Het magneetveld van de spoel met een stroom. Elektromagneten en hun toepassing

Elektromagnetisme - een aantal verschijnselen veroorzaakt door aansluiting van elektrische stromen en magnetische velden. Soms relatie tot ongewenste effecten. Bijvoorbeeld, de stroom door de elektrische kabels in een schip veroorzaakt onnodige afwijking schip kompas. Echter, loopt er vaak opzettelijk gebruikt om magnetische velden van hoge intensiteit te creëren. Als voorbeeld elektromagneten. Over hen vandaag en we zullen praten.

De elektrische stroom en de magnetische flux

De intensiteit van het magnetische veld kan het aantal magnetische fluxlijnen, die op de oppervlakte-eenheid valt bepalen. Het magnetische veld komt overal waar de elektrische stroom en de magnetische flux in de lucht evenredig is met de laatste. Rechte draad welke een stroom, kan worden gebogen in de spoel. Bij een voldoend kleine straal beurt leidt dit tot een toename van de magnetische flux. In dit geval wordt de stroom niet verhoogd.

Effect van concentratie van magnetische flux kan verder worden versterkt door het verhogen van het aantal windingen, dwz. E. verdraaien van de draad in de spoel. Het omgekeerde is waar. De magneetveldspoel stroom kan worden verminderd door het verminderen van het aantal windingen.

We leiden belangrijke relatie. Op het punt van maximale magnetische fluxdichtheid (het oppervlaktegewicht meeste vloeilijnen) het verband tussen de elektrische stroom I, wordt het aantal draadwikkelingen n, en de magnetische flux B als volgt uitgedrukt: In een stroom evenredig met V 12 A, de stroom door de wikkeling van 3 windingen het creëert precies hetzelfde magneetveld de stroom van 3a, de stroom door de wikkeling van 12 windingen. Het is belangrijk om te weten, het oplossen van praktische problemen.

solenoide

De spoel gewonden draad, wordt een magnetisch veld genaamd een solenoïde. De draden worden gewikkeld op de ijzer (ijzeren kern). En geschikte niet-magnetische base (bijvoorbeeld luchtkern). Zoals u kunt zien, kunt u niet alleen het ijzer te gebruiken om een magneetveldspoel met de huidige te creëren. Vanuit het standpunt van de omvang van niet-magnetische kern flux gelijke afstand. Dat wil zeggen, de bovengenoemde verhouding tussen de stroom en het aantal windingen in dit geval nauwkeurig uitgevoerd. Aldus kan het magnetische veld van de spoelstroom verlaagd, als we dit patroon toepassen.

Het gebruik van ijzer in de solenoïde

Waarom in de spoel gebruikte ijzer? De aanwezigheid beïnvloedt het magneetveld van de spoel met stroom in twee opzichten. Het verhoogt het magnetische effect van de huidige, vaak duizenden keren of meer. Het kan echter worden gebroken een belangrijk evenredigheid. Het gaat om die welke bestaat tussen de magnetische flux en de stroom in de spoelen met luchtkern.

Microscopisch veld in de ijzer- domeinen (meer precies, de magnetische momenten) onder invloed van een magnetisch veld dat wordt opgewekt stromen worden aangelegd in een richting. Door de aanwezigheid van de ijzerkern van de stroom veroorzaakt een grotere magnetische flux per eenheid dwarsdoorsnede draden. Dus de fluxdichtheid aanzienlijk toeneemt. Wanneer alle domeinen uitgelijnd in één richting, de actuele (of aantal windingen in de spoel) verdere verhoging slechts licht verhoogt de magnetische fluxdichtheid.

Nu vertel je een beetje over de inductie. Dit is een belangrijk onderdeel van de onderwerpen die van belang zijn voor ons.

De magnetische inductiespoel huidige

Hoewel het magnetisch veld van een elektromagneet met een ijzerkern is veel sterker dan het magnetisch veld van de elektromagnetische luchtkern, de waarde ervan wordt beperkt door de eigenschappen van het strijkijzer. De afmeting van de spoel die een luchtkern theoretisch creëert geen grens. Echter, als een regel, krijgt enorme stroom die nodig is om een veld dat is vergelijkbaar in omvang aan de veldspoel met een ijzeren kern te creëren, is het zeer moeilijk en duur. Gaan niet altijd op deze manier.

