Elettromagnete - che cos'è? Forza elettromagnetica

In questo articolo consideriamo il concetto di "elettromagnete". Descriveremo questo dispositivo in generale. Scopriremo anche la causa del campo magnetico, rivedremo i dati storici e definiremo la classificazione dell'oggetto principale qui considerato.

introduzione

L'elettromagnete è un dispositivo / dispositivo in grado di creare un campo magnetico a causa del passaggio corrente elettrica attraverso di essa. Molto spesso gli elettromagneti sono costituiti da un nucleo ferromagnetico e diversi strati di un avvolgimento. Sono destinati, prima di tutto, alla formazione di forze meccaniche; Un'ancora è attaccata a loro - un elemento mobile del circuito magnetico che trasmette questa forza.

I campi magnetici sorgono nel caso in cui l'intera serie di elettroni di un oggetto metallico inizia a ruotare nella stessa direzione. Nei magneti artificiali, questo movimento è causato dal campo elettromagnetico. Per elettromagneti permanenti, questo fenomeno è considerato naturale.

Riduzione della perdita di VxT

L'avvolgimento dell'elettromagnete è costituito da fili isolati in rame o alluminio. Esistono elettromagneti superconduttori. Il filo magnetico è fatto di materiale magnetico morbido, più spesso acciaio (strutturale, fuso ed elettrico), ferro e leghe di ferro con cobalto o nichel. La riduzione della perdita di correnti parassite (VxT) viene effettuata creando un circuito magnetico da una varietà di fogli.

Caratteristiche generali

Un elettromagnete è una semplice bobina di filo collegata a una sorgente che trasmette corrente continua

Avendo collegato a una fonte di corrente continua (e anche di tensione), la bobina e il filo iniziano a ricevere risorse energetiche e creano un campo magnetico simile al campo che si forma in magneti permanenti a strisce. La densità, che ha il flusso magnetico, è sempre proporzionale alla quantità di corrente elettrica che fluisce attraverso lo spessore della bobina. La polarità di un elettromagnete è determinata dalla direzione della corrente. Il meccanismo di formazione include (l'opzione più semplice) avvolgere un filo attorno a un nucleo di metallo, attraverso il quale l'elettricità viene quindi passata da una certa fonte. Se la cavità interna della bobina è piena di aria, allora si chiama solenoide.

Elettromagnete - un dispositivo attraverso il quale è possibile creare un campo elettromagnetico. La caratteristica principale è la sua capacità di controllare la forza di un dato campo, la polarità e la sua forma. La forza del campo magnetico è controllata dalla quantità di corrente elettrica utilizzata che scorre attraverso la bobina. La polarità può essere impostata determinando in quale direzione spostare la corrente che scorre. La forma del campo magnetico dipende dalla forma del nucleo metallico, che funge da "nucleo" per avvolgere il filo. Non dimenticare che i poli di un elettromagnete sono determinati nello stesso modo in cui lo fanno nei solenoidi, secondo la regola fisica della mano destra. P.P.R. detta anche regola di aggiramento, che è un mezzo mnemonico con cui determina la direzione dei prodotti vettoriali e la giusta base.

È possibile aumentare la forza di un elettromagnete, o meglio i suoi campi, con l'aiuto di:

• uso di nuclei di ferro dolce;
• l'uso di un gran numero di turni;
• applicazioni di corrente elettrica in grandi dimensioni.

Dati storici

Il primo a creare l'elettromagnete fu W. Sturgeon. Il suo dispositivo era un'asta curva, fatta di ferro morbido, attorno alla quale era avvolto uno spesso filo di rame. Per isolare la verga dall'avvolgimento, era rivestita con vernice. A causa della fornitura di corrente, l'asta era dotata di proprietà caratteristiche di forti magneti; l'interruzione della ricarica ha portato alla perdita di tutte le proprietà. Questa caratteristica ha causato il loro uso diffuso in ingegneria. Sulle pagine del dizionario enciclopedico di Brockhaus e Efron si fa menzione del fatto che gli elettromagneti furono usati nel XIX e nel XX secolo; ME Mendelssohn ha notato che gli elettromagneti sono un valido strumento per rimuovere oggetti estranei dalla cavità oculare.

