежащая прочность и износостойкость электромагнита. Последнее обстоятельство ограничивает возможность применения короткоходовых электромагнитов переменного тока только для тормозов со шкивами до 200 мм.

Электромагнит МО-100Б является наиболее надежным. Его износостойкость составляет до 2,5 х 10⁶ циклов включений-отключений.

Электромагнит МО-200Б имеет несколько более низкую износостойкость – до 1,5 х 10⁶ циклов включений-отключений.

Электромагниты МО допускают в час до 1000 включений, однако учитывая их ограниченную износостойкость, применение этого вида привода следует ограничивать случаями, когда число включений не более 300 в час для электромагнитов МО-100Б и не более 150 в час для электромагнитов МО-200Б. При этих режимах работы и колебаниях напряжения сети, не выходящих за пределы 85-105% номинального, электромагниты имеют вероятность безотказной работы около 1 года эксплуатации.

Габаритные и присоединительные размеры:

Тип электромагнита	Габаритные и присоединительные размеры, мм
	А1	А2	А3	В1	В2	В3	В4	В5	В6	D	h2	h3	h4	h5	H5	L1	L2	L3	L4
МО-100Б	30,0	22,0	85,0	9,0	37,0	7,0	16,0	107,0	180,0	5,5	21,0	100,0	145,0	192,0	32,0	102,0	58,0	14,0	130,0
МО-200Б	38,0	40,0	140,0	13,0	74,0	9,0	21,0	174,0	295,0	5,5	27,0	135,0	235,0	297,0	60,0	133,0	80,0	16,0	175,0

Фотографии электромагнитов МО:

Техническое обслуживание электромагнитов серии МО:

• Не реже одного раза в месяц производить внешний профилактический осмотр;
• Проверять крепление электромагнита, а также надежность подсоединения питающих проводов.

Примеры заказа:

МО-100Б У2 380В 50Гц ПВ100% – электромагнит серии МО, для тормозного шкива диаметром 100 мм, модификация Б, климатическое исполнение У, категория размещения 2, напряжение питающей катушки 380В, частота 50Гц, режим работы ПВ=100%.

МО-200Б У2 380В 50Гц ПВ40% – электромагнит серии МО, для тормозного шкива диаметром 200 мм, модификация Б, климатическое исполнение У, категория размещения 2, напряжение питающей катушки 380В, частота 50Гц, режим работы ПВ=40%.

Электромагниты и их применение

Я думаю, что любой из вас не единожды сталкивался с явлением магнетизма. На вопрос, почему кусок железной руды притягивает гвозди, булавки и так далее, ответ даётся в физике. Это происходит потому, что в пространстве вокруг магнита имеется особое силовое поле, которое называют магнитным.

Но это поле существует не только вокруг природных магнитов. Его можно создать и при помощи электрического тока. Например, если по проводнику пропускать электрический ток, то вокруг него тоже возникает магнитное поле. Если электрический ток выключить, то магнитное поле сразу же исчезнет.

Но при прохождении тока по проводу возникает очень слабое магнитное поле.

Чтобы его усилить, провод надо намотать на полый каркас в виде катушки из диэлектрика. Таким образом получают электромагнит.

Такие магниты широко используются в электродвигателях, подъёмных кранах, для изготовления реле, автоматических устройств, электрических звонков и так далее.

Как же выглядит электромагнит? Он представляет собой катушку медной изолированной проволоки. По ней, сообщая свойства магнита, протекает электрический ток. Чтобы ещё больше усилить магнитные свойства катушки, в неё вставляют стальной сердечник.

На электрических схемах электромагнит обозначают так:

Схема включения электромагнита в электрическую цепь выглядит так:

Для изготовления катушек или обмоток используют специальное приспособление, которое называется намоточный станок.

Он состоит из каркаса, который закрепляют на валу с помощью резиновых колец. Катушку с которой будет сматываться провод устанавливают на вертикальном стержне. Затем конец провода пропускают в отверстие щеки каркаса и закрепляют. Наматывать провод нужно слоями, плотно укладывая витки и одновременно направляя их рукой.

После того как будет намотано нужное количество витков, провод нужно отрезать. Его конец пропустить через отверстие в щеке каркаса и закрепить. Поверхность обмотки следует изолировать несколькими слоями бумаги. На катушке указывают количество витков в обмотке и сечение провода, которым она выполнена.

В электромагнитах, которые предназначены для использования в лабораторно-практических работах, выводы или концы обмотки делают из гибкого, так называемого монтажного провода. К обмоточному его присоединяют пайкой. Место пайки изолируют и закрепляют.

Существует три способа усиления магнитного поля электромагнита: увеличить число витков при одном и том же сердечнике, усилить ток в катушке, увеличить размер сердечника.

Как и у постоянного магнита, у электромагнита есть два магнитных полюса. Но, если полюсами обычного полюса управлять нельзя, то у электромагнита – можно. Если ток проходит по обмотке, то электромагнит будет притягивать. Если же ток выключен, то все магнитные свойства теряются.

Чаще всего обмотка электромагнита изготавливают из медной проволоки. В зависимости от назначения обмотка может иметь различное количество витков и сечение провода тоже может быть любым.

Каркас может быть из картона, текстолита, пластмассы и других изоляционных материалов. Роль каркаса – удерживать обмотку и изолировать её от сердечника.

Другое название сердечника – это магнитопровод. Они могут быть притяжными или втяжными.

Как определить, какой сердечник имеет тот или иной электромагнит? Если к полюсам электромагнита притягивается специальная пластина, то это притяжная конструкция. Пластина носит название «якорь». Как правило, электромагниты с притяжным сердечником используют в технике для выполнения какого-либо действия. Например, для замыкания и размыкания электрических контактов.

После выключения тока сердечник и якорь практически полностью размагничиваются, то есть притяжение якоря к полюсам электромагнита прекращается.

Электромагниты с втяжным якорем или тяговые электромагниты часто используют в качестве привода в электротехнике.

С помощью него приводят в движение, например, стрелку электроизмерительного устройства. Втяжной якорь находится в состоянии устойчивого равновесия, если его концы одинаково удалены от середины катушки. Если же сердечник выведен из равновесия, то сила, которая действует на него со стороны магнитного поля катушки, стремиться направить его обратно.

Теперь давайте узнаем о том, как применяются электромагниты на примере электромагнитного реле и электрического звонка.

Начнём с определения.

Электромагнитное реле – это прибор, с помощью которого можно управлять какими-либо электроприборами на расстоянии.

Давайте посмотрим на принцип работы этого реле.

Под действием магнитного поля, которое создаёт обмотка катушки, верхнее плечо якоря притягивается к сердечнику. Нижнее плечо якоря отклоняет контактную пластину до тех пор, пока она не соприкоснётся с контактной пластиной. Соприкоснувшись, контакты замыкают электрическую цепь, в которую включён какой-либо потребитель. При отключении тока якорь с контактной пластиной отходит от сердечника, электрические контакты расходятся и цепь размыкается.

Существует несколько видов контактов, которые могут быть установлены в электромагнитных реле. Замыкающие, размыкающие и переключающие.

Следующий прибор, принцип действия которого мы рассмотрим – это электрический звонок.

Применяют его для звуковой сигнализации, в устройствах автоматического контроля, защиты в быту и на производстве.

Электромагнит является основной частью электрического звонка. При нажатии на кнопку электрическая цепь замыкается. Ток проходит по обмотке электромагнита и намагничивает сердечник, который, в свою очередь, притягивает к себе якорь с молоточком и контактом. При этом молоточек ударяет по чашечке звонка, контакты размыкаются, и электрическая цепь разрывается.

В результате этого сердечник размагничивается и отпускает якорь. Контакты соединяются и все повторяется сначала.

В зависимости от конструкции электрические звонки могут работать на батарейках или от электрической сети.

Подведём итоги урока.

Сегодня на уроке мы узнали, что электромагнит представляет собой катушку изолированной медной проволоки, по которой протекает электрический ток, который и сообщает катушке свойства магнита. Вспомнили, как обозначается электромагнит в электрической цепи. Узнали, что изготавливают или обматывают катушку на намоточном станке. Разобрали, что для того чтобы усилить магнитное поле электромагнита надо: либо увеличить число витков при одном и том же сердечнике, либо усилить ток в катушке, либо увеличить размер сердечника. Узнали, что в отличие от постоянного магнита, электромагнитом можно управлять. Если выключить ток, то он потеряет свои магнитные свойства. Поговорили о видах конструкции сердечника электромагнита: c притяжным или втяжным якорем. Рассмотрели принцип работы электромагнитного реле и электрического звонка.

Электромагниты

Электромагниты

Подробности

Категория: Электротехника

Электромагниты и их применение (реле, контактор)

В 1820 г. датский физик Х.К. Эрстед (1777-1851) обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку. Однако магнитное поле отдельного проводника очень слабое. Наиболее сильным магнитным действием обладает проводник с током, свернутым в виде спирали, если в нее вставлен стальной сердечник. Катушка со стальным сердечником получила название электромагнита.

 

На рисунке изображен электромагнит(а) и его условное изображение на электрических схемах(б).
Электромагниты создают сильные магнитные поля. Первый электромагнит был изготовлен в 1825 г. английским изобретателем Уильямом Стердженом (1783-1850). Он имел вид подковы из мягкого железа, на который был намотан изолированный медный провод. С помощью этого электромагнита, подключавшегося к химическому источнику тока, поднимали до трех килограммов железа.
Более мощные подковообразные электромагниты сконструировал американский физик Джозеф Генри (1797-1878) в 1828 г., применив многослойную обмотку из изолированной проволоки, обеспечивая грузоподъемность до одной тонны. В настоящее время электромагниты могут поднимать груз от долей грамма до сотен тонн, потребляя электрическую мощность от долей ватт до десятков мегаватт.
Используются электромагниты очень широко и имеют различные размеры (муфты сцепления, тормоза, выключатели, электрические машины, измерительные приборы и т.д.). Например, электромагнит Серпуховского ускорителя протонов длиною 1320 м состоит из 120 блоков общим весом 20 тыс. т. Несмотря на конструктивное разнообразие, все электромагниты состоят из следующих основных частей: катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника и якоря, передающего усилие деталям механизма.

