ما هو الكهرومغناطيس؟ أنواعها وأغراضها
تخبر المقالة عن مغنطيس كهربائي ، وبأي مبدأ يتم ترتيبه ، وفي أي مجالات يتم استخدام هذا النوع من المغناطيسات.
مغنطيسية
ربما واحدة من أكثر مذهلة ، ولكن في نفس الوقتوقت ردود الفعل الجسدية البسيطة هي المغناطيسية. قبل أكثر من ثلاثة آلاف عام ، كان العديد من علماء اليونان القديمة والصين على علم بالخصائص غير العادية "للحجارة المغناطيسية".
في نفس الوقت ، لن تفاجئ أي شخص بالمغناطيس ، حتىأقوى - على أساس النيوديميوم. يتم بيعها في الغالب على شكل حليات أو يمكن العثور عليها داخل مختلف الأجهزة والآليات. ومع ذلك ، قليلون يعرفون مدى أهمية المغناطيسية للتقدم العلمي والتكنولوجي.
ولكن في بداية القرن التاسع عشر ، تم إنشاء مثل هذا الجهاز كمغناطيس كهربائي. إذن ما هو المغنطيس الكهربائي ، كيف يتم ترتيبه وأين يتم تطبيقه؟ سنتحدث عن هذا في هذه المقالة.
تعريف
الكهرومغناطيسية هي جهاز خاص ،العمل الذي يخلق مجال مغناطيسي عند تطبيق تيار كهربائي عليه. في معظم الأحيان ، تتكون المغنطيسات الكهربائية من لفيفة أساسية ولها خصائص مغنطيسية حديدية.
اللف عادة ما تكون مصنوعة من النحاس أوأسلاك الألمنيوم من سماكة مختلفة ، تغطي بالضرورة مع العزل. ولكن هناك أيضًا مغناطيسات كهربائية من مواد فائقة التوصيل. النوى المغناطيسية نفسها مصنوعة من الفولاذ وسبائك الحديد والنيكل أو الحديد الزهر. ولتقليل الخسائر في التيارات الدوامية ، يتم تنفيذ النوى المغناطيسية من مجموعة كاملة من الأغطية الرقيقة. الآن نحن نعرف ما هو الكهرومغناطيسية. دعونا نلقي نظرة فاحصة على تاريخ هذا الجهاز المفيد.
قصة
مبدع الكهرومغناطيسية هو وليامسمك الحفش. كان هو الذي جعل أول مغناطيس من هذا النوع في عام 1825. من الناحية الهيكلية ، كان الجهاز عبارة عن قطعة أسطوانية من الحديد ، تم حولها أسلاك نحاسية سميكة معزولة. في الوقت الذي كان يتم فيه دفع تيار كهربائي عبره ، اكتسب القضيب المعدني خصائص مغناطيس. وعندما تمت مقاطعة التيار ، خسر كل جهاز المغناطيسية على الفور. هذه الجودة - تضمين وتعطيل ، إذا لزم الأمر - ويسمح باستخدام المغنطيسات الكهربائية في عدد من المجالات التكنولوجية والصناعية.
لقد نظرنا في مسألة ما هو المغناطيس الكهربائي. الآن دعونا نحلل أنواعها الرئيسية. وهي مقسمة وفقا لطريقة خلق المجال المغناطيسي. لكن وظيفتهم لا تزال هي نفسها.
أنواع
المغناطيسية الكهربائية تأتي في الأشكال التالية:
- تيار مباشر محايد. في مثل هذا الجهاز ، يتم إنشاء تدفق مغناطيسيعن طريق تيار كهربائي مستمر يمر عبر اللف. لذا ، فإن قوة الجذب لمغناطيس كهربائي من هذا النوع تختلف باختلاف حجم التيار فقط ، وليس حسب اتجاهه في اللفة.
- تيار مستقطب مباشر. يستند عمل مغناطيس كهربائي من هذا النوععلى وجود اثنين من التدفقات المغناطيسية المستقلة. عند الحديث عن الاستقطاب ، فإن وجودها عادة ما يتم إنشاؤه عن طريق مغناطيس دائم (في حالات نادرة - بواسطة مغناطيسات كهربائية إضافية) ، وهناك حاجة إلى إنشاء قوة جذابة مع إيقاف تشغيل اللف. ويعتمد عمل مثل هذا المغناطيس الكهربائي على حجم واتجاه التيار الكهربائي الذي يتحرك في اللفة.
- التيار المتردد الحالي. في هذه الأجهزة ، لفائف من المغناطيس الكهربائيهو مدعوم من الكهرباء AC. وفقا لذلك ، مع تدفق دورية معينة ، يتغير التدفق المغناطيسي اتجاهه وحجمه. وتختلف قوة الجذب فقط في الحجم ، بسبب ما "ينبض" من الحد الأدنى إلى القيمة القصوى بتردد له قيمة مزدوجة فيما يتعلق بتواتر التيار الكهربائي الذي يغذيه.
مع ما هي أنواع منهم ، لقد قرأت بالفعل. والآن دعنا نفكر في أمثلة لاستخدام المغنطيس الكهربائي.
صناعة
ربما ، كل ذلك على الرغم من الوقت ، ولكن شهدت الإصداراتمثل هذا الجهاز مثل رفع المغناطيس الكهربائي. هذا هو "فطيرة" سميكة من أقطار مختلفة ، والتي لديها قوة جذب كبيرة وتستخدم لنقل البضائع ، والخردة المعدنية وأي معدن آخر. الراحة هي أنه يكفي لإيقاف الطاقة - وينفصل الحمل بالكامل على الفور ، والعكس صحيح. هذا يبسط إلى حد كبير عملية التحميل والتفريغ.
يتم حساب قوة مغناطيس كهربائي ، بالمناسبة ، من قبلالصيغة التالية: F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S. دعونا نعتبرها بمزيد من التفصيل. في هذه الحالة ، F هي القوة في الكيلوجرامات (يمكن أيضًا قياسها في نيوتن) ، و B هي قيمة الاستقراء ، و S هي مساحة سطح العمل في الجهاز.
دواء
حتى في نهاية القرن التاسع عشر ، الكهرومغناطيسيةتطبيق في الطب. أحد الأمثلة على ذلك هو جهاز خاص يمكنه استخراج الأجسام الغريبة (نشارة معدنية ، صدأ ، مقياس ، إلخ) من العين.
وفي عصرنا هذا ، فإن الكهرومغناطيسية أيضًا واسعة الانتشارتستخدم في الطب ، وربما ، واحدة من هذه الأجهزة ، التي سمعت عن الجميع ، هو التصوير بالرنين المغناطيسي. إنه يعمل على أساس الرنين المغناطيسي النووي ، وفي الواقع ، هو مغناطيس كهربائي ضخم وقوي.
معدات
كما تستخدم مغناطيس مماثلة في مختلفالهندسة والإلكترونيات ، وفي المجال المنزلي ، على سبيل المثال ، كأقفال. هذه الأقفال مريحة لأنها سريعة جداً وسهلة التشغيل ، ولكنها تكفي لإبعاد البناء في حالة الطوارئ ، وكلها ستفتح ، وهو مناسب جداً للحريق.
حسنا ، بالطبع ، يستند عمل جميع المرحلات على مبادئ الكهرومغناطيسية.
كما ترى ، هذا جهاز مهم جدًا وجد تطبيقًا في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا.