Classificazione di base

Esistono tre modi principali per classificare gli elettromagneti. Sono causati dalla corrente negli elettromagneti e dal modo in cui viene creata:

• Neutro e / m DC - un dispositivo in cui il flusso magnetico viene creato in modo tale che la forza di attrazione diventi dipendente solo dalla dimensione e dalla velocità di alimentazione della corrente continua, e la sua direzione nell'avvolgimento non influisce su nulla.
• Polarizzato e / m DC - un dispositivo, all'interno del quale è posto 2 flusso magnetico indipendente: polarizzante e funzionante. Il secondo è creato usando un avvolgimento funzionante. I flussi polarizzanti devono la loro formazione a campi magnetici costanti, meno frequentemente a elettromagneti aggiuntivi. Questi flussi sono necessari per creare forze attrattive nel magnete. L'attività di tale dispositivo è determinata dalla direzione e / o dalla quantità di corrente elettrica nell'avvolgimento che esegue il lavoro.
• E / m AC - dispositivi, il cui avvolgimento alimenta la sorgente corrente alternata. Il flusso di una natura magnetica può cambiare periodicamente nella sua direzione e dimensione (grandezza). Il potenziale di una forza unidirezionale responsabile dell'attrazione può variare solo in ampiezza, il che porta a una pulsazione di questa forza di dimensioni da zero ai valori limite massimi con una frequenza doppia rispetto alla frequenza della corrente di alimentazione. Più spesso utilizzato negli elettrodomestici.

Altri tipi di classificazione

Esistono altri modi per classificare gli elettromagneti. Ad esempio, possono essere distinti dal campo di un elettromagnete e dal suo stato: variabile e / o costante. Esistono anche classifiche basate sui metodi con cui viene attivato l'avvolgimento (connessione sequenziale e parallela), sulle prestazioni e le sue caratteristiche (in grado di funzionare per un lungo periodo, intermittenti ea breve termine) e diversi nella velocità dell'attività (lenta e veloce).

Metodi operativi

Il campo più ampio e più importante di applicazione degli elettromagneti è la sfera di progettazione e funzionamento di macchine e dispositivi elettrici che fanno parte del sistema di automazione nell'industria. Un'altra area importante è l'attrezzatura per la regolazione e la protezione di oggetti / impianti elettrici. Inoltre, gli elettromagneti vengono utilizzati nella fabbricazione di vari meccanismi, nel ruolo di un azionamento attraverso il quale viene eseguito il movimento di traslazione (rotazione) necessario del corpo di lavoro di una macchina specifica o per creare forze di tenuta. Un esempio di queste ultime funzioni può servire da elettromagnete come parte di un meccanismo / macchina di sollevamento. Esistono elettromagneti a frizione necessari per avviare la frenata o per stabilire una frizione (nelle auto), elettromagneti usati negli starter, dispositivi di un contattore e un interruttore, e anche per creare strumenti elettrici di misura e così via

Gli elettromagneti sono dispositivi promettenti quando si progettano trasmissioni di trazione in veicoli ad alta velocità, dove con il loro aiuto creano un cuscino magnetico. Al momento, la medicina non può fare a meno dell'uso di elettromagneti. Quando conducono esperimenti chimici, biologici e fisici, vengono spesso usati. A causa della vastità del funzionamento e del design, nonché della scala e del costo dell'energia, gli elettromagneti sono disponibili sia nella vita di tutti i giorni che in qualsiasi altra area dell'attività umana. Il peso degli elettromagneti può variare da pochi grammi a centinaia di tonnellate e l'elettricità consumata viene consumata, da una frazione di un watt a molte decine di MW.