Το μαγνητικό πεδίο του πηνίου με ένα ρεύμα. Ηλεκτρομαγνήτες και η εφαρμογή τους

Ηλεκτρομαγνητισμός - μια σειρά από φαινόμενα που προκαλούνται από τη σύνδεση του ηλεκτρικού ρεύματος και μαγνητικά πεδία. Μερικές φορές αυτή η σχέση οδηγεί σε ανεπιθύμητα αποτελέσματα. Για παράδειγμα, το ρεύμα που ρέει μέσα από τα ηλεκτρικά καλώδια σε ένα πλοίο προκαλεί πυξίδα περιττές απόκλιση πλοίου. Ωστόσο, η ηλεκτρική ενέργεια είναι συχνά σκόπιμα χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει μαγνητικά πεδία υψηλής έντασης. Ως ένα παράδειγμα ηλεκτρομαγνήτες. Σχετικά με τους σήμερα και θα μιλήσουμε.

Το ηλεκτρικό ρεύμα και η μαγνητική ροή

Η ένταση του μαγνητικού πεδίου μπορεί να προσδιορίσει τον αριθμό των μαγνητικών γραμμών ροής, η οποία εμπίπτει στην περιοχή της μονάδας. Το μαγνητικό πεδίο εμφανίζεται παντού όπου ηλεκτρικό ρεύμα ρέει, και η μαγνητική ροή στον αέρα είναι ανάλογη προς την τελευταία. Ευθεία καλωδίων που μεταφέρουν ένα ρεύμα, μπορεί να καμφθεί στο πηνίο. Σε μια επαρκώς μικρή ακτίνα στροφής, αυτό οδηγεί σε αύξηση της μαγνητικής ροής. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα δεν αυξάνεται.

Επίδραση της συγκέντρωσης της μαγνητικής ροής μπορεί να ενισχυθεί περαιτέρω με την αύξηση του αριθμού των στροφών, δηλ. Ε Στρίβοντας το σύρμα στο πηνίο. Το αντίστροφο ισχύει. Το μαγνητικό ρεύμα πηνίου πεδίου μπορεί να μειωθεί με τη μείωση του αριθμού των στροφών.

Έχουμε αντλήσει σημαντική σχέση. Στο σημείο της μέγιστης πυκνότητας μαγνητικής ροής (το ανά μονάδα περισσότερες γραμμές ροής περιοχή) η σχέση μεταξύ του ηλεκτρικού ρεύματος Ι, ο αριθμός των σπειρών σύρματος n, και η μαγνητική Β ροή εκφράζεται ως εξής: Σε ένα ρεύμα ανάλογο με V. 12 Α, το ρεύμα μέσω του πηνίου του 3 στροφές δημιουργεί ακριβώς το ίδιο μαγνητικό πεδίο όπως το ρεύμα 3 Α, το ρεύμα μέσα από το πηνίο των 12 στροφών. Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε, την επίλυση πρακτικών προβλημάτων.

ηλεκτρομαγνητική

Το πηνίο του σύρματος περιελίσσεται, ένα μαγνητικό πεδίο ονομάζεται ένα σωληνοειδές. Τα σύρματα μπορεί να περιελιχθεί στο (πυρήνα σιδήρου) σιδήρου. Κατάλληλα και nonmagnetic βάσης (π.χ., πυρήνα του αέρα). Όπως μπορείτε να δείτε, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όχι μόνο το σίδερο για να δημιουργήσει ένα μαγνητικό πηνίο πεδίου με την τρέχουσα. Από την άποψη του μεγέθους οποιουδήποτε μη-μαγνητικό πυρήνα ροή ισοδύναμη απόσταση. Δηλαδή, η παραπάνω σχέση μεταξύ της τρέχουσας ροής και του αριθμού των στροφών στην περίπτωση αυτή εκτελείται με ακρίβεια. Έτσι, το μαγνητικό πεδίο του ρεύματος του πηνίου μπορεί να μειωθεί, εάν εφαρμόσουμε αυτό το μοτίβο.

Η χρήση του σιδήρου στο σωληνοειδές

Γιατί στην ηλεκτρομαγνητική μεταχειρισμένα σιδήρου; Η παρουσία του επηρεάζει το μαγνητικό πεδίο του πηνίου με το ρεύμα σε δύο σημεία. Αυξάνει τη μαγνητική επίδραση του ρεύματος, συχνά χιλιάδες φορές ή και περισσότερο. Ωστόσο, μπορεί να σπάσει ένα σημαντικό αναλογικότητας. Είναι γι 'αυτό που υπάρχει μεταξύ της μαγνητικής ροής και το ρεύμα στα πηνία με πυρήνα αέρα.

