Magnetsko polje zavojnice sa strujom. Elektromagneti i njihova primjena

Elektromagnetizam - skup pojave izazvane priključak električne struje i magnetska polja. Ponekad ovaj odnos dovodi do neželjenih efekata. Na primjer, struja koja teče kroz električne kablove u brod izaziva nepotrebne odstupanje brodski kompas. Međutim, električna energija se često namjerno koristi za stvaranje magnetskog polja visokog intenziteta. Kao primjer elektromagneti. O njima danas pa ćemo pričati.

Električnu struju i magnetnog fluksa

Intenzitet magnetskog polja može odrediti broj magnetnog fluksa linija, koja pada na jedinicu površine. Magnetsko polje se javlja svuda gdje električna struja teče, i magnetskog toka u zraku je proporcionalan drugo. Ravno žice nose struje, mogu se savijati u zavojnici. Na dovoljno mali radijus reda, to dovodi do povećanja magnetnog fluksa. U ovom slučaju, sadašnji se ne povećava.

Utjecaj koncentracije magnetnog fluksa se može dodatno poboljšana povećanjem broja okretaja, tj. E. Twisting žice u zavojnici. Obrnuto je istina. Magnetsko polje struje namotaja može se smanjiti smanjenjem broj poteza.

Dobijemo važan odnos. U trenutku maksimalne gustoće magnetskog toka (to po jedinici površine većina linija protoka) odnos između struje I, broj poteza žice n, i magnetnog fluksa B se izražava na sljedeći način: U trenutnom proporcionalna V. 12 A, struje kroz zavojnice od 3 kruga to stvara isto magnetsko polje kao i struje 3 a, struje kroz zavojnice od 12 okreta. Važno je znati, rješavanje praktičnih problema.

solenoid

Zavojnica rane žice, magnetsko polje se zove magnetni. Žice može biti rana na željezo (željezo jezgra). Pogodan i nemagnetne baze (npr, klima jezgra). Kao što vidite, ne možete koristiti samo željezo za stvaranje magnetskog polja zavojnice sa strujom. Sa stanovišta veličine bilo kojeg ne-magnetski core tok ekvivalent udaljenosti. To jest, iznad odnos između struje i broj poteza u ovom slučaju vrši precizno. Dakle, magnetno polje struje namotaja može se smanjiti, ako se primijeniti ovaj obrazac.

Korištenje željeza u elektromagnetni

Zašto u elektromagnetni rabljene željeza? Njegova prisutnost utječe na magnetsko polje zavojnice sa strujom u dva aspekta. To povećava magnetski učinak struje, često hiljadama puta ili više. Međutim, to se može podijeliti jednu važnu proporcionalnosti. To je zbog toga što postoji između magnetnog fluksa i struje u svici sa vazduhom jezgrom.

Mikroskopske polje u domeni željeza (točnije, njihov magnetski momenti) pod djelovanjem magnetskog polja koje se stvara struje se grade u jednom pravcu. Kao rezultat prisustva željeza jezgra tekuće proizvodi veći magnetnog fluksa po presjeka jedinici žica. Dakle, indukcija znatno povećava. Kada usklađeni svih domena u jednom smjeru, dalje povećanje struje (ili broj poteza u zavojnici) samo neznatno povećava gustoća magnetskog tijeka.

Sada možete reći nešto o indukcije. Ovo je važan dio teme od interesa za nas.

Magnetne indukcije kalem sa sadašnjim

Iako je magnetno polje magnetni sa željeznim jezgrom je mnogo jači od magnetno polje elektromagnetni zrak jezgra, njegova vrijednost je ograničena svojstva željeza. Veličinu zavojnica koja stvara klima-core teoretski nema ograničenja. Međutim, po pravilu, primaju ogromne struje potrebne da se stvori polje koje se može porediti u magnitude u polje zavojnica sa željeznim jezgrom, to je vrlo teško i skupo. Ne idu uvek ovako.

