Magnetické pole cívky s proudem. Elektromagnety a jejich aplikace

Elektromagnetismus - soubor jevů způsobených připojení elektrických proudů a magnetických polí. Někdy se tento vztah vede k nežádoucím účinkům. Například proud protékající elektrické kabely v lodi způsobuje zbytečnou kompas odchylkou lodi. Nicméně, elektřina je často záměrně používá k vytvoření magnetického pole s vysokou intenzitou. Jako příklad elektromagnetů. O nich dnes a promluvíme.

Elektrický proud a magnetický tok

Intenzita magnetického pole může určit počet magnetických siločar, který připadá na jednotku plochy. Magnetické pole se vyskytuje všude tam, kde protéká elektrický proud, a magnetický tok ve vzduchu je přímo úměrné druhé. Rovný drát nesoucí proud, mohou být ohnuty v cívce. Při dostatečně malém poloměru zatáčky, to vede ke zvýšení magnetického toku. V tomto případě je proud nezvyšuje.

Vliv koncentrace magnetického toku může být dále zvýšena tím, že zvyšuje počet otáček, tj. E. kroucení drátu v cívce. Opak je pravdou. Magnetické pole cívky proud může být dosaženo snížením počtu otáček.

Odvodíme důležitý vztah. V okamžiku maximální magnetické indukce (to na jednotku plochy většina proudnic) vztah mezi elektrickým proudem I, počet závitů drátu n a tok B magnetické, je vyjádřena následovně: V proud úměrný V. 12 A, proud procházející cívkou 3 závitů vytváří přesně stejné magnetické pole jako proud 3 A, proud procházející cívkou 12 zatáček. Je důležité vědět, řešení praktických problémů.

elektromagnetický

Cívka navíjí drát, magnetické pole je nazýván solenoid. Vodiče mohou být navinuty na železo (železné jádro). Vhodné a nemagnetický báze (například vzduch jádro). Jak vidíte, můžete použít nejen žehličku k vytvoření magnetického pole cívky s proudem. Z hlediska velikosti jakéhokoli nemagnetického jádra tok odpovídající vzdálenost. To znamená, že výše uvedený vztah mezi proudu a počtu závitů v tomto případě se provádí přesně. To znamená, že magnetické pole cívky proudu může být snížena, pokud budeme aplikovat tento vzor.

Použití železa v solenoidu

Proč se v elektromagnetickém použité železa? Jeho přítomnost ovlivňuje magnetické pole cívky s proudem ve dvou ohledech. To zvyšuje magnetický účinek proudu, často tisíckrát nebo více. Nicméně, to může být rozdělena na jednu důležitou proporcionalitu. Jde o to, že, který existuje mezi magnetickým tokem a proud v cívkách se vzduchovým jádrem.

Mikroskopické pole v železných doménách (přesněji jejich magnetické momenty) za působení magnetického pole, který je generován proudy jsou vytvořeny v jednom směru. Jako výsledek přítomnosti železného jádra proudu produkuje větší magnetický tok za MJ průřezem vodiče. To znamená, že hustota toku výrazně zvyšuje. Když vyrovnány všechny domény v jednom směru, což dále zvyšuje proud (nebo počet závitů v cívce) pouze mírně zvyšuje hustotu magnetického toku.

Nyní vám říct něco o indukci. To je důležitou součástí témat zájmu k nám.

Magnetické indukční cívka s proudem

I když je magnetické pole elektromagnetu s železným jádrem je mnohem silnější, než je magnetické pole z magnetického jádra vzduchu, jeho hodnota je omezena vlastnostmi železa. Velikost cívkou, která vytváří vzduchové jádro teoreticky nemá žádné omezení. Nicméně, jako pravidlo, přijímat obrovské proudy potřebné pro vytvoření pole, které je srovnatelné velikosti na budicí cívku se železným jádrem, je velmi obtížné a nákladné. Ne vždy jít touto cestou.

