Breaking News

Использование электромагнитов.

Электромагнит представляет собой электрический элемент, состоящий из катушки, намотанной на ферромагнитный сердечник, обычно изготовленный из мягкого железа. Под действием протекающего электрического тока (упорядоченное движение электрических зарядов) создается магнитное поле. Первый электромагнит был построен в 1823 году Уильямом Стердженом. Такое магнитное поле, создаваемое электромагнитом, увеличивается (пропорционально) по мере увеличения числа витков или силы протекающего тока при постоянной длине катушки. Таким образом, чем больше витков у катушки и чем больше по ней протекает ток, тем сильнее магнитное поле электромагнита. Электрический токпротекающий через катушку, заставляет стержень проявлять магнитные свойства. Для получения дополнительной информации об электромагнитах, связанных с ними, для этого вам нужно перейти на сайт. Там же вы найдете различные виды промышленного электрооборудования.

Электромагнитное реле представляет собой устройство, которое питается небольшим электрическим током. Он может замыкать и размыкать цепи, по которым протекает электрический ток высокой интенсивности. В основе конструкции электромагнитного реле лежат электромагниты. Когда в цепи устройства начинает течь электрический ток, катушка притягивает железную пластину (якорь), что вызывает замыкание цепи. Тогда в электромагнитное реле может протекать электрический ток гораздо большей силы. Эта особенность электромагнитного реле позволяет, например, управлять большими устройствами с помощью микропроцессоров.

Одним из применений электромагнитов является использование их свойств в поездах последнего поколения, использующих магнитную левитацию и движущихся по рельсам. Путь такой магнитной железной дороги заменяется системой электромагнитов. При низких температурах они приобретают свойства сверхпроводников (поэтому имеют нулевое сопротивление-сопротивление). Именно благодаря магнитному полю такой поезд не соприкасается с поверхностью пути, так как все время парит (левитирует) над ней. Для выполнения этой задачи используются сверхпроводящие магниты и обычные электромагниты. Таким образом, как в вагоне, так и в пути действуют мощные электромагнитные силы (подъем поезда). Это позволяет развивать высокие скорости, так как благодаря использованию магнитов устраняется трение колес, значительно ограничивая максимальную скорость в традиционных поездах. В результате магнитная железная дорога может развивать скорость более 600 км/ч. К настоящему времени магнитные железнодорожные линии построены в Японии, Германии и Китае. Примером может служить 30-километровый маршрут в Шанхае (существующий с 2003 г.), по которому поезд едет менее восьми минут (при максимальной скорости 430 км/ч).

Другим применением электромагнитов являются электромагнитные захваты — устройства для транспортировки или перегрузки сыпучих материалов, таких как сталь на сталелитейном заводе или верфи, а также лом на складах металлолома. При этом используются в основном продольные и круглые электромагниты. Такой электромагнит устанавливается на кран или козловой кран, что позволяет захватывать и транспортировать предметы.

Электромагниты просты в управлении. Когда число витков катушки увеличивается (а значит, и сила тока, протекающего в ней), создается более сильное магнитное поле. Такое простое регулирование напряженности поля может быть использовано во многих устройствах и механизмах, требующих очень сильных магнитов и плавности и легкости регулирования магнитного поля. Все виды магнитоэлектрических счетчиков (приборов для измерения силы постоянного электрического тока и других связанных с ними физических величин) используют взаимодействие магнитного поля, создаваемого постоянным магнитоми магнитного полясоздаваемого измеряемым токомпротекающим через подвижную катушку, соединенную с индикатор. Такое взаимное влияние этих полей определяет формирование вращающего момента (момент сил), которая компенсируется возвратными силами (возникающими из-за упругой связи витка), вследствие чего между положением равновесия данных моментов и силой, протекающей через виток, существуют связки (эти величины пропорциональны друг другу). К магнитоэлектрическим измерительным приборам относятся амперметры, вольтметры и омметры.