 

Для снижения потерь энергии на нагревание сердечники выполняют из набора листов специальной стали. Подъемная сила электромагнита равна силе, которая необходима для отрыва от электромагнита притянутого им куска стали. Она определяется числом витков катушки, силой тока проходящего по катушке, магнитными свойствами сердечника.
Электромагнит нашел широкое применение в устройстве электромагнитного реле (термин реле происходит от французского геlауег — сменять, заменять), которое построил впервые американский физик Джозеф Генри. Первоначально реле предназначалось для усиления сигнала электротелеграфа. Линия связи делилась на несколько участков, в конце каждого из них помещался электромагнит с подвижным якорем и контактами, позволяющими подключить новый участок линии связи с более мощным источником тока. Это была как бы «перепряжка» тока в пути — по аналогии с конной почтой, когда на промежуточных станциях происходила смена лошадей.
Электромагнитное реле представляет собой электромеханический прибор, реагирующий на изменение величины или направления какого-либо параметра и позволяющий включать и выключать электрические устройства соответствующих участков электрической цепи. Реле широко применяется в системах автоматики, телеуправления, в аппаратах связи и т.п.
 

С помощью установки, изображенной на рис. справа, а, выясняют принцип действия реле, контакты которого работают на замыкание цепи.
Основная часть реле — электромагнит с сердечником П-образной формы, стальная пластинка (якорь), закрепленная на одном конце, и контакты, выполняющие роль выключателя другой электрической цепи (управляемой) со своим источником тока.
Схема реле (рис. б) имеет две электрические цепи: цепь управления (1) и исполнительную или управляемую цепь (2). Первая состоит из электромагнита, источника тока и выключателя, вторая — из источника тока, лампы накаливания, замыкающих контактов реле.
Как действует эта установка? При замыкании выключателя в цепи управления идет электрический ток, который, протекая по обмотке электромагнита, намагничивает его сердечник; к сердечнику притягивается якорь, замыкающий контакты и включающий исполнительную цепь со своим отдельным источником тока и потребителем (лампа накаливания, электродвигатель и др.). Кроме реле с разомкнутой контактной парой широко применяется электромагнитное реле с нормально замкнутой контактной парой.

Разновидностью реле являются электромагнитные контакторы,   которые  предназначены  для  дистанционного включения и отключения электрических цепей, рассчитанных на сравнительно большее значение силы тока (например, для управления работой мощных      электродвигателей троллейбусов, электрооборудования кранов и т.д.).

Контактор состоит из подвижных и неподвижных контактов и электромагнита, замыкающего контакты при прохождении тока по обмотке его катушки. 
 На рис. справа показана конструктивная схема однополюсного контактора. Контактор устанавливается на изоляционной панели 1. Он состоит из катушки 2 со стальным сердечником 3, подвижного  якоря   4,   силовых контактов 5, а также дугогасительной камеры и системы блокировочных контактов (нормально открытых и нормально закрытых).

Силовые контакты рассчитаны на включение и выключение значительных токов (десятки и сотни ампер). Блокировочные контакты используются для различного рода переключений в цепях управления и рассчитаны на относительно небольшую силу тока (доли и единицы ампера).

Если катушку электромагнита включают в цепь источника тока, то якорь контактора притягивается к сердечнику и замыкает силовые контакты. Одновременно с этим замыкаются нормально открытые и размыкаются нормально закрытые контакты.
При отключении катушки электромагнита главные и блокировочные контакты возвращаются в исходное положение. В зависимости от числа контактных пар различают одно-, двух- и трехполюсные контакторы.

 Управление контактором производят с помощью кнопочной станции (рис. слева), состоящей из двух кнопок
«Пуск» (черная) и «Стоп» (красная).

Кнопка «Пуск» в начальном положении разомкнута, а кнопка «Стоп» — замкнута.
Кнопки соединены с металлическими пластинками 1, на которых установлены подвижные контакты 2. При нажатии кнопки «Пуск» неподвижные контакты 3 замыкаются, а при отпускании пружина 4 возвращает кнопку и контакты в исходное положение. При нажатии кнопки «Стоп» неподвижные контакты 3 размыкаются, а при отпускании кнопки они вновь замкнутся.
Контактор вместе с кнопочной станцией представляет собой магнитный пускатель, применяемый для управления работой станков и других электротехнических устройств.

 

 

 

Ударный электромагнит своими руками. Как изготовить электромагнит. Изготавливаем более мощный магнит

Главная→Защита→Ударный электромагнит своими руками. Как изготовить электромагнит. Изготавливаем более мощный магнит

– это устройство, которое при прохождении через него тока, создает магнитное поле.

Электромагниты очень широко используются в промышленности, медицине, быту, электронике в качестве компонентов различных двигателей, генераторов, реле, аудиоколонок, устройств магнитной сепарации, подъемных кранов и др.

История

В 1820 году Эрстед обнаружил, что электрический ток создаёт магнитное поле. А затем, в 1824 году, Уильям Стёржден, создал первый электромагнит. Он представлял из себя кусок железа, который был согнут в форме подковы и на котором было намотано 18 витков медного провода. При подключении к источнику тока, эта конструкция начинала притягивать железные предметы. Причем было замечено, что хотя весил этот электромагнит около 200 гр., он мог притянуть предметы до 4 кг!

Принцип действия

При протекании тока через проводник, вокруг него создается магнитное поле. Это магнитное поле можно усилить, если придать проводнику форму катушки. Но все же это еще не электромагнит. Вот если в эту катушку поместить сердечник из ферромагнитного материала (например, железа), тогда он станет электромагнитом.

Когда ток протекает по обмотке электромагнита, он создает магнитное поле, линии которого пронизывают сердечник, то есть ферромагнитный материал. Под действием этого поля, в сердечнике, мельчайшие области, которые обладают миниатюрными магнитными полями, называющиеся доменами, принимают упорядоченное положение. В результате, их магнитные поля складываются, и образуется одно большое и сильное магнитное поле, способное притянуть большие предметы. Причем, чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле, которое образуется электромагнитом. Но так будет происходить только до магнитного насыщения. Затем при увеличении тока, магнитное поле будет увеличиваться, но незначительно.

Если ток в электромагните убрать, то домены снова примут безупорядоченное положение, но часть их все же останется направленными одинаково. Эти оставшиеся направленными домены, будут создавать небольшое магнитное поле. Это явление называется магнитным гистерезисом .

Устройство

Простейший электромагнит представляет из себя катушку с сердечником из ферромагнитного материала. В нем также присутствует якорь, который служит для передачи механического усилия. Например, в реле , якорь притягивается к электромагниту, и одновременно замыкает контакты.

Так как линии магнитного поля замыкаются на якоре, это еще больше усиливает это магнитное поле.

Классификация

Электромагниты по способу создания магнитного потока делятся на три вида

• Электромагниты переменного тока
• Нейтральные электромагниты постоянного тока
• Поляризованные электромагниты постоянного тока

В электромагнитах переменного тока , магнитный поток изменяется, как по направлению, так и по значению, разница только в том, что изменяется он с удвоенной частотой тока.

В нейтральных электромагнитах постоянного тока , направление магнитного потока не зависит от направления тока.

В поляризованных электромагнитах постоянного тока, как вы уже поняли, направление магнитного потока зависит от направления тока. При этом эти электромагниты обычно состоят из двух. Один – постоянный магнит , создает поляризующий магнитный поток, который нужен при отключении основного, рабочего электромагнита.

Сверхпроводящий электромагнит

Отличие сверхпроводящего электромагнита от обычного в том, что в его обмотке, вместо обычно проводника, используется сверхпроводник. При этом его обмотка охлаждена с помощью жидкого гелия до очень низких температур. Его преимущество в том, что ток в нем достигает очень больших значений, благодаря тому, что у сверхпроводника, практически отсутствует сопротивление. Поэтому магнитное поле приобретает большую силу. Эксплуатация таких электромагнитов обходится дешевле, так как в них отсутствуют тепловые потери в обмотке. Сверхпроводящие магниты используются в аппаратах МРТ, ускорителях частиц и в другом научном оборудовании.

Однажды, в очередной раз, перелистывая книгу, которую нашел у мусорного бачка, обратил внимание на простой, приблизительный расчет электромагнитов. Титульный лист книги показан на фото1.

Вообще их расчет это сложный процесс, но для радиолюбителей, расчет, приведенный в этой книге, вполне подойдет. Электромагнит применяется во многих электротехнических приборах. Он представляет собой катушку из проволоки, намотанной на железный сердечник, форма которого может быть различной. Железный сердечник является одной частью магнитопровода, а другой частью, с помощью которой замыкается путь магнитных силовых линий, служит якорь. Магнитная цепь характеризуется величиной магнитной индукции – В, которая зависит от напряженности поля и магнитной проницаемости материала. Именно поэтому сердечники электромагнитов делают из железа, обладающего высокой магнитной проницаемостью. В свою очередь, от магнитной индукции зависит силовой поток, обозначаемый в формулах буквой Ф. Ф = В S – магнитная индукция — В умноженная на площадь поперечного сечения магнитопровода — S. Силовой поток зависит также от так называемой магнитодвижущей силы (Ем), которая определяется числом ампервитков на 1см длины пути силовых линий и может быть выражена формулой:
Ф = магнитодвижущая сила (Ем) магнитное сопротивление (Rм)
Здесь Ем = 1,3 I N, где N – число витков катушки, а I – сила текущего по катушке тока в амперах. Другая составляющая:
Rм = L/M S, где L — средняя длина пути силовых магнитных линий, М – магнитная проницаемость, a S – поперечное сечение магнитопровода. При конструировании электромагнитов весьма желательно получить большой силовой поток. Добиться этого можно, если уменьшить магнитное сопротивление. Для этого надо выбрать магнитопровод с наименьшей длиной пути силовых линий и с наибольшим поперечным сечением, а в качестве материала – железоматериал с большой магнитной проницаемостью. Другой путь увеличения силового потока путем увеличения ампервитков не является приемлемым, так как в целях экономии проволоки и питания следует стремиться к уменьшению ампервитков. Обычно расчеты электромагнитов делаются по специальным графикам. В целях упрощения в расчетах мы будем также пользоваться некоторыми выводами из графиков. Предположим, требуется определить ампервитки и силовой поток замкнутого железного магнитопровода, изображенного на рисунке 1,а и сделанного из железа самого низкого качества.

