Πού να χρησιμοποιείτε ηλεκτρομαγνήτες. Ηλεκτρομαγνήτες και η εφαρμογή τους

Υπάρχουν τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φυσικής, και ένας από αυτούς ονομάζεται ηλεκτρομαγνητισμός. Οι συμβατικοί μαγνήτες έχουν περιορισμένη χρήση. Ένας ηλεκτρομαγνήτης είναι μια συσκευή που δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο κατά τη διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Δεδομένου ότι η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί, το ίδιο ισχύει για τον ηλεκτρομαγνήτη. Μπορεί ακόμη να αποδυναμωθεί ή να ενισχυθεί μειώνοντας ή αυξάνοντας το ρεύμα. Οι ηλεκτρομαγνήτες βρίσκουν την εφαρμογή τους σε διάφορες καθημερινές ηλεκτρικές συσκευές, σε διάφορους τομείς της βιομηχανίας, από συμβατικούς διακόπτες έως συστήματα πρόωσης διαστημικών οχημάτων.

Τι είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης;

Ο ηλεκτρομαγνήτης μπορεί να θεωρηθεί προσωρινός μαγνήτης που λειτουργεί με τη ροή του ηλεκτρισμού και η πολικότητα του μπορεί εύκολα να αλλάξει αλλάζοντας την κατεύθυνση του ρεύματος. Επίσης, η δύναμη του ηλεκτρομαγνήτη μπορεί να αλλάξει αλλάζοντας το μέγεθος του ρεύματος που ρέει μέσα από αυτό.

Το εύρος του ηλεκτρομαγνητισμού είναι ασυνήθιστα ευρύ. Για παράδειγμα, οι μαγνητικοί διακόπτες προτιμώνται κατά τη χρήση κατά το ότι είναι λιγότερο ευαίσθητοι σε μεταβολές της θερμοκρασίας και είναι σε θέση να διατηρούν ένα ονομαστικό ρεύμα χωρίς ψευδή σκανδάλη.

Ηλεκτρομαγνήτες και η εφαρμογή τους

Ακολουθούν μερικά από τα παραδείγματα όπου χρησιμοποιούνται:

• Κινητήρες και γεννήτριες. Χάρη στους ηλεκτρομαγνήτες έγινε δυνατή η παραγωγή ηλεκτρικών κινητήρων και γεννητριών, οι οποίες λειτουργούν με βάση την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε από τον επιστήμονα Michael Faraday. Αποδείχθηκε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Η γεννήτρια χρησιμοποιεί εξωτερική δύναμη αιολικού, μετακινώντας νερό ή ατμό, περιστρέφει τον άξονα, ο οποίος ωθεί ένα σύνολο μαγνητών γύρω από το σπειροειδές σύρμα για να δημιουργήσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Έτσι, οι ηλεκτρομαγνήτες μετατρέπουν άλλους τύπους ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.
• Πρακτική βιομηχανικής χρήσης. Μόνο υλικά κατασκευασμένα από σίδηρο, νικέλιο, κοβάλτιο ή τα κράματά τους, καθώς και μερικά φυσικά μέταλλα αντιδρούν στο μαγνητικό πεδίο. Πού χρησιμοποιούνται οι ηλεκτρομαγνήτες; Ένας από τους τομείς της πρακτικής εφαρμογής είναι η διαλογή των μετάλλων. Δεδομένου ότι τα στοιχεία αυτά χρησιμοποιούνται στην παραγωγή, τα κράματα που περιέχουν σίδηρο ταξινομούνται αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρομαγνήτη.
• Πού χρησιμοποιούνται οι ηλεκτρομαγνήτες; Με τη βοήθειά τους, μπορείτε επίσης να ανεβάσετε και να μετακινήσετε μαζικά αντικείμενα, για παράδειγμα, αυτοκίνητα πριν από την ανακύκλωση. Χρησιμοποιούνται επίσης για τη μεταφορά. Τα τρένα στην Ασία και την Ευρώπη χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνήτες για τη μεταφορά αυτοκινήτων. Αυτό τους βοηθά να κινούνται σε εκπληκτικές ταχύτητες.

Ηλεκτρομαγνήτες στην καθημερινή ζωή

Οι ηλεκτρομαγνήτες χρησιμοποιούνται συχνά για την αποθήκευση πληροφοριών, καθώς πολλά υλικά είναι ικανά να απορροφήσουν ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να διαβαστεί για την ανάκτηση πληροφοριών. Βρίσκουν εφαρμογή σε σχεδόν οποιοδήποτε σύγχρονο όργανο.

Πού χρησιμοποιούνται οι ηλεκτρομαγνήτες; Στην καθημερινή ζωή χρησιμοποιούνται σε πολλές οικιακές συσκευές. Ένα από τα χρήσιμα χαρακτηριστικά ενός ηλεκτρομαγνήτη είναι η δυνατότητα αλλαγής της μαγνητικής δύναμης όταν αλλάζει η δύναμη και η κατεύθυνση του ρεύματος που ρέει μέσα από τα πηνία ή τις περιελίξεις γύρω από αυτό. Οι στήλες, τα μεγάφωνα και οι μαγνητόφωνα είναι συσκευές στις οποίες πραγματοποιείται αυτό το αποτέλεσμα. Μερικοί ηλεκτρομαγνήτες μπορούν να είναι πολύ ισχυροί και η ισχύς τους μπορεί να ρυθμιστεί.