Co se stane, když se změní magnetické pole cívky s proudem? Tato akce může generovat elektrický proud stejným způsobem jako proud vytváří magnetické pole. Když se blíží magnet na vodič linií magnetické síly překračující vodič, indukuje napětí v něm. Polarita indukovaného napětí, závisí na polaritě a směru změnu magnetického toku. Tento efekt je mnohem výraznější v cívce, než v samostatném cívky: je přímo úměrná počtu závitů vinutí. V přítomnosti železné jádro indukovaného napětí v zvyšuje solenoidu. Při použití této metody je vodič se musí pohybovat relativně magnetický tok. V případě, že vodič neprotíná čáry magnetického toku, vznikne napětí.

Jak se dostat energii

Elektrické generátory generovat proud založený na stejných principech. Typicky, magnet otáčí mezi cívkami. Velikost indukovaného napětí je závislá na intenzitě pole magnetu a jeho rychlost (určují rychlost změny magnetického toku). Napětí ve vodiči je přímo úměrná rychlosti magnetického toku v něm.

V mnoha generátorů magnet je nahrazen elektromagnetem. S cílem vytvořit magnetické pole cívky s proudem, je elektromagnet připojen ke zdroji napájení. Což je v tomto případě elektrické energie vyrobené generátorem? To se rovná součinu napětí na proud. Na druhé straně, proud ve vodiči a vztah magnetického toku umožňuje využití toku, generovaného elektrického proudu v magnetickém poli pro vytvoření mechanický pohyb. Podle tohoto principu, motor běží a některé elektrické spotřebiče. Aby však bylo možné vytvořit hnutí, ve kterém budete moci strávit další elektrickou energii.

Silná magnetická pole

V současné době, za použití jev supravodivosti, že je možné získat bezprecedentní intenzitu magnetického pole cívky s proudem. Elektromagnety může být velmi silný. Když tento proud bezztrátové m. E. Nezpůsobuje zahřívání materiálu. To umožňuje použít ve stresu v vzduchovým jádrem elektromagnetů a obejít omezení uložená efekt nasycení. Velmi dobré vyhlídky odhaluje mocné magnetické pole cívky s proudem. Elektromagnety a jejich použití není v marných zainteresovaných mnoho vědců. Koneckonců, silná pole může být použita pro pohyb magnetického „polštář“ a vytvoření nových typů elektromotorů a generátorů. Jsou schopné vysokého výkonu při nízkých nákladech.

Energie magnetického pole cívky proudu je aktivně používán lidstva. To dlouho byl široce používán, zejména na železnici. O tom, jak se používají magnetické siločáry cívky s proudem pro řízení jízdy vlaků, nyní diskutovat.

Magnety na železnicích

Systém běžně používané na železnici, které pro větší bezpečnost elektromagnetů a permanentních magnetů jsou komplementární. Jak je možné ovládat systém? Silný permanentní magnet je připevněn v blízkosti železnice v určité vzdálenosti od semaforů. Při průjezdu vlaků nad osou magnetu roviny permanentního magnetu v kabině řidiče je otočen o malý úhel, načež se magnet zůstává ve své poloze.

Regulace dopravy na železnici

byt pohyb magnet obsahuje poplach nebo sirénu. Dále dojde k následujícímu. Po několika sekundách řidiče kabiny prochází přes elektromagnet, který je spojován s semaforech. V případě, že vlak dává zelenou, elektromagnet je pod napětím a osa permanentního magnetu v autě se obrátil na své původní polohy, vypnutí alarmu v kokpitu. Když je semafor červené nebo žluté světlo, elektromagnet se vypne, a pak po určité prodlevě automaticky aktivuje brzdy, samozřejmě, je-li to zapomněli, aby se řidič. Brzdového okruhu (a audio) je připojen k síti od osy otáčení magnetu. Pokud je magnet během zpoždění vrátí do své původní polohy, brzda není aktivována.