Μικροσκοπική πεδίο στους τομείς σιδήρου (ακριβέστερα, τους μαγνητικές ροπές) υπό τη δράση ενός μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται ρεύματα κατασκευάζονται σε μία κατεύθυνση. Ως αποτέλεσμα της παρουσίας του πυρήνα σιδήρου της τρέχουσας παράγει ένα μεγαλύτερο μαγνητικής ροής ανά σύρματα διατομή μονάδα. Έτσι, η πυκνότητα ροής αυξάνει σημαντικά. Όταν όλοι οι τομείς ευθυγραμμίζονται σε μία κατεύθυνση, η περαιτέρω αύξηση του ρεύματος (ή τον αριθμό των στροφών στο πηνίο) ελαφρά μόνο αυξάνει την πυκνότητα μαγνητικής ροής.

Τώρα να σας πω λίγα πράγματα για την επαγωγή. Αυτό είναι ένα σημαντικό μέρος από τα θέματα που μας ενδιαφέρουν.

Το μαγνητικό πηνίο επαγωγής με την τρέχουσα

Αν και το μαγνητικό πεδίο της ένα σωληνοειδές με έναν πυρήνα σιδήρου είναι πολύ ισχυρότερη από το μαγνητικό πεδίο του σωληνοειδούς πυρήνα του αέρα, την αξία της περιορίζεται από τις ιδιότητες του σιδήρου. Το μέγεθος του πηνίου η οποία δημιουργεί έναν αέρα-πυρήνα θεωρητικά δεν έχει όριο. Ωστόσο, κατά κανόνα, λαμβάνουν τεράστια ρεύματα που απαιτούνται για να δημιουργήσετε ένα πεδίο που μπορεί να συγκριθεί σε μέγεθος με το πηνίο πεδίου με έναν πυρήνα από σίδηρο, είναι πολύ δύσκολη και δαπανηρή. Μην πηγαίνετε πάντα με αυτόν τον τρόπο.

Τι θα συμβεί αν αλλάξει το μαγνητικό πεδίο του πηνίου με ρεύμα; Αυτή η ενέργεια μπορεί να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα με τον ίδιο τρόπο όπως η σημερινή δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Όταν πλησιάζει το μαγνήτη προς τις γραμμές αγωγού της μαγνητικής δύναμης που διασχίζουν τον αγωγό, επάγει μια τάση εντός αυτού. Η πολικότητα της επαγόμενης τάσης εξαρτάται από την πολικότητα και την κατεύθυνση της αλλαγής της μαγνητικής ροής. Αυτή η επίδραση είναι πολύ πιο έντονη στο πηνίο από ό, τι σε ένα ξεχωριστό πηνίο: είναι ανάλογη με τον αριθμό των στροφών στο τύλιγμα. Με την παρουσία του πυρήνα σιδήρου της επαγόμενης τάσης στα ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας αυξάνει. Με τη μέθοδο αυτή, ο αγωγός πρέπει να κινηθεί σε σχέση μαγνητικής ροής. Αν ο αγωγός δεν τέμνει τις γραμμές της μαγνητικής ροής, η τάση θα προκύψουν.

Πώς να πάρει την ενέργεια

Ηλεκτρικές γεννήτριες παράγουν τρέχουσα βασίζεται στις ίδιες αρχές. Τυπικά, ο μαγνήτης περιστρέφεται μεταξύ των πηνίων. Το μέγεθος της επαγόμενης τάσης εξαρτάται από την ένταση του πεδίου του μαγνήτη και την ταχύτητά του (καθορίζουν το ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής). Η τάση στον αγωγό είναι ευθέως ανάλογη με την ταχύτητα της μαγνητικής ροής εκεί.

Σε πολλές γεννήτριες μαγνήτη αντικαθίσταται από ένα σωληνοειδές. Προκειμένου να δημιουργηθεί ένα μαγνητικό πεδίο του πηνίου με ένα ρεύμα, η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα είναι συνδεδεμένη με την πηγή ισχύος. Η οποία σε αυτή την περίπτωση η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τη γεννήτρια; Είναι ίση με το γινόμενο της τάσης κατά μήκος του ρεύματος. Από την άλλη πλευρά, το ρεύμα στον αγωγό και τη σχέση της μαγνητικής ροής επιτρέπει τη χρήση της ροής που παράγεται από το ηλεκτρικό ρεύμα στο μαγνητικό πεδίο για να παράγει μηχανική κίνηση. Σύμφωνα με την αρχή αυτή, ο κινητήρας λειτουργεί και κάποιες ηλεκτρικές συσκευές. Ωστόσο, για να δημιουργήσει ένα κίνημα στο οποίο θα πρέπει να δαπανήσουν επιπλέον ηλεκτρικής ενέργειας.