Амперметр — это прибор, измеряющий силу электрического тока в амперах [А]. В зависимости от диапазона амперметра применяют также названия: килоамперметр, миллиамперметр, микроамперметр (кА, мА, мкА). Существуют также тепловые и термоэлектрические амперметры, использующие эффект нагревания проводника, по которому течет электрический ток. Амперметры могут измерять среднее значение тока (например, магнитоэлектрические амперметры) или среднеквадратичное значение (для электродинамических, электромагнитных, индуктивных, тепловых и термоэлектрических амперметров). Амперметрон включен в электрическую цепь последовательно (поэтому малое его внутреннее сопротивление не влияет на величину измеряемого тока). Чем меньше внутреннее сопротивление, тем лучше измерение (у идеального амперметра бесконечно малое внутреннее сопротивление). Метод работы амперметра основан на измерении электромагнитных, тепловых и др. эффектов, вызываемых протекающим током.

Вольтметр — это измерительный прибор, с помощью которого измеряется электрическое напряжение (разность потенциалов — единица измерения напряжения Вольт). Он включен в электрическую цепь параллельно, а идеальный вольтметр имеет бесконечно большое внутреннее сопротивление, поэтому можно ожидать пренебрежимо малой утечки тока через измерительную катушку — тогда ток, отбираемый из цепи, стремится к нулю). Различают вольтметры (как измерители): магнитоэлектрические (используются для измерения постоянного напряжения), электромагнитные ( используются для измерения переменного напряжения), электродинамические (используются для измерения как постоянного, так и переменного напряжения) и электростатические(чаще всего используются в качестве лабораторных приборов для измерения высоких напряжений).

Омметром называется прибор, применяемый для измерения сопротивления (сопротивления), используя зависимости, фигурирующие в законе Ома, т.е. путем измерения или задания силы протекающего тока и напряжения на проверяемом элементе. Различают последовательные омметры (элементы соединены последовательно) и параллельные омметры (элементы соединены параллельно). Омметры являются одной из основных функций любого мультиметра.

Магнитоэлектрический счетчик — счетчик, в котором отклонение подвижной части происходит под действием магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом и подвижной катушкой. Постоянные магниты вместе с полюсными башмаками (изготовленными из магнитомягкой стали) составляют стационарную часть счетчика. Подвижный элемент представляет собой катушку, обмотанную тонкой изолированной медной проволокой (ось вращения катушки совпадает с геометрической осью зазора магнитопровода). К катушке подключен указатель. Если по обмотке катушки, питаемой спиральными пружинами, протекает постоянный ток I, в котором магнитное поле имеет постоянную индукцию В, то сила F действует по формуле:

Ф = В * Я * л

куда:

l — глубина погружения борта катушки в магнитное поле

Б- индукция

I- сила тока

Для N витков катушки эта сила выражается формулой

F = B * I * l * N

Поскольку эта сила действует на обе стороны катушки, создается приводной момент измерительной системы.

М = F * а

где а — ширина катушки

Поскольку магнитоэлектрическая структура имеет множество преимуществ, она также используется при измерении переменного тока (среднее значение которого равно нулю), этот ток должен быть «выпрямлен» перед тем, как он будет введен в катушку счетчика. Для этого используются германиевые диоды (полупроводниковые диоды, изготовленные из кристалла германия и характеризующиеся малым падением напряжения в прямом направлении). Обычно используется мостовая схема (состоящая из четырех диодов, соединенных последовательно с резистором).

Электромагниты находятся в генераторах, в автоматических предохранителях бытовой электросети и резервных выключателях электростанций, в телевизорах (они отклоняют пучки электронов, попадающие на экран и создают телевизионное изображение), телефонах (электромагнит перемещает диафрагму приемника, благодаря чему слышимый нами звук). Мощные электромагниты используются в ускорителях, т.е. устройствах для ускорения заряженных частиц. Сверхпроводящие электромагниты также широко используются в медицине. Они являются неотъемлемой частью компьютерных томографов, которые благодаря использованию ядерного магнитного резонанса позволяют получать бесконтактные изображения внутренних органов человека.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.