O campo magnético da bobina cunha cadea. Eletroímãs ea súa aplicación

Electromagnetismo - un conxunto de fenómenos causados pola conexión de correntes eléctricas e campos magnéticos. Ás veces esta relación leva a efectos indesexables. Por exemplo, a corrente que flúe a través dos cables eléctricos nun barco fai que o compás do buque desvío innecesario. Con todo, a electricidade é moitas veces deliberadamente usar para crear campos magnéticos de alta intensidade. Como exemplo, os electromagnetos. Sobre eles e imos falar.

A corrente eléctrica e fluxo magnético

A intensidade do campo magnético pode determinar o número de liñas de fluxo magnético, que cae na área de unidade. O campo magnético prodúcese en todos os lugares onde a corrente eléctrica flúe, eo fluxo magnético no aire é proporcional a este último. Hetero fío transportando unha corrente, pode ser dobrada na bobina. Nun radio suficientemente pequeno de súa vez, isto conduce a un aumento no fluxo magnético. Neste caso, a cadea non é aumentada.

Efecto da concentración do fluxo magnético pode ser aínda mellorada a través do aumento do número de voltas, é dicir. E. torcer o fío na bobina. O inverso é certo. A cadea de bobina de campo magnético pode ser reducido, diminuíndo o número de voltas.

Obtivemos relación importante. No punto de máxima densidade de fluxo magnético (área a maioría das liñas de fluxo que por unidade) a relación entre a corrente eléctrica I, o número de voltas de fío n, eo fluxo magnético B exprésase así: dunha corrente proporcional a V. 12 A, a corrente a través da bobina de 3 voltas crea exactamente o mesmo campo magnético que a cadea de 3 a, a corrente a través da bobina de 12 voltas. É importante saber, resolución de problemas prácticos.

solenoides

A bobina de fío enrolado, un campo magnético é chamado un solenoide. Os fíos poden ser enrolado no ferro (núcleo de ferro). A base adecuada e non magnético (por exemplo, núcleo de aire). Como verás, pode utilizar non só o ferro para crear unha bobina de campo magnético con actual. Desde o punto de vista da magnitude de calquera núcleo non magnético fluxo distancia equivalente. Isto é, a relación anterior entre o fluxo de corrente eo número de voltas, neste caso, se realiza de forma precisa. Así, o campo magnético da cadea da bobina pode ser reducida, se aplicamos este estándar.

O uso de ferro no solenoides

Por que no ferro utilizado solenoide? A súa presenza influencia o campo magnético da bobina con corrente en dous aspectos. El aumenta o efecto magnético da cadea, moitas veces miles de veces ou máis. Con todo, pode ser roto unha proporcionalidade importante. Trátase de que a que existe entre o fluxo magnético ea corrente nas bobinas con nleo acondicionado.

campo microscópico nos ámbitos de ferro (máis precisamente, os seus momentos magnéticos) baixo a acción dun campo magnético que se xera correntes son construídos nunha dirección. Como consecuencia da presenza do núcleo de ferro da cadea produce un maior fluxo magnético por fíos de sección transversal da unidade. Así, a densidade do fluxo aumenta considerablemente. Cando todos os ámbitos aliñadas nunha dirección, aumentando aínda máis a cadea (ou o número de espiras na bobina) aumenta só lixeiramente a densidade de fluxo magnético.

Agora contar un pouco sobre a indución. Esta é unha parte importante dos temas de interese para nós.

A bobina de indución magnética con actual

Aínda que o campo magnético dun solenoide con un núcleo de ferro é moito máis forte que o campo magnético do núcleo de aire de solenoides, o seu valor é limitada polas propiedades do ferro. O tamaño da bobina que crea un aire núcleo teoricamente non ten límite. Con todo, como norma xeral, recibir enormes cadeas necesarios para crear un campo que é comparable en magnitude á bobina de campo con un núcleo de ferro, é moi difícil e caro. Non vaia sempre deste xeito.