Рассматривая график (к сожалению я его в приложении не нашел) намагничивания железа, нетрудно убедиться, что наиболее выгодной является магнитная индукция в пределах от 10 000 до 14 000 силовых линий на 1 см2, что соответствует от 2 до 7 ампервиткам на 1 см. Для намотки катушек с наименьшим числом витков и более экономичных в смысле питания для расчетов надо принимать именно эту величину (10 000 силовых линий на 1 см2 при 2 ампервитках на 1 см длины). В этом случае расчет может быть произведен следующим образом. Так, при длине магнитопровода L =L1+L2 равной 20 см + 10 см = 30 см, потребуется 2×30=60 ампервитков.
Если диаметр D сердечника (Рис.1,в)примем равным 2 см, то его площадь будет равна: S = 3,14xD2/4 = 3,14 см2. 0тсюда возбуждаемый магнитный поток будет равен: Ф = B х S= 10000 x 3,14=31400 силовых линий. Можно приближенно вычислить и подъемную силу электромагнита (P). P = B2 S/25 1000000 = 12,4 кг. Для двухполюсного магнита этот результат следует удвоить. Следовательно, Р=24,8 кг = 25 кг. При определении подъемной силы необходимо помнить, что она зависит не только от длины магнитопровода, но и от площади соприкосновения якоря и сердечника. Поэтому якорь должен точно прилегать к полюсным наконечникам, иначе даже малейшие воздушные прослойки вызовут сильное уменьшение подъемной силы. Далее производится расчет катушки электромагнита. В нашем примере подъемная сила в 25 кг обеспечивается 60 ампервитками. Рассмотрим, какими средствами можно получить произведение N J = 60 ампервиткам.
Очевидно, этого можно добиться либо путем использования большого тока при малом количестве витков катушки, например 2 А и 30 витков, либо путем увеличения числа витков катушки при уменьшении тока, например 0,25 А и 240 витков. Таким образом, чтобы электромагнит имел подъемную силу в 25 кг, на его сердечник можно намотать и 30 витков и 240 витков, но при этом изменить величину питающего тока. Конечно, можно выбрать и другое соотношение. Однако изменение величины тока в больших пределах не всегда возможно, так как оно обязательно потребует изменения диаметра применяемой проволоки. Так, при кратковременной работе (несколько минут) для проводов диаметром до 1 мм допустимую плотность тока, при которой не происходит сильного перегревания провода, можно принять равной 5 а/мм2. В нашем примере проволока должна быть следующего сечения: для тока в 2 а – 0,4 мм2, а для тока в 0,25 а – 0,05 мм2, диаметр проволоки будет 0,7 мм или 0,2 мм соответственно. Каким же из этих проводов следует производить обмотку? С одной стороны, выбор диаметра провода может определяться имеющимся ассортиментом проволоки, с другой – возможностями источников питания, как по току, так и по напряжению. Действительно, две катушки, одна из которых изготовлена из толстой проволоки в 0,7 мм и с небольшим числом витков – 30, а другая – из проволоки в 0,2 мм и числом витков 240, будут иметь резко различное сопротивление. Зная диаметр проволоки и ее длину, можно легко определить сопротивление. Длина проволоки L равна, произведению общего числа витков на длину одного из них (среднюю): L = N x L1 где L1 – длина одного витка, равная 3,14 x D. В нашем примере D = 2 см, и L1 = 6,3 см. Следовательно, для первой катушки длина провода будет 30 x 6,3 = 190 см, сопротивление обмотки постоянному току будет примерно равно? 0,1 Ом, а для второй – 240 x 6,3 = 1 512 см, R ? 8,7 Ом. Пользуясь законом Ома, нетрудно вычислить необходимое напряжение. Так, для создания в обмотках тока в 2А необходимое напряжение равно 0,2В, а для тока в 0,25А – 2,2В.
Таков элементарный расчет электромагнитов. Конструируя электромагниты, надо не только производить указанный расчет, но и уметь выбрать материал для сердечника, его форму, продумать технологию изготовления. Удовлетворительными материалами для изготовления сердечников в кружках являются прутковое железо (круглое и полосовое) и различные. железные изделия: болты, проволока, гвозди, шурупы и т. д. Чтобы избежать больших потерь на токах Фуко, сердечники для приборов переменного тока необходимо собирать из изолированных друг от друга тонких листов железа или проволоки. Для придания железу «мягкости» его необходимо подвергать отжигу. Большое значение имеет и правильный выбор формы сердечника. Наиболее рациональные из них кольцевые и П-образные. Некоторые из распространенных сердечников показаны на рисунке 1.

Как сделать электромагнит?

Электромагнит – это довольно простое устройство, которое можно использовать, как для развлечений, так и для построения всевозможных электрических схем. В этой статье мы поговорим о том, как сделать электромагнит своими руками в домашних условиях. Для этого нам не потребуются какие-то особые знания физики или сложные составные элементы.

Что нам понадобится

Для того чтобы создать электрический магнит, нам потребуются: железный гвоздь, катушка медной проволоки, блок питания или батарейка, выключатель, ножницы и паяльник. Сразу отметим, что не стоит брать слишком толстую проволоку, лучше выбирать изделия со средним диаметром. Что касается размеров гвоздя, тут принципиальной разницы нет, все зависит от ваших конечных целей. Более того, если гвоздя у вас нет, вы можете найти что-то похожее. Например, какой-нибудь металлический стержень. Обращаем вашем внимание также на то, что главное в стержне или гвозде – это его форма. Кривые изделия нам не подойдут.

Как сделать мощный электромагнит: инструкция

На первом этапе необходимо взять наш гвоздь и аккуратно намотать на него проволоку. Важно, чтобы каждый виток плотно и равномерно прилегал друг к другу. Делаем примерно 3-4 слоя из проволоки. Будьте максимально аккуратны, так как если вы разорвете проволоку, вам придется начать все с начала. На следующем этапе необходимо вывести два конца намотанного провода и подключить их к элементу питания. По желанию, вы можете добавить в цепь выключатель, это упростит работу с магнитом. Далее тщательно все перепаиваем. Теперь ваш электромагнит готов!

Принцип работы

Работает электрический магнит по очень простому принципу. При подаче на катушку тока, она намагничивается и начинает «примагничивать» металлические элементы. Мощность сделанного вами изделия прямо пропорционально зависит от количества витков и слоев меди. Таким образом, чем больше вы накрутите меди – тем мощнее будет ваш магнит. Если в ходе изготовления у вас возникли какие-либо трудности – просмотрите, как сделать электромагнит на видео в Интернете.

В домашнем хозяйстве периодически требуются разные инструменты. Нередко приходится делать различные приспособления своими руками в том числе и электромагнит. Этот прибор очень эффективно убирает металлическую стружку, с его помощью легко отыскиваются мелкие металлические предметы. Иногда домашним мастерам хочется просто поэкспериментировать, вспомнив свои знания из школьного курса физики.

Устройство электромагнита

Классический электромагнит представляет собой устройство, в котором в то время когда через него проходит электрический ток. В самом простом электромагните, такое поле может образоваться даже вокруг обычного проводника, если он находится под напряжением.

В схему простейшего электромагнита входит ферромагнитный сердечник с намотанной обмоткой. Когда по обмотке протекает электрический ток, в сердечнике образуется мощное магнитное поле. Для совершения механических действий конструкция оборудована подвижной частью, называемой якорем. Для обмотки используется алюминиевый или медный изолированный провод. Данная принципиальная схема является основой для создания аналогичных электромагнитов своими руками в домашних условиях.

Изготовление электромагнита в домашних условиях

Для изготовления электромагнита своими руками в начале необходимо подобрать материал для сердечника. Наиболее простым и подходящим вариантом будет гвоздь больших размеров, длиной от 100 до 200 мм. Его нужно вначале сильно разогреть, а потом дать остыть и очистить от окалины. После этого гвоздь сгибается ровно пополам, а шляпка и кончик отпиливают ножовкой.

Вторым этапом будет изготовление катушки. Конструкция катушки включает следующие элементы: бумажная шейка прямоугольной формы (48х37 мм), бумажные упорные венчики (48х3 мм) и картонные ободки круглой формы с отверстием в середине. Их наружный и внутренний диаметр соответственно будет 19 и 7 мм.

После подготовки деталей можно приступать к сборке электромагнита. Шейка с более узкой стороны наматывается на гвоздь в свободном состоянии и фиксируется клеем. Далее на нижнюю и верхнюю часть шейки надеваются картонные ободки. Упорные венчики смазываются клеем, наматываются по краям шейки и приклеивается к ободкам. Клей на всех участках должен хорошо высохнуть.

Для обмотки подойдет провод, длиной примерно 15-20 метров. Проволоку наматывают на катушку с таким расчетом, чтобы по краям оставались концы по 10 сантиметров. Намотка должна быть ровной, чтобы все витки располагались плотно между собой. От этого полностью зависит мощность будущего электромагнита. Наибольшая сложность состоит в наматывании первого слоя. Каждый готовый ряд оборачивается тонкой бумагой в два слоя. По окончании обмотки вся катушка сверху оборачивается изолентой. Оставшиеся концы обмотки необходимо зачистить для дальнейшего подключения.

К полученной конструкции остается присоединить выключатель и батарейку. Таким образом, электромагнит своими руками будет полностью сделан.

Иногда простой вопрос, например, как собрать рассыпавшиеся скрепки или, тем более, найти металлическую стружку, упавшие на ковровое покрытие, превращается в проблему. А решить-то ее совсем не сложно. Для этого нужно сделать электромагнит своими руками. Инструкция, как это сделать, показана в видео-уроке.

Видео-обучение «Электромагнит своими руками (инструкция)»

Немного из школьной физики

Этому учат еще со школьной скамьи. Предметы, способные «магнитить», бывают двух типов — магнитотвердые и магнитомягкие. Разница между ними не в плотности, а в способности вторых быстро терять свои свойства. Если предметом из железа потереть или поводить по сильному магниту, он сам «научится» притягивать мелкие предметы. А если быстро потереть половинками ножниц, ими легко можно будет «подхватывать» иголки.

Электроток, протекающий в проводе, создает вокруг него магнитное поле. Для того, чтобы сконцентрировать его в электромагните, нужно намотать провод на катушку. Магнитное поле намотанных проводов, пройдя через катушку, усилит в ней сильное магнитное поле.

Как изготовить электромагнит своими руками?

Для изготовления простейшего электромагнита нужно будет приготовить:

• медную проволоку;
• гвоздь или болт с гайкой;
• зажимы для бумаги или две пластиковые шайбы;
• канцелярский скотч или изоленту любого цвета.

Шаг первый:

• возьмите гвоздь и намотайте на него медную проволоку;
• зачистите концы проволоки.

Шаг второй:

• возьмите кусок картона и вырежьте из него прямоугольник;
• разделите прямоугольник пополам;
• сделайте легкий надрез и согните.

Шаг третий:

• в половинках картона проделайте отверстия;
• вставьте зажимы для бумаги, при сжимании картона между зажимами должен быть контакт.

Шаг четвертый:

• соедините зачищенные и скрученные концы проводов с зажимами для бумаги;
• закрепите зажимы на картоне;
• изолируйте концы зажимов скотчем с одной стороны.

