Los electroimanes son muy utilizados en la vida diaria. El electroimán es una aplicación del efecto magnético actual (electromagnetismo) y está estrechamente relacionado con la vida, como relés electromagnéticos, grúas electromagnéticas, trenes maglev, etc. Los electroimanes se pueden dividir en dos tipos: electroimanes de CC y electroimanes de CA. Si los electroimanes se dividen según sus usos, se pueden dividir en los siguientes cinco tipos: (1) Electroimanes de tracción: se utilizan principalmente para arrastrar dispositivos mecánicos y abrir o cerrar varias válvulas para realizar tareas de control automático. (2) Electroimán de elevación: se utiliza como dispositivo de elevación para levantar lingotes de acero, acero, arena de hierro y otros materiales ferromagnéticos. (3) Electroimán de frenado: se utiliza principalmente para frenar el motor y lograr un estacionamiento preciso. (4) El sistema electromagnético de aparatos eléctricos automáticos, como el sistema electromagnético de relés y contactores electromagnéticos, disparadores electromagnéticos de interruptores automáticos y electroimanes de funcionamiento, etc. (5) Electroimanes para otros usos, como por ejemplo platos electromagnéticos para amoladoras y vibradores electromagnéticos.
Principio
Cuando el solenoide está energizado, puede generar un campo magnético como una barra magnética. Los círculos en la imagen son secciones transversales de cables, los puntos representan la corriente que fluye fuera de la pantalla y las cruces representan la corriente que fluye hacia la pantalla; los círculos elípticos con flechas son líneas de fuerza magnéticas. Cuando la corriente continua pasa a través de un conductor, se genera un campo magnético, y cuando pasa a través de un conductor convertido en solenoide, se genera un campo magnético similar a una barra magnética. Si se agrega una sustancia magnética al centro del solenoide, la sustancia magnética se magnetizará para lograr el efecto de fortalecer el campo magnético. En términos generales, la fuerza del campo magnético generado por un electroimán está relacionada con el tamaño de la corriente continua, el número de vueltas de la bobina y el material conductor magnético en el centro. Al diseñar el electroimán, se prestará atención a la distribución. de las bobinas y la selección del material conductor, y el tamaño de la corriente continua se utilizará para controlar la intensidad del campo magnético. Sin embargo, el material de la bobina tiene resistencia, lo que limita el tamaño del campo magnético que el electroimán puede generar. Sin embargo, con el descubrimiento y aplicación de los superconductores, habrá oportunidades para superar las limitaciones existentes.
Historia
Electroimán del esturión. En 1825 d.C., el inglés William Sturgeon (1783-1850) inventó el electroimán envolviendo un alambre metálico que transportaba corriente alrededor de una varilla aislada.
Tras conocer la noticia, el físico estadounidense Joseph Henry (1797-1878) enrolló una densa bobina alrededor de un núcleo de hierro dulce y utilizó una batería con una pequeña corriente para energizarla. Puede recoger una tonelada de energía. hierro.
Producción
Electroimán casero sencillo:
Para fabricar su cuerpo se necesita alambre esmaltado y clavos de hierro; para suministrar corriente se utiliza una batería o fuente de alimentación.
Nota:
Raspe la pintura del extremo del alambre esmaltado o quémelo al fuego.
Enrolle el alambre esmaltado en la misma dirección.
Ata bien el extremo del alambre esmaltado.
Características
La fuerza magnética es más fuerte en ambos extremos de los electroimanes y de los imanes permanentes.
La fuerza magnética del electroimán se puede cambiar.
Se puede cambiar la dirección del electroimán.
La fuerza magnética del electroimán se puede controlar libremente.
En 1822, los físicos franceses Arago y Lussac descubrieron que cuando la corriente eléctrica pasa a través de un devanado que contiene hierro, puede magnetizar el hierro del devanado. En realidad, este fue el descubrimiento original del principio de los electroimanes. En 1823, Sturgeon también llevó a cabo un experimento similar: enrolló 18 vueltas de alambre de cobre desnudo en una varilla de hierro en forma de U que no era una varilla magnética. Cuando el alambre de cobre se conectó a la batería voltaica, se enrolló alrededor de la U. varilla de hierro en forma de U. La bobina de cobre de la varilla de hierro en forma de U genera un campo magnético denso, convirtiendo así la varilla de hierro en forma de U en un "electroimán". La energía magnética de este tipo de electroimán es muchas veces mayor que la de un imán permanente. Puede absorber bloques de hierro que son 20 veces más pesados que él. Cuando se corta la energía, la varilla de hierro en forma de U no puede absorber ningún bloque de hierro. y se convierte en una barra de hierro ordinaria. El invento del electroimán de Sturgeon hizo que la gente viera la brillante perspectiva de convertir la energía eléctrica en energía magnética. Este invento pronto se extendió por el Reino Unido, los Estados Unidos y algunos países costeros de Europa occidental. En 1829, el electricista estadounidense Henry hizo algunas innovaciones en el dispositivo electroimán Sturgeon. Los cables aislados reemplazaron a los cables de cobre desnudos, por lo que no había necesidad de preocuparse por sufrir un cortocircuito si los cables de cobre estaban demasiado cerca. Dado que los cables tienen una capa aislante, se pueden enrollar firmemente en círculos, ya que cuanto más densas son las bobinas, más fuerte es el campo magnético generado, lo que mejora en gran medida la capacidad de convertir energía eléctrica en energía magnética. En 1831, Henry produjo a prueba un electroimán más nuevo, aunque no era de gran tamaño, podía recoger una tonelada de hierro.
La invención del electroimán también mejoró enormemente la potencia de los generadores.