Medan magnet gegelung dengan arus. Electromagnets dan permohonan mereka

Keelektromagnetan - satu set fenomena yang disebabkan oleh sambungan arus elektrik dan medan magnet. Kadang-kadang hubungan ini membawa kepada kesan yang tidak diingini. Sebagai contoh, semasa yang mengalir melalui kabel elektrik di dalam sebuah kapal menyebabkan kompas tidak perlu sisihan kapal. Walau bagaimanapun, elektrik sering sengaja digunakan untuk mencipta medan magnet intensiti tinggi. Sebagai contoh elektromagnet. Mengenai mereka hari ini dan kita akan bercakap.

Arus elektrik dan fluks magnet

Keamatan medan magnet boleh menentukan bilangan garisan fluks magnet yang jatuh pada kawasan unit. Medan magnet berlaku di mana-mana di mana elektrik aliran semasa, dan fluks magnet di udara adalah berkadar dengan yang kedua. dawai lurus yang membawa arus, boleh bengkok dalam gegelung. Pada jejari cukup kecil pula, ini membawa kepada peningkatan dalam fluks magnet. Dalam kes ini, semasa tidak meningkat.

Kesan kepekatan fluks magnet boleh dipertingkatkan lagi dengan meningkatkan bilangan lilitan, iaitu. E. memulas wayar dalam gegelung. sebaliknya adalah benar. Medan magnet gegelung semasa boleh dikurangkan dengan mengurangkan bilangan lilitan.

Kita memperoleh hubungan yang penting. Pada titik maksimum ketumpatan fluks magnet (ia per unit kawasan paling garis aliran) hubungan antara arus elektrik I, bilangan lilitan wayar n, dan fluks B magnet dinyatakan seperti berikut: Dalam berkadar semasa V. 12 A, arus yang melalui gegelung 3-gilir ia mewujudkan tepat medan magnet yang sama seperti semasa 3 a, arus yang melalui gegelung 12 giliran. Ia adalah penting untuk mengetahui, menyelesaikan masalah praktikal.

solenoid

Gegelung wayar luka, medan magnet yang dipanggil solenoid. Wayar boleh digulung pada besi (teras besi). Sesuai dan bukan magnet asas (cth, udara teras). Seperti yang anda lihat, anda boleh menggunakan bukan sahaja besi untuk membuat gegelung medan magnet dengan semasa. Dari sudut pandangan magnitud sebarang teras bukan magnet fluks jarak setara. Iaitu, hubungan di atas antara aliran semasa dan bilangan lilitan dalam kes ini dilakukan dengan tepat. Oleh itu, medan magnet arus gegelung boleh dikurangkan, jika kita memohon corak ini.

Penggunaan besi dalam solenoid

Mengapa dalam besi digunakan solenoid? kehadirannya mempengaruhi medan magnet gegelung dengan semasa dalam dua aspek. Ia meningkatkan kesan magnet semasa, sering beribu-ribu kali atau lebih. Walau bagaimanapun, ia boleh dipecahkan satu perkadaran penting. Ia adalah mengenai apa yang wujud di antara fluks magnet dan arus dalam gegelung dengan teras udara.

bidang mikroskopik dalam domain besi (lebih tepat lagi, mereka detik-detik magnet) di bawah tindakan medan magnet yang dihasilkan arus dibina dalam satu arah. Akibat daripada kehadiran teras besi semasa menghasilkan fluks magnet yang lebih besar per unit keratan rentas wayar. Oleh itu, ketumpatan fluks meningkatkan dengan ketara. Apabila semua domain sejajar dalam satu arah, meningkatkan lagi semasa (atau bilangan lilitan gegelung) hanya sedikit meningkatkan ketumpatan fluks magnet.

Kini memberitahu anda sedikit tentang aruhan. Ini adalah satu bahagian penting dalam topik yang menarik kepada kami.

Gegelung aruhan magnet dengan arus

Walaupun medan magnet solenoid dengan teras besi adalah lebih kuat daripada medan magnet teras udara solenoid, nilainya adalah terhad oleh sifat-sifat besi. Saiz gegelung yang mewujudkan suasana-core secara teori tiada had. Walau bagaimanapun, sebagai peraturan, menerima arus yang besar diperlukan untuk mewujudkan satu bidang yang boleh dibandingkan dalam magnitud untuk gegelung padang dengan teras besi, ia adalah amat sukar dan mahal. Jangan selalu pergi dengan cara ini.