Wat gebeurt er als je het magnetische veld van de spoel te veranderen met een stroom? Deze actie kan een elektrische stroom op dezelfde wijze te genereren als wekt een magnetisch veld. Bij het naderen van de magneet aan de geleider magnetische krachtlijnen die de geleider induceert een spanning daarin. De polariteit van de geïnduceerde spanning is afhankelijk van de polariteit en richting van de verandering van de magnetische flux. Dit effect is meer uitgesproken in de spoel dan in een afzonderlijke spoel: is evenredig met het aantal windingen van de wikkeling. In aanwezigheid van de ijzerkern van de geïnduceerde spanning in de spoel toeneemt. Bij deze werkwijze moet de geleider relatieve magnetische flux bewegen. Als de geleider niet de magnetische fluxlijnen niet snijdt, wordt een spanning ontstaat.

Hoe om energie te krijgen

Elektrische generatoren genereren van stroom op basis van dezelfde principes. Typisch, de magneet roteert tussen de spoelen. De grootte van de geïnduceerde spanning is afhankelijk van de veldsterkte van de magneet en de snelheid (zij bepalen de veranderingssnelheid van magnetische flux). De spanning in de geleider is recht evenredig met de snelheid van de magnetische flux daarin.

In veel magneet generatoren wordt vervangen door een elektromagneet. Om een magnetisch veld van de spoel te maken met een stroom, wordt de solenoïde verbonden met de stroombron. Die in dit geval de elektrische stroom die door de generator? Is gelijk aan het product van de spanning over de stroombron. Anderzijds, stroom in de geleider en de verhouding van magnetische flux maakt het gebruik van opgewekte flux van elektrische stroom in het magneetveld mechanische beweging te produceren. Volgens dit principe, wordt de motor loopt en een aantal elektrische apparaten. Echter, om een beweging waarin je nodig hebt om een extra elektrische stroom door te brengen te creëren.

Sterke magnetische velden

Momenteel, met het fenomeen supergeleiding, is het mogelijk om een ongekende intensiteit van het magneetveldspoel verkrijgen van stroom. De elektromagneten kan heel krachtig zijn. Wanneer deze stroom verliesvrije m. E. Niet verwarming van het materiaal te veroorzaken. Dit maakt het mogelijk om een hoop stress toe te passen in de lucht-kern spoelen en te voorkomen dat de beperkingen die de verzadiging effect beperkingen. Zeer goede vooruitzichten blijkt dat er een sterk magnetisch veld spoel met stroom. Elektromagneten en het gebruik ervan is niet voor niets geïnteresseerd veel wetenschappers. Immers, kan een sterk veld worden gebruikt voor de beweging van de magnetische "kussen" en het creëren van nieuwe soorten elektrische motoren en generatoren. Ze zijn in staat om hoge output tegen lage kosten.

De energie van het magneetveld spoelstroom wordt actief gebruikt door de mens. Het was al lang op grote schaal gebruikt, met name bij de spoorwegen. Over hoe de magnetische veldlijnen van de spoel te gebruiken met een stroom voor het regelen van het treinverkeer, we nu bespreken.

Magneten op het spoor

Systeem gebruikt op het spoor, die voor meer veiligheid elektromagneten en permanente magneten zijn complementair. Hoe kan het systeem te bedienen? Sterke permanente magneet nabij de rail op afstand van de verkeerslichten bevestigd. Tijdens het passeren van treinen op de magneetas van de permanente magneet vlak in de bestuurderscabine wordt geroteerd door een kleine hoek, waarna de magneet op zijn plaats blijft.

Regulering van het verkeer op de spoorlijn

platte magneet beweging omvat alarmsignaal of sirene. Vervolgens gebeurt het volgende. Na een paar seconden taxichauffeur gaat voorbij aan de elektromagneet, die wordt geassocieerd met de verkeerslichten. Als de trein geeft groen licht, de elektromagneet bekrachtigd en de as van de permanente magneet in de auto wordt gedraaid naar zijn oorspronkelijke stand, het uitschakelen van het alarm in de cockpit. Als het verkeerslicht rood of geel licht, wordt de elektromagneet uitgeschakeld, en vervolgens na een vertraging, past automatisch de remmen, natuurlijk, als aanvragen om de bestuurder te maken. Remcircuit (en audio) is verbonden met het netwerk, aangezien de rotatie-as van de magneet. Als de magneet tijdens de vertraging terug naar zijn oorspronkelijke positie, is de rem niet actief.