Što se događa ako promijenite magnetsko polje zavojnice sa trenutnim? Ova akcija može generirati električnu struju na isti način kao trenutni stvara magnetsko polje. Kada se približavate magnet za dirigenta linije magnetna sila prelaska dirigent, izaziva napon u njemu. Polaritet izazvane napon ovisi o polaritet i smjer promjena magnetnog fluksa. Ovaj efekat je mnogo više izraženo u zavojnica nego u posebnom zavojnica: to je proporcionalan broj poteza u navijanje. U prisustvu željeza jezgra inducirana napona u povećava elektromagnetni. Sa ovom metodom, dirigent mora kretati u odnosu magnetnog fluksa. Ako se dirigent ne presijecati linije magnetnog fluksa, napon će nastati.

Kako doći do energije

Električni generatori stvaraju tekući zasnovan na istim principima. Tipično, magnet rotira između namotaja. Magnituda izazvane napona zavisi jačina polja magneta i njegova brzina (oni određuju stopu promjene magnetnog fluksa). Napon u dirigent je direktno proporcionalna brzini magnetnog fluksa u njemu.

U mnogim generatora magnet je zamijenjen elektromagnetni. U cilju da se stvori magnetsko polje zavojnice sa struje, elektromagnetni je priključen na izvor napajanja. Što u ovom slučaju električne energije koju proizvodi generator? To je jednak proizvodu napona preko struje. S druge strane, struja u dirigent i odnos magnetnog fluksa omogućava korištenje fluksa generira električne struje u magnetskom polju za proizvodnju mehaničkih pokreta. Prema ovom principu, motor radi, a neki električnih aparata. Međutim, da se stvori pokret u kojem morate provesti dodatne električne energije.

Jaka magnetska polja

Trenutno, koristeći fenomen supravodljivosti, moguće je dobiti bez presedana intenzitet polja zavojnice magnetne sa strujom. U elektromagneti mogu biti vrlo moćan. Kada se to struja teče bez gubitka m. E. Ne izaziva zagrijavanje materijala. To omogućava da se prijave velikim stresom u zraku-core solenoida i izbjeći ograničenja koja nameće efekt zasićenja. Vrlo dobre izglede otkriva jakom magnetskom polju zavojnice sa strujom. Elektromagneti i njihova upotreba nije uzalud zainteresirani mnogi naučnici. Nakon svega, snažna polje se može koristiti za kretanje magnetskih "jastuka" i stvaranje novih vrsta elektromotora i generatora. Oni su u stanju visoke izlazne po niskoj cijeni.

Energija magnetskog polja zavojnice struja se aktivno koriste čovječanstvo. To je dugo bio u širokoj upotrebi, a posebno na željeznici. O tome kako se koristi linija magnetnog polja kotura s trenutnim za kontrolu kretanja vlakova, sada razgovarati.

Magneti na željeznici

Sistem se obično koriste na željeznici, koji je za veću sigurnost elektromagneta i permanentni magneti su komplementarni. Kako mogu upravljati sistemom? Jak stalni magnet koji je pričvršćen blizu željeznički na određenoj udaljenosti od semafora. Pri prolasku vlakova preko ose magnet stalnog avion magnet u kabini vozača se rotira malim uglom, nakon čega je magnet ostaje u položaju.

Regulisanje saobraćaja na pruzi

stan magnet pokret uključuje zvono ili sirena. Zatim, sljedeće javlja. Nakon nekoliko vozača sekundi kabine prelazi preko elektromagneta, koji je povezan sa semaforima. Ako se vlak daje zeleno svjetlo, elektromagnetni nabijen i ose permanentnim magnetom u automobilu je uključen u prvobitni položaj, isključivanje alarm u kokpitu. Kada je semafor je crven ili žut svjetlo, elektromagnet se isključuje, a zatim nakon odlaganja, automatski aktivira kočnice, naravno, ako je zaboravio da se vozač. Kočionih krugova (i audio) je priključen na mrežu od osi rotacije magneta. Ako je magnet za vrijeme odlaganja vraća u svoj prvobitni položaj, kočnica se ne aktivira.