Шаг пятый:

• подключите один зажим «крокодил» к полюсу батарейки;
• другой зажим соедините с проводом, намотанным на гвоздь;
• второй конец провода, идущего от гвоздя, соедините зажимом «крокодил» с батарейкой;
• сложите картон, он будет действовать по принципу выключателя;
• гвоздь будет «работать» в качестве электромагнита: получилась разомкнутая электрическая сеть.

Проверим действие собранной электромагнитной цепи. Разложим конструкцию на столе и возле гвоздя разбросаем несколько скрепок. Соединим половинки картонок вместе, замкнем цепь: скрепки под воздействием электромагнитной силы «потянутся» к гвоздю с намотанной на него проволокой.

Заработало! Представляете, как с помощью такого простого механизма можно легко выполнить скучную работу с мелкими металлическими вещичками! А если усовершенствовать изобретение, оно сможет «работать» еще эффективнее.

Кстати, силу электромагнита можно проверить с помощью специальных приборов, которые называются магнитометрами.

В качестве исходных материалов для электромагнитов кроме железа используются различные сплавы. Самые «сильные» магниты, которые изготовлены путем смешивания железа, бора и неодима. Чтобы «разорвать» несколько небольших магнитиков из этого сплава, потребуется усилие до 150 кг. Но это – в промышленном производстве.

А пока попробуйте изготовить себе помощника в поиске и удержании небольших канцелярских предметов или отходов работ в домашней мастерской своими руками. Варианты электромагнитов могут быть самые разные.

Изобретайте, выдумывайте, пробуйте!

Магнит электрический. Как сделать простой электромагнит – пошаговая инструкция со схемами

Что такое электромагнит? Их виды и назначение

В статье рассказывается о том, что такое электромагнит, по какому принципу он устроен, и в каких сферах применяется такой тип магнитов.

Магнетизм

Наверное, одной из наиболее удивительных, но в то же время простых физических реакций является магнетизм. Еще более трех тысяч лет назад многим ученым Древней Греции и Китая были известны необычные свойства «магнитных камней».

В наше же время магнитами никого не удивишь, даже самыми мощными – на основе неодима. Они часто продаются в качестве безделушек или же встретить их можно внутри различных приборов и механизмов. Однако мало кто знает, насколько важен магнетизм для научно-технического прогресса.

Но в начале XIX века было создано такое устройство, как электромагнит. Так что такое электромагнит, как он устроен и где применяется? Об этом мы и поговорим в данной статье.

Определение

Электромагнит – это специальное устройство, работа которого создает магнитное поле при подаче на него электрического тока. Чаще всего электромагниты состоят из первичной обмотки и сердечника, который обладает ферромагнитными свойствами.

Обмотка изготавливается обычно из медного или алюминиевого провода различной толщины, обязательно покрытого изоляцией. Но существуют и электромагниты из сверхпроводящих материалов. Сами же магнитопроводы делают из стали, железоникелевых сплавов или чугуна. А для того чтобы минимизировать потери на вихревые токи, магнитопроводы конструктивно выполняются из целого набора тонких листов. Теперь мы знаем, что такое электромагнит. Рассмотрим более подробно историю создания этого полезного устройства.

История

Создателем электромагнита считается Уильям Стерджен. Именно он в 1825 году сделал первый подобный магнит. Конструктивно устройство представляло собой цилиндрический кусок железа, вокруг которого был намотан толстый заизолированный медный провод. В момент, когда по нему пускали электрический ток, стержень из металла приобретал свойства магнита. А когда течение тока прерывалось, весь магнетизм устройство сразу же теряло. Именно такое качество – включение и отключение при необходимости – и позволяет применять электромагниты в ряде технологических и промышленных сфер.

Мы рассмотрели вопрос о том, что такое электромагнит. Теперь же разберем основные его виды. Разделяются они в зависимости от способа создания магнитного поля. Но функция их остается одной и той же.

Виды

Электромагниты бывают следующих видов:

• Нейтральные постоянного тока. В таком устройстве магнитный поток создается посредством постоянного электрического тока, пропущенного через обмотку. А значит, сила притяжения такого электромагнита варьируется в зависимости только от величины тока, а не от его направления в обмотке.
• Поляризованные постоянного тока. Действие электромагнита подобного рода основано на наличии двух независимых магнитных потоков. Если говорить о поляризующем, то его наличие создается обычно постоянными магнитами (в редких случаях – дополнительными электромагнитами), и нужен он для создания притягивающей силы при выключенной обмотке. А действие такого электромагнита зависит от величины и направления электрического тока, который движется в обмотке.
• Переменного тока. В таких устройствах катушка электромагнита питается электричеством переменного тока.2∙S. Рассмотрим ее более подробно. В данном случае F – это сила в килограммах (также может измеряться в ньютонах), B – значение индукции, а S – площадь рабочей поверхности устройства.

  Медицина

  Еще в конце XIX века электромагнитам нашли применение в медицине. Один из таких примеров – это специальный аппарат, который мог извлекать из глаза инородные тела (металлическую стружку, ржавчину, окалину и прочие).

  И в наше время электромагниты также широко используются в медицине, и, наверное, один из таких аппаратов, про который слышали все, – это МРТ. Работает он на основе магнитно-ядерного резонанса, и, по сути, является огромным и мощнейшим электромагнитом.

  Техника

  Также подобные магниты применяются в различной технике и электронике, и в бытовой сфере, к примеру, в качестве замков. Такие замки удобны тем, что очень быстры и просты в работе, но при этом достаточно в экстренной ситуации обесточить здание – и все они откроются, что очень удобно при пожаре.

  Ну и, само собой, работа всех реле устроена на принципах электромагнетизма.

  Как видим, это очень важное устройство, которое нашло применение в разных сферах науки и техники.

  fb.ru

  Как сделать электромагнит своими руками в домашних условиях

  Такое устройство удобно тем, что его работой легко управлять при помощи эл/тока – менять полюса, силу притяжения. В некоторых вопросах оно становится поистине незаменимым, а часто используется как конструктивный элемент различных самоделок. Своими руками сделать простой электромагнит несложно, тем более что практически все необходимое можно найти в каждом доме.

  Что понадобится

  • Любой подходящий образец из железа (оно хорошо магнитится). Это будет сердечник электромагнита.
  • Проволока – медная, обязательно с изоляцией, чтобы предотвратить прямой контакт двух металлов. Для самодельного эл/магнита рекомендуемое сечение – 0,5 (но не более 1,0).
  • Источник постоянного тока – батарейка, АКБ, БП.

   

  Дополнительно:

  • Соединительные провода для подключения электромагнита.
  • Паяльник или изолента для фиксации контактов.

  Это общая рекомендация, так как электромагнит изготавливается с определенной целью. Исходя из этого, и подбираются составные части схемы. А если он делается в домашних условиях, то какого-то стандарта и быть не может – подойдет все, что есть под рукой. Например, применительно к первому пункту в качестве сердечника нередко используют гвоздь, дужку замка, отрезок железного стержня – выбор вариантов огромный.

  Порядок изготовления

  Обмотка

  Медный провод аккуратно, виток за витком, накручивается на сердечник. При такой скрупулезности КПД электромагнита будет максимально возможным. После первого «прохода» по железному образцу проволока укладывается вторым слоем, иногда и третьим. Это зависит от того, какая мощность устройства требуется. Но направление намотки должно быть неизменным, иначе произойдет «разбалансировка» магнитного поля, и электромагнит вряд ли что-то сможет притянуть к себе.

  Чтобы понять смысл протекающих процессов, достаточно вспомнить уроки физики из курса средней школы – движущиеся электроны, создаваемое ими ЭМП, направление его вращения.

  После окончания намотки проволока обрезается так, чтобы выводы было удобно подключить к источнику питания. Если это батарейка – то напрямую. При использовании БП, аккумулятора или иного прибора понадобятся соединительные провода.

  Что учесть

  С количеством слоев есть определенные сложности.

  • С увеличением витков повышается реактивное сопротивление. Значит, сила тока начнет снижаться, а притяжение станет более слабым.
  • С другой стороны, повышение номинала тока вызовет нагрев обмотки.

  Именно поэтому ориентироваться на сторонние советы «бывалых и повидавших» не стоит. Есть конкретный сердечник (со своей магнитной проводимостью, размерами, сечением), проволока и источник питания. Поэтому придется экспериментировать, добиваясь оптимального сочетания таких параметров, как ток, сопротивление и температура.

  Подробно принцип действия работы электромагнита описан в следующем видео:

  Подключение

  • Зачистка выводов «медяшки». Проволока изначально покрыта несколькими слоями лака (в зависимости от марки), а он, как известно – изолятор.
  • Спаивание медного и соединительного проводов. Хотя это и непринципиально – можно сделать скрутку, изолировав ее трубкой ПВХ или клейкой лентой.
  • Фиксация вторых концов проводов на зажимах. Например, типа «крокодил». Такие съемные контакты позволят легко менять полюса электромагнита, если это понадобится в процессе его применения.

  Полезные советы

  • Для изготовления мощного электромагнита домашние умельцы нередко используют катушку от МП (магнитного пускателя), реле, контакторов. Они есть и на 220, и на 380 В.

  Железный сердечник подобрать по ее внутреннему сечению несложно. Для удобства управления в схему нужно включить реостат (переменное сопротивление). Соответственно, такой эл/магнит подключается уже к розетке. Сила притяжения регулируется изменением R цепи.

  • Можно повысить мощность электромагнита за счет увеличения сечения сердечника. Но только до определенных пределов. И здесь придется экспериментировать.
  • Прежде чем делать эл/магнит, необходимо убедиться, что выбранный образец железа для этого подходит. Проверка достаточно простая. Берется обычный магнитик; в доме много чего есть на таких «присосках». Если он притянет подобранную для сердечника деталь, можно использовать. При отрицательном или «слабом» результате лучше поискать другой образец.

  Сделать электромагнит достаточно просто. Все остальное зависит от терпения и сообразительности мастера. Возможно, чтобы получить то, что нужно, придется поэкспериментировать – с напряжением питания, сечением проволоки и так далее. Любая самоделка требует не только творческого подхода, но и времени. Если его не пожалеть, то отличный результат обеспечен.

  electroadvice.ru

  Где применяют электромагниты. Электромагниты и их применение

  Существуют четыре фундаментальные силы физики, и одна из них называется электромагнетизм. Обычные магниты имеют ограниченное применение. Электромагнит – это устройство, которое создает магнитное поле во время прохождения электрического тока. Поскольку электричество может быть включено и выключено, то же самое касается и электромагнита. Он даже может быть ослаблен или усилен путем уменьшения или увеличения тока. Электромагниты находят свое применение в различных повседневных электроприборах, в разных областях промышленности, от обычных переключателей до двигательных установок космических аппаратов.

