Índice
Resumen
Ventajas
aplicación de la aplicación
Historia del electroimán p>
Juicio de la dirección del campo magnético de un electroimán
Editar resumen de este párrafo
Una especie de imán con un núcleo de hierro en su interior que está fabricado como magnético como un imán por una bobina que pasa corriente. El dispositivo se llama electroimán y su nombre científico en inglés es solenoide. Generalmente hecho en tiras o pezuñas. El núcleo de hierro debe estar hecho de hierro dulce o acero al silicio que sea fácil de magnetizar y perder magnetismo. Este electroimán es magnético cuando se activa y desaparece cuando se apaga.
Cuando el núcleo de hierro se inserta en el solenoide energizado, el núcleo de hierro es magnetizado por el campo magnético del solenoide energizado. El núcleo de hierro magnetizado también se convierte en un imán, por lo que el magnetismo del solenoide aumenta enormemente mediante la superposición de los dos campos magnéticos. Para hacer que el electroimán sea más magnético, el núcleo de hierro generalmente tiene forma de zapato. Sin embargo, cabe señalar que las direcciones de bobinado de las bobinas del núcleo de hierro en forma de herradura son opuestas. Un lado debe ser en el sentido de las agujas del reloj y el otro debe ser en el sentido contrario a las agujas del reloj. Si las direcciones de bobinado son las mismas, la magnetización de las dos bobinas del núcleo se cancelará entre sí, haciendo que el núcleo no sea magnético. Además, el núcleo del electroimán está hecho de hierro dulce, no de acero. De lo contrario, una vez magnetizado el acero, permanecerá magnético durante mucho tiempo y no podrá desmagnetizarse, y la intensidad de su campo magnético no podrá controlarse mediante corriente, perdiendo así las ventajas de los electroimanes.
Ventajas de editar este párrafo
Los electroimanes tienen muchas ventajas: el magnetismo del electroimán se puede controlar encendiendo y apagando la corriente; la magnitud de la fuerza magnética se puede controlar mediante; la fuerza de la corriente o las vueltas de la bobina se pueden controlar; la corriente también se puede controlar cambiando la resistencia para controlar el tamaño magnético.
Editar esta aplicación
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 electroimanes de CC y electroimanes de CA. Si los electroimanes se clasifican según sus usos, se pueden dividir principalmente en los cinco tipos siguientes: (1) Electroimanes de tracción: se utilizan principalmente para dispositivos mecánicos de tracción, apertura o cierre de varias válvulas y realización de tareas de control automático. (2) Electroimán de elevación: se utiliza como equipo 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 automatizados, 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, vibradores electromagnéticos, etc.
Edita el historial de este electroimán.
En 1822, los físicos franceses Arago y Roussac descubrieron que cuando la corriente pasa a través de un devanado que contiene bloques de hierro, los bloques de hierro del devanado pueden magnetizarse. En realidad, este fue el primer descubrimiento del principio de los electroimanes. En 1823, Sturgeon también llevó a cabo un experimento similar: enrolló 18 vueltas de alambre de cobre desnudo alrededor de una varilla de hierro en forma de U que no era una varilla magnética. Cuando el cable de cobre se conecta a las células fotovoltaicas, la bobina de cobre enrollada alrededor de la varilla de hierro en forma de U genera un campo magnético denso, convirtiendo 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 y puede atraer hierro 20 veces más pesado que él. Cuando se corta la energía, la barra de hierro en forma de U no puede absorber hierro y vuelve a convertirse en una barra de hierro normal.
La invención del electroimán por parte de Sturgeon hizo que la gente viera la brillante perspectiva de convertir la energía eléctrica en energía magnética, que pronto se extendió por el Reino Unido, Estados Unidos y algunos países costeros de Europa occidental.
En 1829, el electricista estadounidense Henry realizó algunas innovaciones en el dispositivo electroimán del esturión. Los cables aislados reemplazan a los cables de cobre desnudos, por lo que no hay necesidad de preocuparse por sufrir cortocircuitos con cables de cobre. Gracias al aislamiento, los cables se pueden enrollar muy juntos. Cuanto más densa es la bobina, más fuerte es el campo magnético, lo que mejora enormemente la capacidad de convertir energía eléctrica en energía magnética. En 1831, Henry había desarrollado un electroimán actualizado. Aunque no es grande, puede absorber 1 tonelada de hierro.
