Hoe Elektromagneten Work

Deze elektromagneet gemonteerd op een portaalkraan tilt zwaar materieel . chiquizafra / iStock / Getty Images

Elektromagneten gebruiken elektrische stroom een ​​magnetisch veld opwekken, meestal in een stalen of ijzeren kern.Unlike permanente magneten, die altijd gemagnetiseerd, elektromagneten kunnen worden in- en uitgeschakeld en de polariteit van de magneet kan worden geschakeld door het omkeren van de stroming van de stroom.


Ze kunnen samen worden gebruikt met permanente magneten, zoals elektromotoren, waarbij de elektromagneet op een draaiende anker en de permanente magneten omringen.Elektromagneten zijn lineaire elektrische motoren, waar de interactie van magneten en elektromagneten gooit een schacht.

een magnetisch veld omringt een Charged Wire

  • Credit gaat naar Hans Christian Oersted voor het ontdekken van de elektromagnetische kracht in 1820. Hij merkte op dat een geladen draad invloed op de oriëntatie van een kompasnaald.Hij gepostuleerd een rotatiekracht rond de draad.In feite de draad creëert een magnetisch veld, loodrecht op de draad.

    Een principe genaamd "de rechterhand regel 'beschrijft de stroom van dit gebied rond de draad.Stel je voor het grijpen van een geladen draad met uw rechterhand, met de duim verlengd.Uw gekruld vingers in de richting van stroming van de magnetische veld loodrecht op de draad, en de duim in de richting van de stroom van stroom.

Het versterkend effect van een ijzer of staal Core

  • De spinnen van elektronen in ijzer of staal atomen kan een magnetische kracht te genereren, maar normaal gesproken zijn ze willekeurig georiënteerde binnen domeinen van individuele kristallen.HyperPhysics bladzijden Georgia State University verklaren hoe, wanneer een geladen draad lus rond een kern, zoals een staaf, het magnetisch veld loodrecht op de draad maakt de elektronen afstemmen van hun omloopbanen verenigen tot één enkel magnetisch veld in de kern te vormen.Dit vergroot sterk het oorspronkelijke veld rond de draad.Als de huidige keert, de polariteit van de kern omkeert.Als de stroom wordt verwijderd, de kern terug naar willekeurige oriëntatie en verliest zijn magnetisme.

een elektromagneet Core Presents Beperkingen

  • Terwijl uitgelijnd elektronen een kern verhogen van de kracht van een magnetisch veld opgewekt rond het, kan de kern alleen een bepaalde hoeveelheid boost voor al haar elektronen zijn afgestemd en er is niet meerversterking effect te behalen, zelfs als er meer stroom wordt toegepast.Dit effect wordt verzadiging.

    "Electrical steel" is een legering van ijzer en silicium met een kleine hoeveelheid koolstof die de American National Standards Institute beschrijft als "georiënteerde korrels" en gebruikt in elektrische toepassingen zoals transformatoren, die een soort elektromagneet zijn.

Ampere-Turns Multiply naar Magnetic Potentiële

  • Maak een lus van geladen draad, met of zonder een ijzeren kern creëert een magnetisch veld, genaamd flux.Met meer lussen van draad, het magnetiseren effect neemt toe, omdat het veld elke lus voegt aan de anderen, te combineren tot één groot veld.De magnetomotorische kracht of magnetische potentiaal (geschreven als MMF of soms F), van dit gebied lijkt het potentiaal in een elektrische stroom.De meeteenheid is ampèrewindingen, genoteerd als NI, waarbij N het aantal windingen vermenigvuldigd met I die de in ampère.Een 5-ampère stroom in 100 lussen van draad zal een MMF van 500 NI te creëren, en zo zal een 10-ampère stroom in 50 lussen van draad.

    Een dunnere draad diameter laat meer lussen voor een bepaalde hoeveelheid materiaal, ruimte en gewicht.Een dunnere draad heeft ook een hogere weerstand, zodat er een afweging omdat de dunnere draad zoveel stroom niet zal uitvoeren als een dikkere draad op een bepaald voltage.De wet van Ohm geeft de reden hiervoor als stroom gelijk aan de spanning gedeeld door de weerstand (I = V / R).De hogere weerstand van de dunnere draad vereist meer spanning een bepaalde stroom te produceren.

Enhanced Performance van supergeleidende magneten

  • Chilling een elektromagneet met vloeibaar helium tot ongeveer 2 graden Kelvin, in de buurt van het absolute nulpunt, veroorzaakt een supercondutcing staat in de spoel.HyperPhysics beschrijft hoe de verschillende draad ontwerpen nemen supergeleidende legeringen, zoals niobium-tin en niobium-titaan zoals vezels ingebed in een koperdraad matrix.Het Nationaal Instituut voor Standaarden en Technologie beschrijft een aantal kenmerken van supergeleidende magneten.Zodra een stroom hen bekrachtigd, kan de huidige verwijderd en het spoelen blijft bekrachtigd zolang de magneet blijft gekoeld.Operators kunnen dit effect in- en uitschakelen door het verwarmen van een klein gedeelte van de draad aan het uit de supergeleidende toestand te brengen.Een fenomeen genaamd "blussen" kan gebeuren als er iets veroorzaakt de spoelen terug te keren naar een resistief staat, waardoor een verrassende uitbarsting van helium uitlaatgassen van het vloeibare helium bad.

Resources

  • Kenyon College Instrumenten voor Natuurlijke Filosofie: de elektromagneet
216
0
1
Wetenschap