Apakah yang akan berlaku jika anda menukar medan magnet gegelung dengan arus? Tindakan ini boleh menjana arus elektrik dengan cara yang sama seperti semasa menjana medan magnet. Apabila menghampiri magnet untuk garis konduktor kuasa magnet menyeberangi konduktor, mengaruh voltan dalamnya. Kekutuban voltan teraruh bergantung kepada kutub dan arah perubahan fluks magnet. Kesan ini lebih ketara dalam gegelung daripada dalam gegelung yang berasingan: ia adalah berkadar dengan bilangan lilitan dalam penggulungan. Dalam kehadiran teras besi voltan teraruh dalam kenaikan solenoid. Dengan kaedah ini, konduktor mesti bergerak fluks magnet relatif. Jika konduktor tidak menyilang garis fluks magnet, voltan yang akan timbul.

Bagaimana untuk mendapatkan tenaga

penjana elektrik menjana semasa berdasarkan prinsip yang sama. Biasanya, magnet berputar antara gegelung. Magnitud voltan teraruh bergantung kepada kekuatan medan magnet dan kelajuannya (mereka menentukan kadar perubahan fluks magnet). Voltan dalam konduktor adalah berkadar terus dengan kelajuan fluks magnet di dalamnya.

Dalam banyak penjana magnet digantikan dengan solenoid. Dalam usaha untuk mewujudkan medan magnet gegelung dengan arus, solenoid yang disambungkan kepada sumber kuasa. Yang dalam kes ini kuasa elektrik yang dihasilkan oleh penjana? Ia adalah sama dengan hasil darab voltan merentasi arus. Sebaliknya, semasa di dalam konduktor dan hubungan fluks magnet membolehkan penggunaan fluks yang dihasilkan oleh arus elektrik dalam medan magnet untuk menghasilkan gerakan mekanikal. Mengikut prinsip ini, motor sedang berjalan dan beberapa peralatan elektrik. Walau bagaimanapun, untuk membuat pergerakan di mana anda perlu untuk menghabiskan satu kuasa elektrik tambahan.

medan magnet yang kuat

Pada masa ini, menggunakan fenomena kesuperkonduksian, ia adalah mungkin untuk mendapatkan keamatan belum pernah terjadi sebelumnya gegelung medan magnet dengan semasa. The elektromagnet boleh menjadi sangat berkuasa. Apabila ini arus mengalir m Lossless. E. Tidak menyebabkan pemanasan bahan. Ini membolehkan untuk memohon banyak tekanan dalam solenoid berhawa teras dan mengelakkan batasan yang dikenakan oleh kesan tepu. prospek yang sangat baik mendedahkan gegelung medan magnet yang kuat dengan semasa. Electromagnets dan penggunaan mereka tidak sia-sia ramai saintis yang berminat. Lagipun, bidang yang kuat boleh digunakan untuk pergerakan magnet "kusyen" dan mewujudkan jenis baru motor elektrik dan penjana. Mereka mampu hasil yang tinggi pada kos yang rendah.

Tenaga medan magnet gegelung semasa secara aktif digunakan oleh umat manusia. Ia telah lama digunakan secara meluas, khususnya, atas landasan kereta api. Tentang bagaimana untuk menggunakan garisan medan magnet gegelung dengan arus untuk mengawal pergerakan kereta api, kami kini berbincang.

Magnet pada kereta api

Sistem yang biasa digunakan pada kereta api, yang bagi electromagnets keselamatan yang lebih besar dan magnet kekal adalah saling melengkapi. Bagaimana boleh beroperasi sistem? Kuat magnet kekal dilampirkan berhampiran dengan kereta api pada jarak tertentu dari lampu isyarat. Sepanjang laluan kereta api lebih paksi magnet pesawat magnet kekal dalam teksi pemandu diputar oleh sudut yang kecil, di mana magnet kekal dalam kedudukan.

Pengawalseliaan lalu lintas di kereta api

pergerakan magnet rata termasuk loceng penggera atau siren. Seterusnya, berikut berlaku. Selepas beberapa pemandu teksi saat melewati elektromagnet, yang dikaitkan dengan lampu isyarat. Jika kereta api yang memberikan lampu hijau, solenoid adalah bertenaga dan paksi magnet kekal dalam kereta itu beralih kepada kedudukan asalnya, mematikan penggera dalam kokpit. Apabila lampu isyarat adalah cahaya merah atau kuning, elektromagnet dimatikan, dan kemudian selepas kelewatan, secara automatik menggunakan brek, sudah tentu, jika ia terlupa untuk membuat pemandu. litar brek (dan audio) disambungkan kepada rangkaian kerana paksi putaran magnet. Jika magnet semasa kelewatan kembali ke kedudukan asal, brek tidak diaktifkan.