Ισχυρά μαγνητικά πεδία

Επί του παρόντος, χρησιμοποιώντας το φαινόμενο της υπεραγωγιμότητας, είναι δυνατόν να ληφθεί μια πρωτοφανή ένταση του μαγνητικού πηνίου πεδίου με ρεύμα. Οι ηλεκτρομαγνήτες μπορεί να είναι πολύ ισχυρό. Όταν αυτό το ρεύμα ρέει χωρίς απώλειες m. Ε Δεν προκαλεί θέρμανση του υλικού. Αυτό σας επιτρέπει να εφαρμόσετε πολλή πίεση στον αέρα-πυρήνα πηνία και να αποφύγει τους περιορισμούς που επιβάλλονται από την επίδραση κορεσμού. Πολύ καλές προοπτικές αποκαλύπτει ένα ισχυρό μαγνητικό πηνίο πεδίου με την τρέχουσα. Ηλεκτρομαγνήτες και η χρήση τους δεν είναι μάταιες ενδιαφέρει πολλούς επιστήμονες. Μετά από όλα, ένα ισχυρό πεδίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κίνηση της μαγνητικής «μαξιλάρι» και τη δημιουργία νέων τύπων ηλεκτρικών κινητήρων και γεννητριών. Είναι σε θέση υψηλής απόδοσης με χαμηλό κόστος.

Η ενέργεια του μαγνητικού ρεύματος πηνίου πεδίου χρησιμοποιείται ενεργά από την ανθρωπότητα. Είχε καιρό χρησιμοποιείται ευρέως, ιδίως, στους σιδηροδρόμους. Σχετικά με το πώς να χρησιμοποιούν τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου του πηνίου με ρεύμα για τον έλεγχο της κυκλοφορίας των αμαξοστοιχιών, θα συζητήσουμε τώρα.

Μαγνήτες για τους σιδηροδρόμους

Σύστημα που χρησιμοποιούνται συνήθως στον τομέα των σιδηροδρόμων, η οποία για μεγαλύτερη ηλεκτρομαγνήτες ασφάλεια και μόνιμων μαγνητών είναι συμπληρωματικές. Πώς μπορεί να λειτουργήσει το σύστημα; Ισχυρή μόνιμου μαγνήτη είναι συνδεδεμένο κοντά στο σιδηροδρομικό σε κάποια απόσταση από τα φανάρια. Κατά το πέρασμα των τρένων κατά τη διάρκεια των άξονα μαγνήτη του μόνιμου μαγνήτη αεροπλάνο στην καμπίνα του οδηγού περιστρέφεται κατά μία μικρή γωνία, οπότε ο μαγνήτης παραμένει στη θέση του.

Ρύθμιση της κυκλοφορίας στο σιδηρόδρομο

επίπεδη κίνηση μαγνήτη περιλαμβάνει κώδωνα του κινδύνου ή σειρήνα. Στη συνέχεια, συμβαίνουν τα ακόλουθα. Μετά από ένα ζευγάρι των οδηγών ταξί δευτερόλεπτα περνάει πάνω από τον ηλεκτρομαγνήτη, ο οποίος συνδέεται με τα φανάρια. Αν το τρένο δίνει το πράσινο φως, η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα ενεργοποιείται και ο άξονας του μόνιμου μαγνήτη στο αυτοκίνητο γυρίζει στην αρχική του θέση, απενεργοποιώντας το συναγερμό στο πιλοτήριο. Όταν το φανάρι είναι κόκκινο ή κίτρινο φως, ο ηλεκτρομαγνήτης είναι απενεργοποιημένος, και στη συνέχεια, μετά από μια καθυστέρηση, εφαρμόζει αυτόματα τα φρένα, φυσικά, αν ξέχασε να κάνει οδηγού. κύκλωμα φρένων (και ήχου) είναι συνδεδεμένο με το δίκτυο, καθώς ο άξονας περιστροφής του μαγνήτη. Αν ο μαγνήτης κατά τη διάρκεια της καθυστέρησης επανέρχεται στην αρχική του θέση, το φρένο δεν είναι ενεργοποιημένη.