Πού είναι οι ηλεκτρομαγνήτες που χρησιμοποιούνται στη ζωή; Τα πιο απλά παραδείγματα είναι οι κουδούνες και οι ηλεκτρομαγνητικές κλειδαριές. Το ηλεκτρομαγνητικό κλείδωμα χρησιμοποιείται για την πόρτα, δημιουργώντας ένα ισχυρό πεδίο. Όσο το ρεύμα περνάει από τον ηλεκτρομαγνήτη, η πόρτα παραμένει κλειστή. Τηλεοράσεις, υπολογιστές, αυτοκίνητα, ανελκυστήρες και φωτοαντιγραφικά - εδώ χρησιμοποιούνται ηλεκτρομαγνήτες, και αυτό δεν είναι ένας πλήρης κατάλογος.

Ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις

Η ισχύς του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου μπορεί να ελεγχθεί μεταβάλλοντας το ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από τα σύρματα που τυλίγονται γύρω από τον μαγνήτη. Εάν αλλάξετε την κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος, η πολικότητα του μαγνητικού πεδίου αλλάζει και στο αντίθετο. Αυτή η επίδραση χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πεδίων σε ταινία ή σκληρό δίσκο υπολογιστή για την αποθήκευση πληροφοριών, καθώς και σε μεγάφωνα ακουστικών ηχείων σε ραδιόφωνο, τηλεόραση και στερεοφωνικά συστήματα.

Μαγνητισμός και ηλεκτρισμός

Οι λεξικοί ορισμοί της ηλεκτρικής ενέργειας και του μαγνητισμού είναι διαφορετικοί, αν και είναι εκδηλώσεις της ίδιας δύναμης. Όταν κινούνται ηλεκτρικά φορτία, δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο. Η αλλαγή του, με τη σειρά του, οδηγεί στην εμφάνιση ενός ηλεκτρικού ρεύματος.

Οι εφευρέτες χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις για τη δημιουργία ηλεκτρικών κινητήρων, γεννητριών, συσκευών μαγνητικής τομογραφίας, παιχνιδιών αφόρτωσης, καταναλωτικών ηλεκτρονικών και πολλών άλλων ανεκτίμητων συσκευών, χωρίς τις οποίες δεν είναι δυνατόν να φανταστούμε την καθημερινή ζωή ενός σύγχρονου ατόμου. Οι ηλεκτρομαγνήτες είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι με την ηλεκτρική ενέργεια, απλά δεν μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς μια εξωτερική πηγή ενέργειας.

Εφαρμογή ανυψωτικών και ηλεκτρομαγνητών μεγάλης κλίμακας

Οι ηλεκτροκινητήρες και οι γεννήτριες είναι ζωτικής σημασίας στον σύγχρονο κόσμο. Ο κινητήρας λαμβάνει ηλεκτρική ενέργεια και χρησιμοποιεί έναν μαγνήτη για να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε κινητική. Η γεννήτρια, αντίθετα, μετατρέπει την κίνηση, χρησιμοποιώντας μαγνήτες, για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Όταν μετακινείτε υπερμεγέθη μεταλλικά αντικείμενα, χρησιμοποιούνται ηλεκτρομαγνήτες ανύψωσης. Είναι επίσης απαραίτητες για τη διαλογή παλιοσίδερων, για το διαχωρισμό χυτοσιδήρου και άλλων σιδηρούχων μετάλλων από μη σιδηρούχα μέταλλα.

Το πραγματικό θαύμα της τεχνολογίας είναι το ιαπωνικό αμαξοστοιχίας, το οποίο μπορεί να φτάσει τα 320 χιλιόμετρα την ώρα. Χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνήτες που βοηθούν να ανεβαίνουν στον αέρα και να κινούνται απίστευτα γρήγορα. Το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ διεξάγει πειράματα υψηλής τεχνολογίας με φουτουριστικό ηλεκτρομαγνητικό όπλο. Μπορεί να κατευθύνει τα βλήματά του σε μεγάλες αποστάσεις με μεγάλη ταχύτητα. Τα κελύφη έχουν τεράστια κινητική ενέργεια, ώστε να μπορούν να χτυπήσουν στόχους χωρίς τη χρήση εκρηκτικών.

Η έννοια της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής

Στη μελέτη ηλεκτρισμού και μαγνητισμού, η έννοια της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής είναι σημαντική. Η επαγωγή συμβαίνει όταν μια ροή ηλεκτρισμού εμφανίζεται σε έναν αγωγό παρουσία ενός μεταβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου. Η χρήση ηλεκτρομαγνητών με τις αρχές επαγωγής τους χρησιμοποιείται ενεργά σε ηλεκτροκινητήρες, γεννήτριες και μετασχηματιστές.

Πού μπορούν να χρησιμοποιηθούν ηλεκτρομαγνήτες στην ιατρική;

Οι τομογραφίες μαγνητικού συντονισμού (MRI) λειτουργούν επίσης με τη βοήθεια ηλεκτρομαγνητών. Αυτή είναι μια εξειδικευμένη ιατρική μέθοδος για την εξέταση των εσωτερικών οργάνων του ανθρώπου, τα οποία δεν είναι διαθέσιμα για άμεση εξέταση. Μαζί με τον κύριο, χρησιμοποιούνται επιπλέον μαγνήτες κλίσης.

Πού χρησιμοποιούνται οι ηλεκτρομαγνήτες; Παρέχονται σε όλα τα είδη ηλεκτρικών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων σκληρών δίσκων, ηχείων, κινητήρων, γεννητριών. Οι ηλεκτρομαγνήτες χρησιμοποιούνται παντού και, παρά την αόρασή τους, καταλαμβάνουν μια σημαντική θέση στη ζωή του σύγχρονου ανθρώπου.