Magnetické pole cievky s prúdom. Elektromagnety a ich aplikácie

Elektromagnetizmus - súbor javov spôsobených pripojenie elektrických prúdov a magnetických polí. Niekedy sa tento vzťah vedie k nežiaducim účinkom. Napríklad prúd pretekajúci elektrické káble v lodi spôsobuje zbytočnú kompas odchýlkou lodi. Avšak, elektrina je často zámerne používa na vytvorenie magnetického poľa s vysokou intenzitou. Ako príklad elektromagnetov. O nich dnes a porozprávame.

Elektrický prúd a magnetický tok

Intenzita magnetického poľa môže určiť počet magnetických siločiar, ktorý pripadá na jednotku plochy. Magnetické pole sa vyskytuje všade tam, kde preteká elektrický prúd, a magnetický tok vo vzduchu je priamo úmerné druhej. Rovný drôt nesúce prúd, môžu byť ohnuté v cievke. Pri dostatočne malom polomere zákruty, to vedie k zvýšeniu magnetického toku. V tomto prípade je prúd nezvyšuje.

Vplyv koncentrácie magnetického toku môže byť ďalej zvýšená tým, že zvyšuje počet otáčok, tj. E. krútenie drôtu v cievke. Opak je pravdou. Magnetické pole cievky prúd môže byť dosiahnuté znížením počtu otáčok.

Odvodíme dôležitý vzťah. V okamihu maximálnej magnetickej indukcie (to na jednotku plochy väčšina prúdnic) vzťah medzi elektrickým prúdom I, počet závitov drôtu n a tok B magnetickej, sú vyjadrené takto: V prúd úmerný V. 12 A, prúd prechádzajúci cievkou 3 závitov vytvára presne rovnaké magnetické pole ako prúd 3 A, prúd prechádzajúci cievkou 12 zákrut. Je dôležité vedieť, riešenie praktických problémov.

elektromagnetický

Cievka navíja drôt, magnetické pole je nazývaný solenoid. Vodiče môžu byť navinuté na železo (železné jadro). Vhodné a nemagnetický bázy (napríklad vzduch jadro). Ako vidíte, môžete použiť nielen žehličku na vytvorenie magnetického poľa cievky s prúdom. Z hľadiska veľkosti akéhokoľvek nemagnetických jadra tok primeranú vzdialenosť. To znamená, že vyššie uvedený vzťah medzi prúdu a počtu závitov v tomto prípade sa vykonáva presne. To znamená, že magnetické pole cievky prúdu môže byť znížená, ak budeme aplikovať tento vzor.

Použitie železa v solenoidu

Prečo sa v elektromagnetickom použitej železa? Jeho prítomnosť ovplyvňuje magnetické pole cievky s prúdom v dvoch ohľadoch. To zvyšuje magnetický účinok prúdu, často tisíckrát alebo viac. Avšak, to môže byť rozdelená na jednu dôležitú proporcionalitu. Ide o to, že, ktorý existuje medzi magnetickým tokom a prúd v cievkach so vzduchovým jadrom.

Mikroskopické poľa v železných doménach (presnejšie ich magnetické momenty) za pôsobenia magnetického poľa, ktorý je generovaný prúdy sú vytvorené v jednom smere. Ako výsledok prítomnosti železného jadra prúdu produkuje väčšie magnetický tok za MJ prierezom vodiča. To znamená, že hustota toku výrazne zvyšuje. Keď splatené všetky domény v jednom smere, čo ďalej zvyšuje prúd (alebo počet závitov v cievke) len mierne zvyšuje hustotu magnetického toku.

Teraz vám povedať niečo o indukcii. To je dôležitou súčasťou tém záujmu k nám.

Magnetické indukčná cievka s prúdom

Aj keď je magnetické pole elektromagnetu s železným jadrom je oveľa silnejší, než je magnetické pole z magnetického jadra vzduchu, jeho hodnota je obmedzená vlastnosťami železa. Veľkosť cievkou, ktorá vytvára vzduchové jadro teoreticky nemá žiadne obmedzenia. Avšak, ako pravidlo, prijímať obrovské prúdy potrebné pre vytvorenie poľa, ktoré je porovnateľné veľkosti na budiace cievku so železným jadrom, je veľmi ťažké a nákladné. Nie vždy ísť touto cestou.

