Magnetisk felt av spolen med strøm. Elektromagneter og deres anvendelse

dannelse

Elektromagnetisme er en samling fenomenerpå grunn av kobling av elektriske strømmer og magnetfelt. Noen ganger fører denne forbindelsen til uønskede effekter. For eksempel forårsaker strømmen som strømmer gjennom elektriske kabler på et skip en unødvendig avvik fra skipets kompass. Men elektrisitet er ofte med vilje brukt til å lage magnetiske felt med høy intensitet. Som et eksempel, elektromagneter. Vi skal snakke om dem i dag.

Elektrisk strøm og magnetisk flux

magnetisk felt av en spole med en nåværende elektromagneter og deres anvendelse

Intensiteten av magnetfeltet kan bestemmesAntall magnetiske flux linjer per enhet område. Et magnetfelt oppstår overalt hvor en elektrisk strøm flyter, og den magnetiske fluxen i luften er proporsjonal med sistnevnte. Straight wire bære strømmen kan bøyes i en sving. Med en tilstrekkelig liten svingradius, fører dette til en økning i magnetfluksen. Samtidig øker ikke strømmen.

Effekten av magnetisk fluxkonsentrasjon kan fortsattStyrke ved å øke antall svinger, dvs. vri tråden inn i spolen. Det motsatte er også sant. Magnetfeltet til gjeldende spole kan svekkes ved å redusere antall svinger.

magnetfelt energi av en strømspole

Vi utlede et viktig forhold. Ved punktet med den maksimale magnetiske flussens tetthet (i den enkelte areal er størstedelen av strømningslinjene), er forholdet mellom den elektriske strømmen I, antall omdreininger av ledning n og magnetfluksen B uttrykt som: I proporsjonal med B. Strømmen av 12 A strømmer gjennom en spole med 3 omdreininger , skaper nøyaktig det samme magnetfeltet som strømmen i 3 A, som strømmer gjennom en spole på 12 svinger. Det er viktig å vite når man løser praktiske problemer.

solenoid

magnetfelt av en spole med nåværende elektromagneter

Spole av spiralvirksomhetMagnetfeltet kalles en solenoid. Ledninger kan vikles på jern (jernkjerne). En ikke-magnetisk base vil også fungere (for eksempel en luftkjerne). Som du kan se, kan du ikke bare bruke jern for å lage et magnetfelt av en spole med en strøm. Når det gjelder strømning, er en hvilken som helst ikke-magnetisk kjerne lik luft. Det vil si at forholdet mellom forbindelsesstrøm, antall dreier og strømning i dette tilfellet utføres ganske nøyaktig. Dermed kan magnetfeltet til en spole med en strøm svekkes ved å anvende dette mønsteret.

Bruken av jern i solenoiden

magnetfeltlinjer av en strømspole

Hva brukes jern i solenoiden? Dens tilstedeværelse påvirker magnetfeltet til en spole med strøm i to henseender. Det øker den magnetiske effekten av dagens, ofte tusenvis av ganger eller mer. Dette kan imidlertid krenke et viktig forholdsmessig forhold. Det handler om det som eksisterer mellom magnetflensen og strømmen i luftkjernens spoler.

Mikroskopiske områder i kjertelen, domener(nærmere bestemt deres magnetiske øyeblikk), under virkningen av magnetfeltet, som er opprettet av strømmen, er bygget i en retning. Som et resultat, i nærvær av en jernkjerne, skaper denne strømmen en større magnetisk fluss per enhetens tverrsnitt av ledningen. Dermed øker flussetettheten betydelig. Når alle domener er justert i en retning, øker en ytterligere økning i strømmen (eller antall svinger i spolen) bare en liten økning av magnetfluidets tetthet.

Vi forteller nå litt om induksjon. Dette er en viktig del av emnet som interesserer oss.