  Что такое электромагнит?

  Электромагнит можно рассматривать как временный магнит, который функционирует с потоком электричества, и его полярность может быть легко изменена путем изменения направления тока. Также сила электромагнита может быть изменена путем изменения величины тока, протекающего через него.

  Сфера применения электромагнетизма необычайно широка. Например, магнитные выключатели являются предпочтительными в использовании тем, что они менее восприимчивы к изменениям температуры и способны поддерживать номинальный ток без ложного срабатывания.

  Электромагниты и их применение

  Вот некоторые из примеров, где они используются:

  • Моторы и генераторы. Благодаря электромагнитам стало возможным производство электродвигателей и генераторов, которые работают по принципу электромагнитной индукции. Это явление было открыто ученым Майклом Фарадеем. Он доказал, что электрический ток создает магнитноее поле. Генератор использует внешнюю силу ветра, движущейся воды или пара, вращает вал, который заставляет двигаться набор магнитов вокруг спирального провода, чтобы создать электрический ток. Таким образом, электромагниты преобразуют в электрическую другие виды энергии.
  • Практика промышленного использования. Только материалы, сделанные из железа, никеля, кобальта или их сплавов, а также некоторые природные минералы реагируют на магнитное поле. Где используют электромагниты? Одной из сфер практического применения является сортировка металлов. Поскольку упомянутые элементы используются в производстве, с помощью электромагнита эффективно сортируют железосодержащие сплавы.
  • Где применяют электромагниты? С их помощью можно также поднимать и перемещать массивные объекты, например, автомобили перед утилизацией. Они также используются в транспортировке. Поезда в Азии и Европе используют электромагниты для перевозки автомобилей. Это помогает им двигаться на феноменальных скоростях.

  Электромагниты в повседневной жизни

  Электромагниты часто используются для хранения информации, так как многие материалы способны поглощать магнитное поле, которое может быть впоследствии считано для извлечения информации. Они находят применение практически в любом современном приборе.

  Где применяют электромагниты? В быту они используются в ряде бытовых приборов. Одной из полезных характеристик электромагнита является возможность изменения магнитной силы, при изменении силы и направление тока, текущего через катушки или обмотки вокруг него. Колонки, громкоговорители и магнитофоны – это устройства, в которых реализуется этот эффект. Некоторые электромагниты могут быть очень сильными, причем их сила может регулироваться.

  Где применяют электромагниты в жизни? Простейшими примерами служат дверные звонки и электромагнитные замки. Используется электромагнитная блокировка для двери, создавая сильное поле. Пока ток проходит через электромагнит, дверь остается закрытой. Телевизоры, компьютеры, автомобили, лифты и копировальные аппараты – вот где применяют электромагниты, и это далека не полный список.

  Электромагнитные силы

  Силу электромагнитного поля можно регулировать путем изменения электрического тока, проходящего через провода, обернутые вокруг магнита. Если изменить направление электрического тока, полярность магнитного поля также меняется на противоположную. Этот эффект используется для создания полей в магнитной ленте или жестком диске компьютера для хранения информации, а также в громкоговорителях акустических колонок в радио, телевизоре и стереосистемах.

  Магнетизм и электричество

  Словарные определения электричества и магнетизма отличаются, хотя они являются проявлениями одной и той же силы. Когда электрические заряды движутся, они создают магнитное поле. Его изменение, в свою очередь, приводит к возникновению электрического тока.

  Изобретатели используют электромагнитные силы для создания электродвигателей, генераторов, аппаратов МРТ, левитирующих игрушек, бытовой электроники и множества других бесценных устройств, без которых невозможно представить повседневную жизнь современного человека. Электромагниты неразрывно связаны с электричеством, они просто не смогут работать без внешнего источника питания.

  Применение грузоподъемных и крупномасштабных электромагнитов

  Электродвигатели и генераторы жизненно важны в современном мире. Мотор принимает электрическую энергию и использует магнит, чтобы превратить электрическую энергию в кинетическую. Генератор, наоборот, преобразует движение, используя магниты, чтобы вырабатывать электричество. При перемещении габаритных металлических объектов используются грузоподъемные электромагниты. Они также необходимы при сортировке металлолома, для отделения чугуна и других черных металлов от цветных.

  Настоящее чудо техники – японский левитирующий поезд, способный развивать скорость до 320 километров в час. В нем используются электромагниты, помогающие парить в воздухе и невероятно быстро передвигаться. Военно-морские силы США проводят высокотехнологичные эксперименты с футуристической электромагнитной рельсовой пушкой. Она может направлять свои снаряды на значительные расстояния с огромной скоростью. Снаряды обладают огромной кинетической энергией, поэтому могут поражать цели без использования взрывчатых веществ.

  Понятие электромагнитной индукции

  При изучении электричества и магнетизма важным является понятие электромагнитной индукции. Индукция имеет место, когда в проводнике в присутствии изменяющегося магнитного поля возникает поток электричества. Применение электромагнитов с их индукционными принципами активно используются в электродвигателях, генераторах и трансформаторах.

  Где можно применять электромагниты в медицине?

  Магнитно-резонансные томографы (МРТ) также работают с помощью электромагнитов. Это специализированный медицинский метод для обследования внутренних органов человеческа, которые недоступны для непосредственного обследования. Наряду с основным используются дополнительные градиентные магниты.

  Где применяют электромагниты? Они присутствуют во всех видах электрических устройств, включая жесткие диски, колонки, двигатели, генераторы. Электромагниты используются повсеместно и, несмотря на свою незаметность, занимают важное место в жизни современного человека.

  fb.ru

  Электромагнит

  Электромагнит – это устройство, которое при прохождении через него тока, создает магнитное поле.

  Электромагниты очень широко используются в промышленности, медицине, быту, электронике в качестве компонентов различных двигателей, генераторов, реле, аудиоколонок, устройств магнитной сепарации, подъемных кранов и др.

   

  История

  В 1820 году Эрстед обнаружил, что электрический ток создаёт магнитное поле. А затем, в 1824 году, Уильям Стёржден, создал первый электромагнит. Он представлял из себя кусок железа, который был согнут в форме подковы и на котором было намотано 18 витков медного провода. При подключении к источнику тока, эта конструкция начинала притягивать железные предметы. Причем было замечено, что хотя весил этот электромагнит около 200 гр., он мог притянуть предметы до 4 кг!

   

  Принцип действия

  При протекании тока через проводник, вокруг него создается магнитное поле. Это магнитное поле можно усилить, если придать проводнику форму катушки. Но все же это еще не электромагнит. Вот если в эту катушку поместить сердечник из ферромагнитного материала (например, железа), тогда он станет электромагнитом.

  Когда ток протекает по обмотке электромагнита, он создает магнитное поле, линии которого пронизывают сердечник, то есть ферромагнитный материал. Под действием этого поля, в сердечнике, мельчайшие области,  которые обладают миниатюрными магнитными полями, называющиеся доменами, принимают упорядоченное положение. В результате, их магнитные поля складываются, и образуется одно большое и сильное магнитное поле, способное притянуть большие предметы. Причем, чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле, которое образуется электромагнитом. Но так будет происходить только до магнитного насыщения. Затем при увеличении тока, магнитное поле будет увеличиваться, но незначительно.

  Если ток в электромагните убрать, то домены снова примут безупорядоченное положение, но часть их все же останется направленными одинаково. Эти оставшиеся направленными домены, будут создавать небольшое магнитное поле. Это явление называется магнитным гистерезисом.

   

  Устройство

  Простейший электромагнит представляет из себя катушку с сердечником из ферромагнитного материала. В нем также присутствует якорь, который служит для передачи механического усилия. Например, в реле, якорь притягивается к электромагниту, и одновременно замыкает контакты.

  Так как линии магнитного поля замыкаются на якоре, это еще больше усиливает это магнитное поле.

   

  Классификация

  Электромагниты по способу создания магнитного потока делятся на три вида

  • Электромагниты переменного тока
  • Нейтральные электромагниты постоянного тока
  • Поляризованные электромагниты постоянного тока

  В электромагнитах переменного тока, магнитный поток изменяется, как по направлению, так и по значению, разница только в том, что изменяется он с удвоенной частотой тока.

  В нейтральных электромагнитах постоянного тока, направление магнитного потока не зависит от направления тока.

  В поляризованных электромагнитах постоянного тока, как вы уже поняли, направление магнитного потока зависит от направления тока. При этом эти электромагниты обычно состоят из двух. Один – постоянный магнит, создает поляризующий магнитный поток, который нужен при отключении основного, рабочего электромагнита.

   

  Сверхпроводящий электромагнит

  Отличие сверхпроводящего электромагнита от обычного в том, что в его обмотке, вместо обычно проводника, используется сверхпроводник. При этом его обмотка охлаждена с помощью жидкого гелия до очень низких температур. Его преимущество в том, что ток в нем достигает очень больших значений, благодаря тому, что у сверхпроводника, практически отсутствует сопротивление. Поэтому магнитное поле приобретает  большую силу. Эксплуатация таких электромагнитов обходится дешевле, так как в них отсутствуют тепловые потери в обмотке. Сверхпроводящие магниты используются в аппаратах МРТ, ускорителях частиц и в другом научном оборудовании.

   

  Самый мощный электромагнит

  На данный момент известно, что самый мощный электромагнит в мире удалось создать в Лос-Аламосе (США). Только представьте, сила этого магнита 100 Тл! Это больше силы магнитного поля Земли в два миллиона раз! Его масса составляет 8200 кг. 

  electroandi.ru

  Как работает электромагнит?

  Открыв, что электрические токи создают магнитные поля, ученые разработали магниты, работающие на электричестве, которые, в отличие от постоянных, можно легко включать и выключать.на-правлению электрического тока, в соответствии с законами электромагнетизма). Если направление электрического тока изменяется на противоположное, магнитные полюсы меняются местами и силовые линии также разворачиваются в противоположном направлении. Однако общая форма магнитного поля не изменяется. Конфигурация силовых линий магнитного поля остается постоянной, пока не изменится форма самой проволоки. Электродвигатели, генераторы и многие другие виды электрооборудования используют в своей работе законы электромагнетизма.

  Формы магнитных полей

  Электрический ток, текущий вверх по прямолинейному проводнику, создает магнитное поле, силовые линии которого образуют концентрические окружности, направленные против часовой стрелки. Изменение направления тока приведет к развороту силовых линий магнитного поля, и они станут направлены по часовой стрелке.

  Одинарный виток проволоки с током, текущим против часовой стрелки, создает магнитное поле, силовые линии которого проходят непосредственно через свободный центр витка, затем идут вверх или в стороны и назад, образуя концентрические окружности.