La invención del electroimán también aumentó considerablemente la potencia de los generadores.
Edite el juicio de la dirección del campo magnético del electroimán en este párrafo.
La dirección del campo magnético de un electroimán se puede determinar mediante la ley de Ampere.
La regla de Ampere es una regla que expresa la relación entre la dirección de la corriente y las líneas de inducción magnética del campo magnético excitado por la corriente. También se llama regla de la espiral derecha.
(1) Ley de Ampere en un cable recto energizado (Ley de Ampere 1): Sostenga el cable recto energizado en su mano derecha y deje que su pulgar apunte en la dirección de la corriente Luego la dirección de los cuatro. dedos es la dirección alrededor de la línea de inducción magnética.
(2) Ley de Ampere en un solenoide energizado (Ley de Ampere 2): Sostenga el solenoide energizado con la mano derecha de modo que la dirección de flexión de los cuatro dedos sea consistente con la dirección de la corriente, luego el El extremo señalado por el pulgar se energiza. El polo N del solenoide.
Naturalmente
La ley de Ampere para corrientes lineales también se aplica a un pequeño segmento de corriente lineal. La corriente del anillo puede considerarse como muchos pequeños segmentos de corriente lineal. Para cada pequeño segmento de corriente lineal, la dirección de la intensidad de la inducción magnética en el eje central de la corriente del anillo puede determinarse mediante la regla de la corriente lineal de Ampere. La dirección de la línea de inducción magnética sobre el eje central de la corriente anular se obtiene por superposición. La regla de Ampere para corrientes lineales es fundamental y la regla de Ampere para corrientes circulares se puede derivar de la regla de Ampere para corrientes lineales. La ley de Ampere para corrientes lineales también se aplica a los campos magnéticos producidos por el movimiento lineal de cargas. En este momento, la dirección de la corriente es la misma que la dirección de la carga positiva y opuesta a la dirección de la carga negativa.
Historia
Inspirado por una serie de experimentos como el actual experimento del efecto magnético de Oersted, Ampere se dio cuenta de que la esencia de los fenómenos magnéticos es la corriente eléctrica y relacionó diversas interacciones que involucran corriente eléctrica e imanes. El efecto se atribuye a la interacción entre corrientes, lo que plantea la cuestión básica de encontrar las reglas de interacción de los elementos actuales. Para superar la dificultad de la medición directa de componentes de corriente aislados, Ampere diseñó cuidadosamente cuatro experimentos de visualización cero después de un cuidadoso análisis teórico y obtuvo los resultados. Sin embargo, debido al concepto de acción electromagnética a distancia de Ampere, en el análisis teórico se impone la suposición de que la fuerza entre dos elementos actuales se produce a lo largo de la línea de conexión, y se espera que se observe la tercera ley de Newton, lo que hace que la conclusión sea errónea. La fórmula anterior es un resultado modificado, descartando la suposición incorrecta de que la fuerza está a lo largo de la línea de conexión. Debe entenderse desde la perspectiva de la acción de corto alcance, donde un elemento actual genera un campo magnético y el campo magnético ejerce una fuerza sobre el otro elemento actual.
Importancia
La ley de Ampere, que es equivalente a la ley de Coulomb, es la ley experimental básica de la interacción magnética. Determina las propiedades del campo magnético y proporciona un método para calcular la interacción de corriente. .
Fórmula de la fuerza de Ampere
La fuerza df 1D ι del elemento actual i12 sobre otro elemento actual I2dι cuya distancia es γ12 es:
μ0 I 1i2dι2×( dι1×γ12)
df12 = —— —————————
4π γ123
La dirección de dι1 y dι2 es la dirección de corriente; γ12 es el vector radial de I1dι a I2dι. La ley de Ampere se puede dividir en dos partes. Una es que el campo magnético generado por el elemento actual Idι (I1dι) en γ (I 12) es
μ0 Idι × γ
dB = —— ————
4π γ3
Esta es la ley de Bissara. En segundo lugar, la fuerza df (es decir, df12) del elemento actual id1 (es decir, I2dι2) en el campo magnético B es la siguiente:
df = Idι × B