Induksjon av magnetens felt i spolen med strøm

Selv om magnetfeltet til solenoiden med jernkjernen er mye sterkere enn magnetfeltet til solenoiden med en luftkjerne, dens størrelse er begrenset av egenskapene til jern. Størrelsen på det som er opprettet av luftkjernespolen, har teoretisk ingen grense. Imidlertid er det som regel veldig vanskelig og dyrt å få de enorme strømene som trengs for å skape et felt som er sammenlignbart i størrelse med magnetfeltet med en jernkjerne. Du bør ikke alltid gå denne veien.

magnetisk induksjonsspole med strøm

Hva skjer hvis du bytter feltets magnetfelt medgjeldende? Denne handlingen kan generere elektrisk strøm på samme måte som gjeldende skaper et magnetfelt. Når magneten nærmer seg lederen, inducerer de magnetiske linjene av kraft som leder over lederen en spenning i den. Polariteten til den induserte spenningen avhenger av polariteten og retningen for forandring av den magnetiske fluxen. Denne effekten er mye mer uttalt i spolen enn i en separat spole: den er proporsjonal med antall svinger i viklingen. I nærvær av en jernkjerne øker den induserte spenningen i solenoiden. Med denne metoden er det nødvendig å flytte lederen i forhold til den magnetiske fluxen. Hvis lederen ikke krysser de magnetiske fluxlinjer, oppstår det ingen spenning.

Hvordan få energi

Elektriske generatorer genererer nåværende pågrunnlag av de samme prinsippene. Vanligvis roterer en magnet mellom spolene. Størrelsen på den induserte spenningen avhenger av magneten av magnetfeltet og rotasjonshastigheten (de bestemmer forandringshastigheten for magnetfluksen). Spenningen i lederen er direkte proporsjonal med hastigheten til den magnetiske fluxen i den.

I mange generatorer er magneten erstattet av en magnetventil. For å skape et magnetfelt av en spole med strøm, er solenoiden koblet til en strømkilde. Hva i dette tilfellet vil være elektrisk kraft generert av generatoren? Det er lik produktet av spenning og strøm. På den annen side gjør forholdet mellom strømmen i lederen og den magnetiske flux det mulig å bruke strømmen opprettet av elektrisk strøm i et magnetfelt for å oppnå en mekanisk bevegelse. I følge dette prinsippet fungerer elektriske motorer og enkelte elektriske måleinstrumenter. Men for å skape en bevegelse i dem, er det nødvendig å bruke ekstra elektrisk kraft.

Sterke magnetfelt

For tiden bruker fenomenetsuperledningsevne, er det mulig å skaffe seg et magnetfelt med en eksempelløs intensitet i en spole med strøm. Elektromagneter kan være veldig kraftige. I dette tilfelle strømmer strømmen uten tap, dvs. det forårsaker ikke oppvarming av materialet. Dette gir deg mulighet til å bruke en stor spenning i solenoider med en luftkjerne og unngå begrensningene som følge av effekten av metning. Et slikt kraftig magnetfelt av en spole med nåværende åpner opp store muligheter. Elektromagneter og deres anvendelse er ikke for ingenting som mange forskere er interessert i. Tross alt kan sterke felt brukes til å bevege seg på en magnetisk "pute" og lage nye typer elektriske motorer og generatorer. De er i stand til høy effekt til lav pris.

magnetfeltet til den nåværende spolen kan dempes hvis

Den magnetiske feltenergien til gjeldende spole er aktivbrukt av menneskeheten. Det har vært mye brukt i mange år, særlig på jernbaner. Vi vil nå snakke om hvordan magnetiske linjer i spiralfeltet med strøm brukes til å regulere bevegelsen av tog.

Magneter på jernbanene

På jernbaner brukes systemer vanligvis, isom for å øke sikkerhetselektromagneter og permanente magneter, utfyller hverandre. Hvordan fungerer disse systemene? En sterk permanent magnet er festet nær skinnen i en viss avstand fra trafikklysene. Under passasjen av toget over magneten vender aksen til den permanente flatmagneten i førerkabinen i en liten vinkel, hvorpå magneten forblir i en ny posisjon.

Trafikkontroll på jernbanen

magnetfelt av gjeldende spole

Bevegelsen av en flat magnet inneholder et signalklokke eller sirene. Neste kommer følgende. Etter et par sekunder passerer førerhuset over elektromagneten, som er koblet til trafikklyset. Hvis det gir toget en grønn gate, blir elektromagneten aktivert, og den permanente magnetens akse i bilen vender seg til sin opprinnelige posisjon, og slår av signalet i førerhuset. Når det røde eller gule lyset er på ved lyskrysset, er elektromagneten slått av, og etter en viss forsinkelse aktiveres bremsen automatisk, dersom selvfølgelig sjåføren har glemt å gjøre det. Bremsekretsen (i tillegg til lydsignalet) er koblet til nettverket fra øyeblikket for å dreie magnetens akse. Hvis magneten går tilbake til sin opprinnelige posisjon under forsinkelsen, er ikke bremsen aktivert.

Kommentarer (0)
Legg til en kommentar