Qué acontece se altera o campo magnético da bobina cunha cadea? Esta acción pode xerar unha corrente eléctrica, do mesmo xeito como a corrente xera un campo magnético. Ao aproximarse ao imán para as liñas condutoras de forza magnética que atravesan o condutor, induce unha tensión no mesmo. A polaridade da tensión inducida depende da polaridade ea dirección de variación do fluxo magnético. Este efecto é moito máis pronunciado na bobina do que nunha bobina separada: é proporcional ao número de voltas no enrolamento. En presenza do núcleo de ferro da tensión inducida nos solenoides aumenta. Con este método, o condutor debe moverse en relación de fluxo magnético. Se o condutor non se cruzan as liñas de fluxo magnético, unha tensión pode xurdir.

Como obter enerxía

Xeradores eléctricos xeran corrente con base nos mesmos principios. Tipicamente, o imán xira entre as bobinas. A grandeza da tensión inducida depende da intensidade do campo do imán e da súa velocidade (que determinan o tipo de variación do fluxo magnético). A tensión no condutor é directamente proporcional á velocidade do fluxo magnético no mesmo.

En moitos xeradores de imán é substituído por un solenoide. Para crear un campo magnético da bobina cunha cadea, o solenoide está conectado á fonte de enerxía. Que neste caso a enerxía eléctrica producida polo xerador? É igual ao produto da tensión sobre o actual. Por outra banda, a corrente no condutor ea relación de fluxo magnético permite o uso do fluxo xerado por corrente eléctrica no campo magnético para producir o movemento mecánico. Segundo este principio, o motor funciona e algúns electrodomésticos. Con todo, para crear un movemento que precisa para pasar unha corrente eléctrica adicional.

campos magnéticos fortes

Actualmente, mediante o fenómeno da supercondutividade, é posible obter unha intensidade sen precedentes da bobina de campo magnético con actual. Os eletroímãs pode ser moi poderosa. Cando esta corrente flúe m sen perdas. E. Non causa quecemento do material. Isto permite aplicar unha morea de estrés nos solenoides de núcleo de aire e evitar as limitacións impostas polo efecto de saturación. Moi boas perspectivas revela unha bobina de campo magnético potente con corrente. Eletroímãs eo seu uso non é en balde interesadas moitos científicos. Ao final, un forte campo pode usarse para o movemento de "colchón" magnética ea creación de novos tipos de motores eléctricos e xeradores. Son capaces de alta produción a baixo custo.

A enerxía da corrente de bobina de campo magnético é usado activamente pola humanidade. Fora amplamente utilizado, en particular, nas vías férreas. Sobre como usar as liñas do campo magnético da bobina cunha cadea para controlar a circulación de trens, nós agora discutir.

Imáns en ferrocarrís

Sistema comunmente utilizado nas ferrocarrís, que para máis eletroímãs de seguridade e imáns permanentes son complementarios. Como pode operar o sistema? Forte imán permanente é ligado preto do ferroviaria a unha certa distancia dos semáforos. Durante o paso de trens ao longo do eixe do imán do plan imán permanente en cabina do condutor é rodado por un pequeno ángulo, tras o que o imán se mantén en posición.

Regulación do tráfico na liña ferroviaria

movemento imán plana inclúe alarma ou serea. Logo ocorre o seguinte. Despois dun par de motores segundos taxi pasa sobre o electroimán, que está asociado cos semáforos. Se o tren da luz verde, o solenoide é energizado eo eixe do imán permanente no coche está conectado á súa posición orixinal, desactivar a alarma no cockpit. Cando a luz de tráfico é luz vermella ou amarela, o electroimán é desactivado, logo tras un atraso, aplica automaticamente os freos, por suposto, se esqueceu de facer condutor. do circuíto de freada (e son) está conectado á rede, desde o eixe de rotación do magneto. Se o imán durante o atraso volve á súa posición orixinal, o freo non está activado.