  Магнитное поле многовитковой катушки

  Каждый виток проволочной катушки с током (соленоида) ведет себя аналогично одинарному витку. Общая конфигурация магнитного поля, окружающего соленоид, складывается из индивидуальных магнитных полей, создаваемых витками.

  Определение направления поля

  Для определения направления силовых линий магнитного поля вокруг проволочной катушки с током физики представляют, что обхватывают ее правой рукой так, чтобы ток входил в катушку со стороны ребра ладони. Отогнутый большой палец указывает направление магнитного поля.

  information-technology.ru

  Электричество из магнита: виды магнитных двигателей

  Содержание:
  1. Как получить электричество из магнита
  2. Основные виды магнитных двигателей
  3. Применение устройств на постоянных магнитах

  Существует большое количество устройств, относящихся к так называемым «вечным двигателям». Среди них имеются многочисленные конструкции генераторов тока, позволяющие получать электричество из магнита. В этих устройствах применяются свойства постоянных магнитов, способных к совершению внешней полезной работы.

  В настоящее время ведутся работы по созданию магнитного двигателя, способного приводить в движение устройство вырабатывающее ток. Исследования в этой области еще до конца не закончены, однако, на основе полученных результатов можно вполне представить себе его устройство и принцип действия.

  Как получить электричество из магнита

  Для того, чтобы понять как работают подобные устройства, необходимо точно знать, чем они отличаются от обычных электрических двигателей. Все электродвигатели, хотя и пользуются магнитными свойствами материалов, движение свое осуществляют исключительно под действием тока.

  Для работы настоящего магнитного двигателя используется только лишь постоянная энергия магнитов, с помощью которой выполняются все необходимые перемещения. Основной проблемой этих устройств является склонность магнитов к статическому равновесию. Поэтому на первый план выходит создание переменного притяжения, с использованием физических свойств магнитов или механических приспособлений в самом двигателе.

  Принцип действия двигателя на постоянных магнитах основан на крутящем моменте отталкивающих сил. Происходит действие одноименных магнитных полей постоянных магнитов, расположенных в статоре и роторе. Их движение осуществляется во встречном направлении по отношению друг к другу. Для того, чтобы решить проблему притяжения был использован медный проводник с пропущенным по нему электрическим током. Такой проводник начинает притягиваться к магниту, однако при отсутствии тока, притяжение прекращается. В результате, обеспечивается цикличное притяжение и отталкивание деталей статора и ротора.

  Основные виды магнитных двигателей

  За весь период исследований было разработано большое количество устройств, позволяющих получить электричество из магнита. Каждый из них имеет собственную технологию, однако все модели объединяет магнитное поле. Среди них не существует идеальных вечных двигателей, поскольку магниты через определенное время полностью утрачивают свои качества.

  Наиболее простое устройство у антигравитационного магнитного двигателя Лоренца. В его конструкцию входят два диска с разноименными зарядами, подключенные к питанию. Половина этих дисков размещается в полусферическом магнитном экране, после чего начинается их постепенное вращение.

  Самым реальным функционирующим устройством считается простейшая конструкция роторного кольцара Лазарева. Он состоит из емкости, которую разделяет пополам специальная пористая перегородка или керамический диск. Внутри диска устанавливается трубка, а сама емкость заполняется жидкостью. Вначале жидкость попадает в низ емкости, а затем под действием давления начинает пот трубке перемещаться вверх. Здесь жидкость начинает капать из загнутого конца трубки и вновь попадает в нижнюю часть емкости. Для того, чтобы это сооружение приняло форму двигателя, под каплями жидкости располагается колесико с лопастями.

  Непосредственно на лопастях устанавливаются магниты, образующее магнитное поле. Вращение колесика ускоряется, вода перекачивается быстрее и, в конце концов, устанавливается определенная предельная скорость работы всего устройства.

  Основой линейного двигателя Шкондина является система расположения одного колеса в другом колесе.Вся конструкция состоит из двойной пары катушек с разноименными магнитными полями. За счет этого обеспечивается их движение в разные стороны.

  В альтернативном двигателе Перендева используется только магнитная энергия. Конструкция состоит из двух кругов – динамичного и статичного. На каждом из них с одинаковой последовательностью и интервалами расположены магниты. Свободная сила самоотталкивания приводит в бесконечное движение внутренний круг.

  Применение устройств на постоянных магнитах

  Результаты исследований в данной области уже сейчас заставляют задумываться о перспективах применения магнитных устройств.

  В будущем отпадет надобность во всевозможных выпрямителях и зарядных устройствах. Вместо них будут использоваться магнитные двигатели самых разных размеров, приводящие в движение миниатюрные генераторы тока. Таким образом, множество ноутбуков, планшетов, смартфонов и прочей аналогичной аппаратуры будут непрерывно работать в течение продолжительного времени. Эти источники питания смогут переставляться со старых моделей на новые.

  Магнитные устройства с более высокой мощностью смогут вращать такие генераторы, которые заменят оборудование современных электростанций. Они легко смогут работать вместо двигателей внутреннего сгорания. В каждой квартире или доме будет установлена индивидуальная система энергообеспечения.

  electric-220.ru

  Электромагнит – это… Что такое Электромагнит?

  Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода Простейший электромагнит: вокруг ферромагнитного сердечника намотан электропровод в изоляции

  Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке тока. В электромагнитах, предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь (подвижная часть магнитопровода), передающий усилие.

  Обмотку электромагнитов изготавливают из изолированного алюминиевого или медного провода, хотя есть и сверхпроводящие электромагниты. Магнитопроводы изготавливают из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи (токи Фуко) магнитопроводы выполняют из набора листов.

  Выделяют три типа электромагнитов по способу создания магнитного потока.

  Нейтральные электромагниты постоянного тока

  Постоянный магнитный поток создается постоянным током в обмотке таким образом, что сила притяжения зависит только от величины и не зависит от направления тока в обмотке.

  Поляризованные электромагниты постоянного тока

  Присутствуют два независимых магнитных потока — поляризующий и рабочий. Первый создается рабочей (или управляющей) обмоткой. Поляризующий поток чаще всего создается постоянными магнитами, иногда дополнительными электромагнитами, и используется для обеспечения наличия притягивающей силы при выключенной рабочей обмотке. В целом действие такого магнита зависит как от величины магнитного потока, так и от направления электрического тока в рабочей обмотке.

  Электромагниты переменного тока

  В этих магнитах питание обмотки осуществляется от источника переменного тока, магнитный поток периодически изменяется по величине и направлению, а однонаправленная сила притяжения меняется только по величине, в результате чего сила притяжения пульсирует от нуля до максимального значения с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока. Широко применяют в электротехнике начиная от бытовой техники до плит электромагнитных для станков, при магнитопорошковом методе неразрушающего контроля.

  История

  Извлечение осколков из глаза с помощью электромагнита. 1915

  В 1825 году английский инженер Уильям Стёрджен изготовил первый электромагнит, представляющий собой согнутый стержень из мягкого железа с обмоткой из толстой медной проволоки. Для изолирования от обмотки стержень был покрыт лаком. При пропускании тока железный стержень приобретал свойства сильного магнита, но при прерывании тока он мгновенно их терял. Именно эта особенность электромагнитов и позволила широко применять их в технике.

  Другие классификации

  Электромагниты различают также по ряду других признаков: по способу включения обмоток — с параллельными и последовательными обмотками; по характеру работы — работающие в длительном, прерывистом и кратковременном режимах; по скорости действия — быстродействующие и замедленного действия, создающие постоянное или переменное магнитное поле и т. д.

  См. также

  Ссылки

  dic.academic.ru

  Электромагнитный привод клапана – описание и принцип работы

  Электромагнитный привод представляет собой исполнительный механизм в составе противопожарного или воздушного клапана. Привод отвечает за удержание заслонки клапана в исходном положении, а при активации переводит её в рабочее. В качестве активатора выступает прекращение подачи напряжения на электромагнит. В зависимости от модели применяемого привода, напряжение составляет 12 В, 24 В или 220 В.

  Разновидности клапанов с электромагнитными приводами

  Использование приводов ЭМ широко распространено в двух вариациях клапанов:
  • Противопожарный клапан – огнезадерживающее устройство, заслонка которого в нормальном положении открыта (удерживается электромагнитом привода). При поступлении сигнала об обнаружении пожароопасной ситуации, магнит автоматически отщёлкивается, высвобождая заслонку и переводя её в рабочее (закрытое) положение. Дублирующий вариант срабатывания – тепловой замок, который автоматически разрушается при достижении определённой температуры воздуха в помещении обслуживания.
  • Клапан дымоудаления – прямо противоположное оборудование, которое в нормальном состоянии закрыто, а при активации открывается для оперативного удаления продуктов горения за пределы обслуживаемого помещения.

  В отличие от противопожарного, электромагнитный привод дымоудаления не комплектуется тепловым замком, его срабатывание возможно только при поступлении соответствующей команды с пульта управления.

  Принцип действия и срабатывания эл.привода

  Использование приводов электромагнитного типа позволяет организовать дистанционное управление клапанами, которые входят в систему пожарной безопасности. В зависимости от разновидности привода различают следующие способы управления заслонкой:
  • автоматизированный – активация происходит при разрушении установленного в составе клапана теплового замка;
  • автоматизированный – сигнал о необходимости перехода в рабочее положение поступает от системы противопожарной сигнализации;
  • дистанционный – переключение между режимами работы происходит за счёт нажатия соответствующей кнопки на пульте управления;
  • ручной – перевод заслонки в рабочее положение происходит при переключении тумблера, установленного в месте эксплуатации клапана.

  Принцип работы электромагнитного привода заключается в постоянной подаче напряжения на соленоид. Находясь под напряжением, магнит удерживает заслонку в требуемом положении, не давая ей сдвинуться с места. В момент, когда подача напряжения прекращается, магнитные свойства исчезают, заслонка освобождается и переходит в рабочее положение.

  Сравнение с электромеханическим приводом

  Отличительные особенности клапанов с электромагнитным приводом в сравнении с моделями, которые управляются при помощи электромеханических приводов, заключаются в следующем:
  • стоимость – простота конструкции и принципа действия влияют и на цену оборудования, клапаны с электромагнитом стоят существенно меньше, чем их электромеханические аналоги;
  • скорость срабатывания – при автоматизированной системе управления активация привода с электромагнитом отнимает существенно меньше времени;
  • степень автоматизации – если активация может происходить в автоматическом и даже полностью автономном режиме, то для перевода заслонки в исходное положение потребуется приложить ручное усилие;
  • постоянное потребление электроэнергии.

