Back

ⓘ Електромагнет




Електромагнет
                                     

ⓘ Електромагнет

Електромагнет је магнет код кога је потребно напајање електричном струјом да би се одржало сопствено магнетно поље. То је једноставна направа која се састоји од намотаја електрички проводне жице око феромагнетског језгра. Обично се користи као дио релеја, соленоида, електромотора и других направа.

                                     

1. Начин рада

Када се крајеви намотаја жице повежу са извором струје, као што је батерија, долази до тока струје кроз завојницу. Овај ток ствара магнетско поље, и електромагнет добија сјеверни и јужни магнетски пол. Силнице магнетског поља узрокују оријентацију магнетских домена у језгри у смјеру силница. То се исто дешава са оближњим феромагнетским објектима, и они бивају привучени ка језгри електромагнета ако су у близини.

Привлачно дјеловање долази отуда што створено магнетско поље ствара супротну оријентацију магнетских полова код оближњих објеката, и тиме се ствара привлачење између магнетских полова језгре и спољних објеката.

Ако се у завојници електромагнета промијени смјер струје, промијениће мјеста магнетски полови електромагнета. То ће истовремено довести до промјене оријентације полова у оближњим феромагнетским објектима, па ће и даље бити привлачени језгри електромагнета. Међутим обични магнет са сталним половима ће сад бити одбијан, ако је раније био привлачен језгри, јер његову оријентацију полова не може да промијени спољно магнетско поље.

                                     

2. Употреба

Користе се обично као дијелови комплекснијих уређаја, као што су релеј, соленоид или електромотор. Међутим њихова употреба је могућа и директно, рецимо за привлачење гвожђа и челика на отпаду приликом транспорта, или за главе читача и писача код уређаја са магнетском траком или дисковима.

У већини случајева се користи својство електромагнета да привлачи феромагнетске материјале, као што су гвожђе и челик, а затим та акција врши неку другу. На примјер код релеја котва активира електричне контакте, код неких соленоида активни дио отвара или затвара вентил, а код електромотора се електромагнет користи као пол статора који привлачи или одбија ротор.

Даља важна подручја употребе, гдје се користи магнетско поље које производе електромагнети, су у читачким главама код касетофона, магнетофона и чврстих хард дискова.

Код чврстих дискова се пушта пулс струје кроз мали електромагнет главе за читање. Овај пулс ствара магнетско поље које магнетизира малу тачку на диску. Пулс струје једног поларитета ствара тачку једне оријентације магнетских домена бинарну јединицу. Пулс струје другог поларитета служи за запис бинарне нуле.

Глава за читање је исто мали електромагнет. Овдје магнетизиране тачке снимљене на диску узрокују индукцију стварање напона на крајевима завојнице електромагнета. Поларитет створеног напона индицира бинарну јединицу или нулу.

                                     

3.1. Математичко разматрање Амперов закон

Јачина магнетског поља електромагнета је приближно дата са једначином Амперовог закона:

∫ J ⋅ d A = ∮ H ⋅ d l {\displaystyle \int \mathbf {J} \cdot d\mathbf {A} =\oint \mathbf {H} \cdot d\mathbf {l} }
                                     

3.2. Математичко разматрање Магнетско поље створено струјом

Магнетско поље створено електромагнетом је пропорционално броју завоја жице и струји кроз намотај. Због тога се овај продукт NI зове и магнетомоторна сила.

За једноставан електромагнет са једним магнетским колом, у којем је дужина магнетног језгра L c а дужина L g ваздушни распор, Амперов закон се своди на:

N I = H c L c + H g L g {\displaystyle NI=H_{\mathrm {c} }L_{\mathrm {c} }+H_{\mathrm {g} }L_{\mathrm {g} }\,} N I = B L c μ + L g μ 0 1 {\displaystyle NI=B\left{\frac {L_{\mathrm {c} }}{\mu }}+{\frac {L_{\mathrm {g} }}{\mu _{0}}}\right\\\\qquad 1\,} гдје μ = B / H {\displaystyle \mu =B/H\,} μ 0 = 4 π 10 − 7 N ⋅ A − 2 {\displaystyle \mu _{0}=4\pi 10^{-7}\ \mathrm {N} \cdot \mathrm {A} ^{-2}} је пермеабилност ваздуха или вакуума.
                                     

3.3. Математичко разматрање Сила створена електромагнетом

Када нема никаквих губитака, сила коју електромагнет ствара јест:

F = B 2 A 2 μ 0 2 {\displaystyle F={\frac {B^{2}A}{2\mu _{0}}}\\\\\\qquad 2\,}

Због ограничења највеће густине магнетског поља у реалним материјалима ово своди највећи практични притисак на:

F A ≈ 1000 k P a {\displaystyle {\frac {F}{A}}\approx 1000\ \mathrm {kPa} }

Густина магнетског поља је ограничена на око 1.6 Т за практичне материјале. То дакле ограничава практични притисак. Сила се може даље повећавати повећањем површине попречног пресјека електромагнета.

                                     

3.4. Математичко разматрање Затворено магнетско коло

За затворено магнетско коло без ваздушног распора, вриједи једначина:

B = N I μ L 3 {\displaystyle B={\frac {NI\mu }{L}}\\\\\\qquad 3\,}

Одатле добијамо да је привлачна сила:

F = μ 2 N 2 I 2 A 2 μ 0 L 2 4 {\displaystyle F={\frac {\mu ^{2}N^{2}I^{2}A}{2\mu _{0}L^{2}}}\\\\\qquad 4\,}

Погодно је користити најкраћи могући пут магнетских силница са великим попречним пресјеком језгра.

                                     

3.5. Математичко разматрање Сила између електромагнета

Јачина магнетског пола се може пронаћи из:

m = N I A L {\displaystyle m={\frac {NIA}{L}}}

А сила између два пола јест:

F = μ 0 m 1 m 2 4 π r 2 {\displaystyle F={\frac {\mu _{0}m_{1}m_{2}}{4\pi r^{2}}}}

Ово је приближна формула и не вриједи ако су магнети јако близу.

                                     
  • имају снагу већу од 8Т Неки уређаји за МР су дизајнирани тако да електромагнет у потпуности окружује болесника, а други су отворени са стране. Обично
  • магнетског поља. Облик ове криве је последица: магнетског усмеравања електромагнета на нивоу атома, и усмеравања магнетних домена који се мере у микрометрима
  • возова користе појаву електронагнетне индукције и вртложних струја. Електромагнет соленоид са гвозденим језгром стоји причвршћен за возило у близини
  • електромагнет на свету има густину флукса од само 20 Т. Магнетно поље које делује на проводник кроз који тече струја може да ствара и електромагнет и
  • вешања и састоји се од склопа електромагнета и низа електронских појачала, који добављају електричну струју електромагнетима У сиситему ради и контролна
  • Халовог ефекта, струјни трансформатори и калеми Роговског. Детаљније: Електромагнет Електромагнетни калем, са великим бројем кружних намотаја изоловане
  • микрорачунарски контролисан систем са електромоторима, сензорима и електромагнетима који откуцава на четврт сата док се стари механизам чува. На дрворезу
  • princip rada je uglavnom isti. Drugi jako bitan deo je motor odnosno elektromagnet On se sastoji od dva kalema i jednog kondenzatora. Kada je mašinica

Users also searched:

...
...
...