Cara membuat elektromagnet di rumah

Solenoid – sebuah magnet tiruan di mana medan magnet timbul dan tertumpu di teras ferromagnetik sebagai akibat daripada arus arus elektrik melalui penggulungan sekitarnya, iaitu. apabila lulus semasa melalui gegelung, teras yang diletakkan di dalamnya memperoleh sifat magnet semula jadi.

Skop elektromagnet sangat luas. Ia digunakan dalam mesin dan peranti elektrik, dalam peranti automasi, dalam bidang perubatan, dalam pelbagai jenis penyelidikan saintifik. Selalunya, elektromagnet dan solenoid digunakan untuk memindahkan beberapa jenis mekanisme, dan di kilang-kilang untuk mengangkat beban.

Sebagai contoh, elektromagnet mengangkat adalah mekanisme yang sangat mudah, produktif dan ekonomikal: kakitangan penyelenggaraan tidak diperlukan untuk mengamankan dan melepaskan kargo yang diangkut. Ia cukup untuk meletakkan elektromagnet pada beban yang diangkut dan menghidupkan arus elektrik di gegelung elektromagnet dan beban akan tertarik ke elektromagnet, dan untuk membebaskannya dari beban, anda hanya perlu mematikan arus.

Reka bentuk elektromagnet mudah diulang dan pada dasarnya tidak lain hanyalah inti dan gegelung konduktor. Dalam artikel ini kita akan menjawab persoalan bagaimana membuat elektromagnet dengan tangan anda sendiri?

Bagaimana elektromagnet (teori)

Sekiranya arus elektrik mengalir melalui konduktor, medan magnet dihasilkan di sekitar konduktor ini. Oleh kerana arus hanya boleh mengalir apabila litar tertutup, konduktor harus menjadi gelung tertutup, seperti lingkaran, yang merupakan gelung tertutup yang paling mudah.

Sebelum ini, konduktor yang digulung dalam bulatan sering digunakan untuk memerhatikan tindakan semasa pada jarum magnet yang terletak di pusatnya. Dalam kes ini, anak panah berada pada jarak yang sama dari semua bahagian konduktor, menjadikannya lebih mudah untuk melihat kesan arus pada magnet.

Untuk meningkatkan kesan arus elektrik pada magnet, ia adalah mungkin untuk meningkatkan semasa. Walau bagaimanapun, jika anda mengelilingi konduktor di mana beberapa arus mengalir dua kali di sekeliling litar yang dipasangkannya, maka kesan semasa pada magnet akan berganda.

Oleh itu, tindakan ini dapat ditingkatkan berkali-kali dengan membulatkan konduktor beberapa kali yang sesuai di sekitar litar tertentu. Badan konduktif yang terhasil, yang terdiri daripada giliran individu, bilangan yang boleh sewenang-wenangnya, dipanggil gegelung.

Ingatlah fisika sekolah, iaitu, apabila arus elektrik mengalir melalui konduktor medan magnet berlaku. Sekiranya konduktor dilancarkan ke gegelung, garis induksi magnet bagi semua lilitan akan terbentuk, dan medan magnet yang dihasilkan akan menjadi lebih kuat daripada konduktor tunggal.

Medan magnet yang dihasilkan oleh arus elektrik, pada dasarnya, tidak mempunyai perbezaan yang signifikan berbanding dengan medan magnet, jika kita kembali kepada elektromagnet, maka formula untuk daya tarikannya kelihatan seperti ini:

F = 40550 ∙ B²∙ S,

di mana F adalah daya tarikan, kg (daya juga diukur dalam Newtons, 1 kg = 9.81 N, atau 1 N = 0.102 kg); B - induksi, T; S ialah luas keratan rentas elektromagnet, m2.

Maksudnya, daya tarikan elektromagnet bergantung kepada induksi magnetik, mempertimbangkan formulanya:

Di sini U0 adalah pemalar magnet (12.5 * 107 Gn / m), U adalah kebolehtelapan magnetik medium, N / L adalah bilangan lilitan per unit panjang solenoid, I adalah kekuatan semasa.

Ia mengikuti bahawa daya yang magnet menarik sesuatu bergantung kepada kekuatan arus, bilangan lilitan dan kebolehtelapan magnet bagi medium. Sekiranya tiada teras dalam gegelung, medium adalah udara.

Di bawah adalah jadual kebolehtelapan magnet relatif untuk media yang berbeza. Kita melihat bahawa dalam udara ia adalah 1, manakala dalam bahan-bahan lain ia adalah puluhan atau bahkan beratus-ratus kali lebih.

Dalam kejuruteraan elektrik, logam khas digunakan untuk teras, ia sering dipanggil elektrik atau pengubah keluli. Dalam barisan ketiga jadual yang anda lihat "Besi dengan silikon" di mana kebolehtelapan magnet relatif ialah 7 * 103 atau 7000 GN / m.

Ini adalah nilai purata bagi keluli pengubah. Ia berbeza dari kandungan silikon biasa yang sama. Dalam amalannya, kebolehtelapan magnet relatifnya bergantung pada medan yang digunakan, tetapi kita tidak akan memasuki butirannya. Apa yang memberi teras dalam gegelung? Inti keluli elektrik akan meningkatkan medan magnet gegelung sekitar 7000-7500 kali!

Apa yang anda perlu ingat untuk bermula adalah bahawa ia bergantung kepada bahan teras di dalam gegelung induksi magnetik, dan daya yang akan ditarik oleh elektromagnet bergantung kepadanya.

