Magnéitfeld vun der Spule mat der aktueller. Electromagnets an hirer Applikatioun

Elektromagnetismus ass e Satz vun Phänomener, déi duerch d'Verbindung vu elektresche Stroum an magnetesche Felder verursaacht ginn. Heiansdo gëtt dës Verbindung mat onerwaarte Effekter. Zum Beispill bewierkt de Stroum, deen duerch elektresch Kegelen op de Schiff fléisst, eng onnéideg Ablezung vum Kompass. Allerdings ass oft Stroum intuitiv benotzt fir Magnestrukturen ze héichintensiv ze maachen. E Beispill ass Elektromagnets. Mir schwätzen elo vun hinnen.

D'elektresche Stroum an der Magnéitfeld FLUX

D'Intensitéit vum Magnéitfeld kann duerch d'Zuel vu magnetesche Flosslinen festgeluegt sinn, déi pro Fläschengesetz. D'Magnéitfeld existeiert iwwerall wou elektresche Stroum leeft, an d'Magnéitfeld FLUX an der Loft ass fir dësen proportional. E roude Draag, deen e Stroum tragt, kann an eng Spiral gebéit ginn. Mat engem genuch genuch Radius vum Zuch féiert dat zu enger Erhéijung vum magnetesche Flux. De Stroum gëtt net erhéicht.

D'Auswierkunge vun der Konzentratioun vu de Magnéitflux kann weider verstärkt ginn, andeems d'Zuel vun den Drénken erhéijen, dorënner de Drot an d'Spule verdreift. De Réck ass och richteg. De Magnéitfeld vun der Spule mat Stroum kann geschwächt ginn, wann d'Zuel vun de Wendungen reduzéiert gëtt.

Mir erleedegen eng wichteg Relatioun. Am Punkt vun maximaler Magnéitflussdichte (déi gréisst vun de Stroumline pro Fläche) ass de Verhältnis tëscht dem elektresche Stroum I, der Zuel vun de Windungen vum Draht n an dem magnetesche Flux B ausgedréckt: d'Proportional zum B. Stroum am 12 A, Stroum an der Spule vun 3 Umméiungen , Kreéiert genau déiselwecht Magnéitfeld wéi de Stroum vun 3 A, deen duerch eng Spiral vun 12 Turnéier fléisst. Et ass wichteg ze wëssen dat duerch praktesch Problemer.

Solenoid

Eng Spull vu Wounde Draider, déi e Magnéitfeld erstellt, gëtt als Solenoid bezeechent. D'Dréit kënnen op Eisen (Eisenäerz) gewénkt ginn. Eng net-magnetesch Basis (zum Beispill e Loftkern) ass och gëeegent. Wéi Dir kënnt gesinn, kënnt Dir net nëmme Eisen fir e magnetesche Feld vun enger aktueller Spule maachen. Vum Punkt vun der Gréisst vum Stroum ass kee non-magnetesche Kär Äquivalent mat der Loft. Dat heescht, d'Bezierrelatioun déi aktuell ass, d'Zuel vun de Wendungen, an d'Stroum, an dësem Fall ass zimlech genee. Dofir kann de Magnéitfeld vun enger Spule mat engem Stroum geschwächt ginn, andeems dës Regularitéit applizéiert gëtt.

D'Benotzung vun Eisen an engem Solenoid

Firwat ass d'Eisen an der Solenoid? Seng Präsenz beaflosst de Magnéitfeld vun der aktueller Spule an zwou respektéieren. Et vergréissert d'Magnéitaktioun vun der aktueller, oft dausende vun Zeilen a méi. Awer eng wichteg Proportional Bezéiung kann verletzt ginn. Dëst ass deen deen tëscht dem magnetesche Flux an der aktueller an der Spille mat engem Loftkern existéiert.

Microscopic Terrain am Eisen Beräicher (méi genee, hir Magnéitfeld Momenter) ënnert der Aktioun vun e Magnéitfeld datt generéiert ass gëtt an eng Richtung gebaut ginn. Als Resultat gëtt et an der Präsenz vun engem Eisenkern déi aktuell e gréissere Magnéitfluss pro Eenheet iwwert d'Kraizung. Dofir steigt d'Fluxdensity wesentlech. Wann all Domainen an enger Richtung ausgeriicht sinn, gëtt eng weider Zuel vun der aktueller (oder Zuel vu Wendungen an der Spule) nëmmen d'Densitéit vum Magnéitflux erhéicht.

Loosst e bëssen iwwer Induktioun schwätzen. Dëst ass e wichtege Bestanddeel vun dem Thema, deen eis intresséiert.

Induktioun vum Magnéitfeld vun enger Spule mat engem Stroum

Obwuel d'Magnéitfeld vun engem Solenoid mat engem Eisenkierst méi staark ass wéi de Magnéitfeld vun engem Solenoid mat engem Loftkierper, ass hir Gréisst vun den Eegeschafte vun Uewergrond limitéiert. D'Gréisst vun der, déi duerch d'Spiral mam Kreatioun geschaaft gëtt, huet theoretesch keng Limit. Allerdéngs ass et ganz schwéier et deier, fir déi grouss Stréimunge ze kréien déi néideg sinn fir e Feld ze vergläichbar mat der Magnitude mat engem eisen Kär. Gitt net ëmmer dëse Wee.