  Как работают электромагниты | HowStuffWorks

  Как мы упоминали во введении, основные электромагниты не так уж и сложны; вы можете построить простой самостоятельно, используя материалы, которые, вероятно, валяются у вас дома. На металлический стержень наматывается токопроводящий провод, обычно изолированный медным. Провод нагревается на ощупь, поэтому важна изоляция. Стержень, на который наматывается провод, называется соленоидом , и возникающее магнитное поле излучается вдали от этой точки.Сила магнита напрямую связана с количеством витков проволоки вокруг стержня. Для более сильного магнитного поля провод следует наматывать плотнее.

  Хорошо, это еще не все. Чем плотнее проволока наматывается на стержень или сердечник, тем больше витков делает ток вокруг него, увеличивая силу магнитного поля. В дополнение к тому, насколько плотно намотан провод, материал, используемый для сердечника, также может контролировать силу магнита. Например, железо – это ферромагнитный металл , что означает, что он обладает высокой проницаемостью [источник: Бостонский университет]. Проницаемость – это еще один способ описания того, насколько хорошо материал может выдерживать магнитное поле. Чем более проводящим является определенный материал для магнитного поля, тем выше его проницаемость.

  Вся материя, включая железный стержень электромагнита, состоит из атомов. Перед тем, как соленоид наэлектризован, атомы в металлическом ядре располагаются случайным образом, не указывая в каком-либо конкретном направлении. Когда вводится ток, магнитное поле проникает в стержень и выравнивает атомы.Когда эти атомы движутся в одном направлении, магнитное поле растет. Выравнивание атомов, небольшие области намагниченных атомов, называемые доменами , увеличиваются и уменьшаются в зависимости от уровня тока, поэтому, управляя потоком электричества, вы можете контролировать силу магнита. Наступает точка насыщения, когда все домены выровнены, а это означает, что добавление дополнительного тока не приведет к увеличению магнетизма.

  Управляя током, вы можете включать и выключать магнит.Когда ток отключается, атомы возвращаются в свое естественное, случайное состояние, и стержень теряет свой магнетизм (технически он сохраняет некоторые магнитные свойства, но не очень и ненадолго).

  В обычных постоянных магнитах, таких как те, которые держат изображение семейной собаки у холодильника, атомы всегда выровнены, а сила магнита постоянна. Знаете ли вы, что вы можете уменьшить прилипающую силу постоянного магнита, уронив его? Удар может привести к тому, что атомы выйдут из строя.Их можно снова намагнитить, потерев их магнитом.

  Электричество для питания электромагнита должно откуда-то поступать, верно? В следующем разделе мы рассмотрим некоторые способы, которыми эти магниты получают сок.

  Электромагниты в действии – повествование о физике

  Электричество и магнетизм

  Повествование о физике для 11-14

  Зачем нужны электромагниты?

  Почему мы можем использовать электромагнит, а не постоянный стержневой магнит? У использования электромагнитов есть два очевидных преимущества.

  Во-первых, их можно включать и выключать. Замкните электрическую цепь, и ток пройдет, чтобы создать магнитное поле. Выключите ток, и магнетизм исчезнет (при условии, что утюг образует временный магнит).

  Также можно изменить их магнитную силу. Сила магнитного поля вокруг соленоида может быть увеличена на:

  • Увеличение количества витков (или витков) провода.
  • Повышение электрического тока через катушку.
  • Размещение магнитного материала внутри катушки соленоида.

  Автомобильные свалки используют огромные электромагниты, чтобы поднимать груды смятого железа и стали. Выключите ток, и объект рухнет на землю.

  В домашних условиях электромагниты чаще всего используются в электродвигателях. Подумайте обо всем этом электрическом оборудовании с каким-то электродвигателем: пылесосах, холодильниках, стиральных машинах, сушилках, блендерах, духовках с вентилятором, микроволновых печах, посудомоечных машинах, фенах.

  Список длинный, и когда вы начнете шире думать об электродвигателях в автомобилях, газонокосилках и многих других промышленных приложениях, становится очевидным, что это применение электромагнитов обширно и чрезвычайно важно в нашей повседневной жизни. Вопрос о том, как работают электродвигатели, основан на введенных здесь основах магнетизма, и над ним обычно работают в последующие годы.

  Звонки, реле и моторы

  Электромагнитные дверные звонки – это переключающих и устройств, работающих от электромагнита.Есть одна электрическая цепь, содержащая два переключателя. Один из них – обычный кнопочный переключатель. Второй состоит из двух частей: пружины и электромагнита. Поочередное действие пружины и электромагнита замыкает и размыкает цепь до тех пор, пока нажат кнопочный переключатель.

  Электромагнитное реле состоит из двух цепей. Первая схема содержит простой электромагнит, для работы которого требуется относительно небольшой ток. Когда переключатель замкнут, через катушку с проволокой проходит электрический ток, и железный коромысел притягивается к электромагниту.Рычаг вращается вокруг оси и замыкает переключатель, замыкая вторую цепь, и двигатель запускается – двигателю требуется гораздо больший ток. Когда переключатель в первой цепи размыкается, электромагнит отпускает коромысло, и пружины переключателя снова размыкаются. Цепь двигателя теперь разорвана.

  Двигатель более сложен, чем любой другой, но включен сюда для полноты картины.

  Каков принцип работы электромагнита Физика класса 12 CBSE

  Подсказка: Мы знаем, что тип магнита, в котором магнитное поле создается электрическим током, является электромагнитом.Здесь мы более подробно обсудим определение электромагнита, принцип его работы.

  Полный ответ:
  Мы уже знаем, что электрический ток будет генерировать магнитное поле в плоскости, перпендикулярной направлению тока. Так работает электромагнит. Магнит, который приводится в действие электричеством, известен как электромагнит. В отличие от постоянного магнита, мощность электромагнита можно регулировать, изменяя количество электрического тока, протекающего через него.Свойство магнетизма теряется, когда ток прерывается.

  Однако электромагнит имеет преимущество перед постоянным магнитом в том, что регулирование электрического тока часто влияет на магнитное поле, то есть сила электрического поля определяет силу магнитного поля. На самом деле, изменив направление потока электричества, полюса электромагнита можно поменять местами.

  Свойства магнита: Вот некоторые из свойств магнита:
  – Притягивающие свойства – Магниты притягивают ферромагнитные материалы, такие как железо, никель и кобальт, благодаря своим привлекательным свойствам.
  -Репульсивное свойство- Подобные полюса отталкивают друг друга, в то время как разные полюса притягиваются.
  -Репульсивное свойство- Подобные полюса отталкиваются друг от друга, в то время как разные полюса притягиваются.

  Итак, что такое электромагниты и как они работают? Давайте посмотрим на сам железный гвоздь: когда на него не действует электрическое поле, почему он не генерирует магнитное поле?
  Индивидуальные магнитные поля нейтрализуют друг друга, когда атомы в гвозде ориентированы в случайных направлениях. Эти атомы переориентируются в одном направлении под действием электрического тока.Эти отдельные магнитные поля объединяются, образуя мощное магнитное поле. Степень переориентации увеличивается по мере увеличения тока, что приводит к более сильному магнитному полю. Увеличенный ток не влияет на создаваемое магнитное поле, если все частицы полностью переориентируются в одном направлении. Считается, что на этой стадии магнит насыщен.

  Примечание: Ниже приведены некоторые недостатки электромагнетизма: они быстро нагреваются и потребляют много энергии, но их магнитное поле может хранить много энергии.Энергия будет разряжаться, если электрический ток будет прерван.
  

  Что такое электромагнит? Определение, принцип работы и приложения

  Электромагнит – это магнит, магнитное поле которого создается потоком электрического тока. Электромагнит – это тип временного магнита, который действует как магнит, когда через него проходит электрический ток, и теряет свой магнетизм, когда поток электрического тока в изолированном медном проводе электромагнита прекращается.

  Принцип работы электромагнита

  Электромагнит работает по принципу Магнитного действия электрического тока.

  Давайте сделаем упражнение, чтобы понять поведение электромагнитов.

  1. Возьмите кусок изолированного гибкого провода длиной около 75 см, железный гвоздь длиной 6-10 см, ячейку, выключатель, лампочку и несколько контактов.
  2. Плотно намотайте проволоку на гвоздь в виде катушки, как показано на рисунке.
  3. Подключите свободные концы провода к клеммам ячейки через выключатель.
  4. Поместите несколько штифтов на конец гвоздя или рядом с ним, затем включите ток.
  5. Штифты цепляются за кончик ногтя? Выключите ток.
  6. Булавки все еще цепляются за конец гвоздя?
  7. Нет, скрепки не цепляются за гвоздь. Катушка ведет себя как магнит, когда через нее протекает электрический ток.
  8. Магнитное поле исчезает, когда ток прекращается, потому что катушка обычно теряет свой магнетизм.Такие катушки называют электромагнитами.

  Применение электромагнитов

  Электромагниты благодаря своим замечательным свойствам находят множество применений в различных областях. Их силу можно увеличить, увеличив ток в катушке. Они могут быть разных форм и размеров в зависимости от их назначения.

  1. Мы бы видели краны, которые используются для подъема автомобилей. К концу такого крана прикреплен сильный электромагнит.Эти краны используются для подъема тяжелых грузов.

  2. Электромагниты очень широко используются в качестве компонентов других электрических устройств, таких как двигатели, генераторы, реле, громкоговорители, жесткие диски, аппараты МРТ, а также используются в качестве промышленных подъемных электромагнитов для подъема и перемещения тяжелых металлических предметов, таких как железный лом. .

  3. Врачи используют крошечные электромагниты, чтобы вынимать небольшие кусочки магнитных материалов, случайно попавших в глаз.

  4.Во многих игрушках также есть электромагниты. Электромагниты также используются в электромагнитных поездах, называемых Маглев.

  Подробнее- Магнитное поле и линии магнитного поля | Правило Максвелла

  Электромагнит

  | инструмент | Британника

  электромагнит , устройство, состоящее из сердечника из магнитного материала, окруженного катушкой, через которую пропускается электрический ток для намагничивания сердечника. Электромагнит используется везде, где требуются управляемые магниты, например, в устройствах, в которых магнитный поток должен изменяться, реверсироваться или включаться и выключаться.