Amalan

Salah satu eksperimen yang paling popular yang dijalankan untuk menunjukkan kejadian medan magnet di sekeliling konduktor adalah pengalaman dengan cip logam. Konduktor ditutup dengan selembar kertas dan cip magnet dituangkan ke atasnya, maka arus elektrik disalurkan melalui konduktor, dan cip mengubah kedudukannya entah bagaimana pada lembaran. Ini hampir elektromagnet.

Tetapi untuk elektromagnet, hanya menarik cip logam tidak mencukupi. Oleh itu, adalah perlu untuk menguatkannya, berdasarkan pada yang terdahulu - anda perlu membuat luka gegelung pada teras logam. Contoh yang paling mudah akan menjadi luka tembaga terlindung di sekitar kuku atau baut.

Elektromagnet tersebut dapat menarik pin yang berbeza, scrapie dan sejenisnya.

Sebagai wayar, anda boleh menggunakan sebarang wayar dalam PVC atau penebat lain, atau wayar tembaga dalam penebat varnis seperti PEL atau PEV, yang digunakan untuk lilitan transformer, pembesar suara, motor, dan sebagainya. Anda boleh menemui sama ada baru dalam gegelung, atau mundur dari transformer yang sama.

10 Jenama elektromagnet pengilangan dengan perkataan mudah:

1. Penebat di sepanjang keseluruhan konduktor mestilah seragam dan utuh supaya tidak ada kesilapan antara giliran.

2. Penggulungan harus pergi ke satu arah seperti pada kili benang, iaitu, anda tidak boleh membengkokkan kawat 180 darjah dan pergi ke arah yang bertentangan. Ini disebabkan oleh medan magnet yang dihasilkan akan sama dengan jumlah algebra dari setiap bidang, jika anda tidak memasuki butiran, maka luka putaran ke arah yang bertentangan akan menghasilkan medan elektromagnet yang bertentangan, akibat dari medan akan dikurangkan dan sebagai akibatnya, kekuatan elektromagnet akan kurang dan jika akan ada bilangan lilitan yang sama dalam satu dan arah yang lain, magnet tidak akan menarik apa-apa, kerana bidang menindas satu sama lain.

3. Kekuatan elektromagnet juga bergantung kepada kekuatan semasa, dan ia bergantung kepada voltan yang digunakan pada gegelung dan rintangannya. Rintangan gegelung bergantung kepada panjang dawai (semakin panjangnya, semakin besarnya) dan luas keratan rentasnya (semakin besar keratan rentas, rintangan kurang) perhitungan anggaran dapat dilakukan menurut formula - R = p * L / S

4. Jika semasa terlalu tinggi, gegelung akan terbakar.

5. Dengan arus terus - semasa akan lebih besar daripada arus berselang kerana pengaruh induktansi reaktansi.

6. Apabila bekerja pada arus bolak-balik - elektromagnet akan menjalar dan gemerincing, medannya akan sentiasa berubah arah, dan daya tarikannya akan kurang (dua kali) daripada semasa bekerja secara berterusan. Pada masa yang sama, teras bagi gegelung geganti semasa diperbuat daripada logam lembaran, berkumpul bersama, manakala plat diasingkan antara satu sama lain dengan varnis atau lapisan nipis (oksida), yang dipanggil campuran - untuk mengurangkan kerugian dan arus Foucault.

7. Dengan daya tarikan yang sama, magnet elektrik semasa bergantian akan menimbang dua kali lebih banyak, dan dimensi akan meningkat dengan sewajarnya.

8. Tetapi adalah wajar untuk mempertimbangkan bahawa elektromagnet AC adalah lebih cepat daripada magnet DC.

9. Coretan elektromagnet DC

10. Kedua-dua jenis elektromagnet boleh berfungsi sama ada pada arus langsung dan bergantian, satu-satunya soalan ialah jenis kuasa yang akan dimiliki, apa kerugian dan pemanasan akan berlaku.

3 idea untuk elektromagnet daripada alat-alat yang diperbaiki dalam amalan

Seperti yang telah disebutkan, cara yang paling mudah untuk membuat elektromagnet ialah menggunakan batang logam dan dawai tembaga dengan memungut satu dan yang lain untuk kuasa yang diperlukan. Voltan bekalan peranti ini dipilih secara empirik berdasarkan kekuatan semasa dan pemanasan struktur. Untuk kemudahan, anda boleh menggunakan kancing benang plastik atau sejenisnya, dan di bawah lubang dalamannya memilih teras - bolt atau kuku.

Pilihan kedua ialah menggunakan elektromagnet yang hampir siap sedia. Fikirkan peranti pensuisan elektromagnet - geganti, permulaan magnet dan penghubung. Untuk digunakan pada arus langsung dan voltan 12V, mudah digunakan gegelung dari relay automotif. Apa yang perlu anda lakukan ialah mengeluarkan kes itu, memecahkan kenalan bergerak dan menyambung kuasa.

Untuk kerja dari 220 atau 380 volt adalah mudah untuk menggunakan gegelung permulaan magnet dan penghubungMereka luka pada mandrel dan boleh dikeluarkan dengan mudah. Pilih teras berdasarkan kawasan rentas keratan lubang di gegelung.

Jadi, anda boleh menghidupkan magnet dari soket, dan mudah untuk menyesuaikan kekuatannya jika anda menggunakan rheostat atau had semasa menggunakan rintangan yang kuat, contohnya, lingkaran nichrome.