Wat geschitt wann Dir de Magnéitfeld vun der aktueller Spule ännert? Dës Aktioun kann en elektresche Stroum an der selwechter Aart generéieren datt e Stroum en magnetesche Feld produzéiert. Wéi de Magnéit dem Leeder zougitt, ginn d'Magnéitlinn vun Kraaft, déi den Dirigent iwwerqueren, eng Spannung z'informéieren. D'Polaritéit vun der induzéierter Spannung hänkt vun der Polaritéit an der Richtung vun der Verännerung vum magnetesche Flux. Dëse Effekt ass vill méi héich an der Spigel wéi an enger separater Spull: et ass proportional zum Zuel vun de Wendungen an der Wicklung. An der Präsenz vun engem Eisebunn ass d'induzéiert Spannung an der Solenoid erop. Mat dëser Methode ass et néideg datt de Leider relativ zum Magnéitstroum bewegen. Wann de Lecteur d'Magnéitflux Liicht net kreest, gëtt et keng Spannung.

Wéi kritt Dir Energie

Elektresch Generateure produzéieren aktuell op Basis vun deene selwechte Prinzipien. Normalerlech rotéiert de Mound tëscht de Spulen. D'Gréisst vun der induzéierter Spannung hängt vun der Gréisst vum Feld vum Magnéit an der Geschwindegkeet vun der Rotatioun (sie bestëmmen d'Geschwindegkeet vun der Verännerung vum magnetesche Flux). D'Spannung am Leadert ass direkt proportional zu der Geschwindegkeet vum magnetesche Flux.

Bei villen Generatiounen gëtt de Magnéit duerch e Solenoid ersat. Fir e Magnéitfeld vun der coil mat enger aktueller, de solenoid ze schafen ass dem verbonne Muecht Quell. Wat an dësem Fall d'elektresch Muecht vun der Generator produzéiert? Et ass egal mat deem Produkt vun der Spannung um aktuellen. Engersäits ass d'Verbindung vum Stroum am Leeder an de Magnéitstroum deen e Stroum benotzt deen aus engem elektresche Stroum an engem magnetesche Feld generéiert gëtt, fir mechanesch Bewegung ze kréien. Dëst Prinzip ass mat Elektromotoren an e puer elektresch Apparater gefollegt. Awer fir d'Bewegung an hinnen ze kreéieren, ass et néideg fir extra elektresch Energie ze benotzen.

Staark magnetesch Felder

Am Moment gëtt de Phänomen vun der Supraleitung benotzt, et ass méiglech, eng beandroerten Intensitéit vum magnetesche Feld vun der Spule mat Stroum ze kréien. Electromagnete kënnen ganz mächteg sinn. An dësem Fall stréit d'aktuell Liicht ouni Verléieren, dat zielt net op d'Heizung vum Material. Dëst erlaabt et eng grouss Spannung an den lassgemaatenen Solenoiden anzebezéien a vermeide déi Zwécke vun der Sättigungseffekt. Ganz gutt Ausserdeem esou eng mächtegst Magnéitfeldspirale mat aktuellen. Electromagnets an hir Benotzung sinn net vill verankert vill Wëssenschaftler. Nodeems mir ganz staark Felder benotzt kënne ginn fir op engem magnetesche "Këssen" ze bewegen an nei Forme vun Elektromotoren a Generateuren ze kreéieren. Si si fähig fir héich Kraaft a Low-Cost.

D'Energie vum Magnéitfeld vun der Spule mat Stroum gëtt aktiv vun der Mënsche benotzt. Et ass vill ze vill Zäit benotzt, besonnesch op de Bunnen. Wéi d'Magnéitlinnen vun der Spule vum aktuelle Feld benotzt ginn fir d'Bewegung vun Zich ze reguléieren, wäerte mir elo schwätzen.

Magnete op de Bunnen

Railways benotzt normalerweis Systemer, déi fir méi grousser Sécherheet Elektromagnete a Permanente Magnete komplementar sinn. Wéi funktionnéieren dës Systemer? Staark permanent Magnéit ass no aus dem Verkéier Luuchten op eng gewëssen Distanz zu der Eisebunn verbonnen. Während der Passage vum Zuch iwwer de Magnéit rotéiert d'Achse vum dauerhaften flotte Magnéit an der Chauffeur e klenge Wénkel, wouduerch de Magnéit an der neier Positioun bleift.

Reglement vum Verkéier op der Eisenbunn

D'Bewegung vun engem flotte Magnéit beinhalt eng Signalglock oder Sirène. Duerno passéiert d'folgend. No e puer Sekonnen geet d'Kabinn vum Kabin iwwer den Elektromagnet, deen mat enger Ampelkonne verbonne gëtt. Wann hien den Zuch eng gréng Strooss leet, wäerts de Elektromagnet an d'Aach vum permanenten Magnéit am Auto ëm säin urspréngleche Standpunkt an d'Ausstellung vum Signal an der Kabine. Wann d'roude oder gieler Liicht am Verkéier licht ass, gëtt de Elektromagnet ausgeschalt, a no e puer Verspéidung setzt d'Bremse automatesch op, wann natierlech de Verwalter vergiess huet dat ze maachen. De Bremskrees (wéi och de Klang-Signal) ass mat dem Netz verbonne mat dem Moment vun der Magnetsachs. Wann de Magnéit während der Verzögerung zu senger ursprénglecher Positioun zréckkomm ass, gëtt d'Bremsche net op.