Čo sa stane, keď sa zmení magnetické pole cievky s prúdom? Táto akcia môže generovať elektrický prúd rovnakým spôsobom ako prúd vytvára magnetické pole. Keď sa blíži magnet na vodič línií magnetickej sily presahujúcej vodič, indukuje napätie v ňom. Polarita indukovaného napätia, závisí na polarite a smeru zmenu magnetického toku. Tento efekt je oveľa výraznejší v cievke, než v samostatnom cievky: je priamo úmerná počtu závitov vinutia. V prítomnosti železné jadro indukovaného napätia v zvyšuje solenoidu. Pri použití tejto metódy je vodič sa musí pohybovať relatívne magnetický tok. V prípade, že vodič nepretína čiary magnetického toku, vznikne napätie.

Ako sa dostať energiu

Elektrické generátory generovať prúd založený na rovnakých princípoch. Typicky, magnet otáča medzi cievkami. Veľkosť indukovaného napätia je závislá na intenzite poľa magnetu a jeho rýchlosť (určujú rýchlosť zmeny magnetického toku). Napätie vo vodiči je priamo úmerná rýchlosti magnetického toku v ňom.

V mnohých generátorov magnet je nahradený elektromagnetom. S cieľom vytvoriť magnetické pole cievky s prúdom, je elektromagnet pripojený ku zdroju napájania. Čo je v tomto prípade elektrickej energie vyrobenej generátorom? To sa rovná súčinu napätia na prúd. Na druhej strane, prúd vo vodiči a vzťah magnetického toku umožňuje využitie toku, generovaného elektrického prúdu v magnetickom poli na vytvorenie mechanický pohyb. Podľa tohto princípu, motor beží a niektoré elektrické spotrebiče. Aby však bolo možné vytvoriť hnutie, v ktorom budete môcť stráviť ďalšie elektrickú energiu.

Silné magnetické polia

V súčasnej dobe, za použitia jav supravodivosti, že je možné získať bezprecedentné intenzitu magnetického poľa cievky s prúdom. Elektromagnety môže byť veľmi silný. Keď tento prúd bezstratové m. E. Nespôsobuje zahrievanie materiálu. To umožňuje použiť v strese v vzduchovým jadrom elektromagnetov a obísť obmedzenia uložené efekt nasýtenia. Veľmi dobré vyhliadky odhaľuje mocné magnetické pole cievky s prúdom. Elektromagnety a ich použitie nie je v márnych zainteresovaných mnoho vedcov. Koniec koncov, silná pole môže byť použitá pre pohyb magnetického "vankúš" a vytvorenie nových typov elektromotorov a generátorov. Sú schopné vysokého výkonu pri nízkych nákladoch.

Energia magnetického poľa cievky prúdu je aktívne používaný ľudstva. To dlho bol široko používaný, najmä na železnici. O tom, ako sa používajú magnetické siločiary cievky s prúdom pre riadenie jazdy vlakov, teraz diskutovať.

Magnety na železniciach

Systém bežne používané na železnici, ktoré pre väčšiu bezpečnosť elektromagnetov a permanentných magnetov sú komplementárne. Ako je možné ovládať systém? Silný permanentný magnet je pripevnený v blízkosti železnice v určitej vzdialenosti od semaforov. Pri prejazde vlakov nad osou magnetu roviny permanentného magnetu v kabíne vodiča je otočený o malý uhol, načo sa magnet zostáva vo svojej polohe.

Regulácia dopravy na železnici

byt pohyb magnet obsahuje poplach alebo sirénu. Ďalej dôjde k nasledujúcemu. Po niekoľkých sekundách vodiča kabíny prechádza cez elektromagnet, ktorý je spájaný s semaforoch. V prípade, že vlak dáva zelenú, elektromagnet je pod napätím a os permanentného magnetu v aute sa obrátil na svojej pôvodnej polohy, vypnutie alarmu v kokpite. Keď je semafor červené alebo žlté svetlo, elektromagnet sa vypne, a potom po určitej odmlke automaticky aktivuje brzdy, samozrejme, ak je to zabudli, aby sa vodič. Brzdového okruhu (a audio) je pripojený k sieti od osi otáčania magnetu. Ak je magnet počas meškania vráti do svojej pôvodnej polohy, brzda nie je aktivovaná.