  Инженерное проектирование электромагнитов систематизировано с помощью концепции магнитопровода. В магнитной цепи магнитодвижущая сила F, или F м определяется как ампер-витки катушки, которая генерирует магнитное поле для создания магнитного потока в цепи. Таким образом, если катушка из n витков на метр проводит ток i ампер, поле внутри катушки составляет ni ампер на метр, а магнитодвижущая сила, которую она генерирует, составляет nil ампер-витков, где l – длина катушки.Более удобно, магнитодвижущая сила равна Ni, , где N, – общее количество витков в катушке. Плотность магнитного потока B в магнитной цепи эквивалентна плотности тока в электрической цепи. В магнитной цепи магнитным эквивалентом тока является полный поток, обозначенный греческой буквой фи, ϕ , задаваемой BA, , где A – площадь поперечного сечения магнитной цепи. В электрической цепи электродвижущая сила ( E ) связана с током, i, в цепи, как E = Ri, , где R – сопротивление цепи.В магнитной цепи F = rϕ, , где r – сопротивление магнитной цепи и эквивалентно сопротивлению в электрической цепи. Сопротивление получается путем деления длины магнитного пути l на проницаемость, умноженную на площадь поперечного сечения A ; таким образом, r = л / мкА, греческая буква мю, мк, символизирует проницаемость среды, образующей магнитную цепь. Единицы измерения сопротивления – ампер-витки на вебер.Эти концепции могут быть использованы для расчета сопротивления магнитной цепи и, следовательно, тока, необходимого через катушку, чтобы протолкнуть желаемый магнитный поток через эту цепь.

  Однако несколько допущений, используемых в этом типе расчетов, делают его в лучшем случае лишь приблизительным руководством к проектированию. Влияние проницаемой среды на магнитное поле можно представить себе как вытеснение магнитных силовых линий в себя. И наоборот, силовые линии, проходящие от области с высокой проницаемостью к области с низкой проницаемостью, имеют тенденцию расширяться, и это происходит в воздушном зазоре.Таким образом, плотность потока, которая пропорциональна количеству силовых линий на единицу площади, будет уменьшаться в воздушном зазоре за счет выступающих или окаймляющих линий по сторонам зазора. Этот эффект усиливается при увеличении промежутков; могут быть сделаны грубые поправки для учета эффекта окантовки.

  Также предполагалось, что магнитное поле полностью ограничено внутри катушки. Фактически, всегда существует определенное количество потока рассеяния, представленного магнитными силовыми линиями вокруг внешней стороны катушки, который не способствует намагничиванию сердечника.Поток утечки обычно невелик, если магнитная проницаемость относительно высока.

  Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

  На практике проницаемость магнитного материала зависит от плотности потока в нем. Таким образом, расчет может быть выполнен для реального материала, только если доступна фактическая кривая намагничивания или, что более полезно, график мкм против B, .

  Наконец, конструкция предполагает, что магнитопровод не намагничен до насыщения.Если бы это было так, то плотность потока в воздушном зазоре в этой конструкции не могла бы быть увеличена, независимо от того, сколько тока пропускалось через катушку. Эти концепции более подробно рассматриваются в следующих разделах, посвященных конкретным устройствам.

  Соленоид обычно представляет собой длинную катушку, по которой протекает ток, создавая магнитное поле. В более узком смысле это название относится к электромеханическому устройству, которое производит механическое движение при подаче электрического тока. В своей простейшей форме он состоит из железной рамы, охватывающей катушку, и цилиндрического плунжера, движущегося внутри катушки, как показано на рисунке 1.Для источника переменного тока потери в стали в сплошном каркасе ограничивают эффективность, и используется многослойный каркас, который состоит из стопки тонких листов железа, нарезанных соответствующей формы и уложенных слоем изоляционного лака между ними. простыня. Когда катушка находится под напряжением, плунжер перемещается в катушку за счет магнитного притяжения между ним и рамой, пока не войдет в контакт с рамой.

  Соленоиды переменного тока имеют тенденцию быть более мощными в полностью открытом положении, чем устройства постоянного тока.Это происходит потому, что начальный ток, высокий из-за индуктивности катушки, уменьшается за счет воздушного зазора между плунжером и рамой. Когда соленоид закрывается, этот воздушный зазор уменьшается, индуктивность катушки увеличивается, а переменный ток через нее падает. Если соленоид переменного тока заедает в открытом положении, катушка может сгореть.

  Когда соленоид полностью открыт, он имеет большой воздушный зазор, а высокое сопротивление этого зазора поддерживает низкий поток в магнитной цепи для данной магнитодвижущей силы, и сила, действующая на плунжер, соответственно низкая.Когда плунжер закрывается, сопротивление падает, а магнитный поток увеличивается, так что сила постепенно увеличивается. Производители соленоидов предоставляют кривые “сила-ход”, чтобы пользователи могли выбрать правильные единицы для своих целей. Кривую можно изменить, нагружая плунжер пружиной, так что сила, прилагаемая на протяжении всего хода, может быть согласована с конкретной механической нагрузкой.

  Принцип работы и испытания электромагнитного реле

  Как работает электромагнитное реле?
  Как показано на рисунке ниже, электромагнитное реле состоит из электромагнита, якоря, пружины, подвижного контакта и неподвижного контакта.
  Обычно электромагнитное реле имеет две цепи: низковольтную схему управления и высоковольтную рабочую схему. Низковольтная схема управления включает катушку электромагнитного реле, низковольтный источник питания и переключатель. В высоковольтную рабочую цепь входят высоковольтный источник питания, двигатель и контакты электромагнитного реле.
  Принцип работы электромагнитных реле несложный, и работает оно в основном по принципу электромагнитной индукции.При включении питания в низковольтной цепи управления ток проходит через катушку электромагнита, создавая магнитное поле. Затем якорь создает всасывающую силу, заставляя подвижный контакт и неподвижный контакт соприкасаться. Таким образом, рабочая цепь включается, и двигатель начинает работать. При отключении питания в низковольтной цепи управления ток в катушке пропадет и якорь под действием пружины разделит подвижный контакт и неподвижный контакт.Рабочий контур отключается и двигатель перестает работать.

  Вообще говоря, электромагнитное реле использует электромагнит для управления состоянием «включено» или «выключено» рабочей цепи. При подаче напряжения на оба конца катушки, катушка будет протекать с током и создавать электромагнитный эффект. Электромагнит будет притягивать якорь к железному сердечнику против натяжения пружины, чтобы подтянуть подвижный контакт якоря к неподвижному контакту (нормально разомкнутый контакт или НО).При отключении питания притяжение электромагнита исчезнет, ​​и якорь вернется в свое положение под натяжением пружины, чтобы освободить подвижный контакт от неподвижного контакта (нормально замкнутый контакт или NC). Вытягивание и отпускание используются для управления размыканием и замыканием цепи. Нормально разомкнутые и замкнутые контакты соответственно относятся к стационарному контакту в состоянии «включено», когда катушка отключена от питания, и стационарному контакту в состоянии «выключено», когда катушка подключена к источнику питания.

  Как проверить электромагнитное реле?
  Зная рабочие характеристики электромагнитного реле, действительно полезно узнать, как проверить ЭМИ, чтобы вы могли выяснить, исправно ли электромагнитное реле, или проверить, есть ли какие-либо проблемы с ЭМИ?
  

  1. Проверка сопротивления катушки
     Используйте мультиметр, чтобы измерить сопротивление катушки реле и определить, находится ли катушка в состоянии разомкнутой цепи. Сопротивление катушки реле тесно связано с ее рабочим напряжением и рабочим током.Рабочее напряжение и рабочий ток катушки можно рассчитать по ее сопротивлению.
  2. Проверка сопротивления контакта
     Переведите мультиметр в режим измерения сопротивления и используйте его для измерения сопротивления нормально замкнутого контакта и подвижного контакта. Их сопротивление предполагается равным нулю. Если сопротивление нестабильно или больше значения, это означает, что контакт находится в состоянии плохого контакта. Если сопротивление нормально разомкнутого контакта и подвижного контакта кажется бесконечным, состояние следует оценивать как контактное прилипание.Таким образом, пользователи могут различать, какой из них является нормально замкнутым контактом, какой – нормально разомкнутым контактом и находится ли реле в хорошем состоянии (особенно для использованного реле).
  3. Проверка напряжения включения и тока включения
     Подключите регулируемый источник питания регулирования к реле и подайте набор напряжений на реле. Также подключите амперметр к цепи питания для контроля. Медленно увеличивайте напряжение и, услышав звук срабатывания реле, запишите напряжение и ток срабатывания.Для точности попробуйте еще раз и вычислите его среднее значение.
  4. Проверка напряжения расцепителя и тока отпускания
     Проведите испытание указанными способами. Когда реле втянут, постепенно уменьшайте напряжение источника питания. Когда снова услышите звук отпускания реле, запишите напряжение и ток. Обычно отпускное напряжение реле составляет 10-50% от напряжения срабатывания. Если напряжение расцепления слишком низкое (ниже 1/10 напряжения втягивания), он не сможет нормально работать.Это отрицательно скажется на стабильности схемы и надежности работы.

  Вопросы и ответы – Что такое электромагнит?

  Что такое электромагнит?

  Электромагнит – это магнит, работающий на электричестве. В отличие от постоянного магнита, силу электромагнита можно легко изменить, изменив количество электрического тока, протекающего через него. Полюса электромагнита можно даже поменять местами, изменив направление потока электричества.

  Электромагнит работает, потому что электрический ток создает магнитное поле. Магнитное поле, создаваемое электрическим током, образует круги вокруг электрического тока, как показано на схеме ниже:

  Если провод, по которому проходит электрический ток, сформирован в серию петель, магнитное поле может быть сконцентрировано внутри петель. . Магнитное поле можно еще больше усилить, намотав провод на сердечник. Атомы некоторых материалов, таких как железо, никель и кобальт, ведут себя как крошечные магниты.Обычно атомы в чем-то вроде куска железа указывают в случайных направлениях, а отдельные магнитные поля стремятся нейтрализовать друг друга. Однако магнитное поле, создаваемое проволокой, намотанной вокруг сердечника, может заставить некоторые атомы внутри сердечника указывать в одном направлении. Все их маленькие магнитные поля складываются, создавая более сильное магнитное поле.

  По мере увеличения тока, протекающего вокруг сердечника, количество выровненных атомов увеличивается и магнитное поле становится сильнее.По крайней мере, до определенного момента. Рано или поздно все атомы, которые можно выровнять, будут выровнены. В этот момент магнит считается насыщенным, и увеличение электрического тока, протекающего вокруг сердечника, больше не влияет на намагниченность самого сердечника.

  Связанные страницы:

  Вы знаете, что такое электромагнит?

  На каких работах используются электромагниты?

  Как сделать электромагнит?

  BEAMS Activity – Магниты и электромагниты

  Наука в домашних условиях – Электромагниты (видеоэксперимент)

  Workbench Projects – Electromanget Experiment Stand

  .