Како направити електромагнет код куће

Соленоид – вештачки магнет у коме се појављује магнетно поље и концентрише се у феромагнетном језгру као резултат проласка електричне струје кроз навијање које га окружује, тј. при проласку струје кроз завојницу, језгро смештено у њу стиче својства природног магнета.

Обим електромагнета је веома опсежан. Користе се у електричним машинама и уређајима, у уређајима за аутоматизацију, у медицини, у разним врстама научних истраживања. Најчешће се електромагнети и соленоиди користе за померање неке врсте механизама, а у фабрикама за подизање терета.

На пример, електромагнет за дизање је веома повољан, продуктиван и економичан механизам: особље за одржавање није потребно да обезбеди и ослободи превезени терет. Довољно је да на транспортни терет ставите електромагнет и укључите електричну струју у завојницу електромагнета и оптерећење ће бити привучено електромагнетом, а да бисте га ослободили од оптерећења, само морате искључити струју.

Дизајн електромагнета је лако поновити и у суштини није ништа друго до језгра и завојница проводника. У овом ћемо чланку одговорити на питање како направити електромагнет властитим рукама?

Како функционише електромагнет (теорија)

Ако кроз проводник пролази електрична струја, око ње се ствара магнетно поље. Будући да струја може тећи само кад је круг затворен, проводник треба бити затворена петља, попут круга, који је најједноставнија затворена петља.

Раније је проводник намотан у кругу често коришћен за посматрање деловања струје на магнетној игли која је постављена у његовом центру. У овом случају стрелица је на једнакој удаљености од свих делова проводника, што олакшава посматрање утицаја струје на магнет.

Да би се појачао утицај електричне струје на магнет, прво је могуће повећати струју. Међутим, ако идете око водича кроз који нека струја тече два пута око круга који покрива, тада ће се ефекат струје на магнет удвостручити.

Стога се ова акција може повећати више пута заокруживањем кондуктера одговарајући број пута око одређеног круга. Настало проводљиво тело, које се састоји од појединачних завоја, чији број може бити произвољан, назива се завојницом.

Подсетимо се тока школске физике, наиме, када електрична струја тече кроз проводник настаје магнетно поље. Ако се проводник умота у завојницу, формирају се линије магнетне индукције свих завоја, а резултујуће магнетно поље ће бити јаче него за један проводник.

Магнетно поље генерисано електричном струјом у принципу нема значајне разлике у поређењу са магнетним пољем, ако се вратимо на електромагнете, тада формула његове вучне силе изгледа овако:

Ф = 40550 ∙ Б²∙ С,

где је Ф вучна сила, кг (сила се такође мери у Њутонима, 1 кг = 9,81 Н, или 1 Н = 0,102 кг); Б - индукција, Т; С је површина попречног пресека електромагнета, м2.

Односно, вучна сила електромагнета зависи од магнетне индукције, размотрите његову формулу:

Овде је У0 магнетна константа (12,5 * 107 Гн / м), У је магнетна пропустљивост медија, Н / Л је број обртаја по јединици дужине соленоида, И је тренутна снага.

Из тога слиједи да сила којом магнет привлачи нешто зависи од тренутне снаге, броја окрета и магнетне пропустљивости медијума. Ако у завојници нема језгре, медијум је ваздух.

Испод је табела релативних магнетних пропусности за различите медије. Видимо да је у ваздуху 1, док у осталим материјалима десетина или чак стотине пута више.

У електротехници се за језгре користи посебан метал, који се често назива електрични или трансформаторски челик. У трећем реду табеле видите „Гвожђе са силицијумом“ у којима је релативна магнетна пропустљивост 7 * 103 или 7000 ГН / м.

Ово је просечна вредност трансформаторског челика. Разликује се од уобичајеног управо истим садржајем силицијума. У пракси, његова релативна магнетна пропустљивост зависи од примењеног поља, али нећемо ићи у детаље. Шта даје језгро у завојници? Језгро електричног челика ће побољшати магнетно поље завојнице око 7000-7500 пута!

Све што требате да запамтите је да то зависи од материјала језгре унутар завојнице магнетна индукција, а сила којом ће електромагнет вући зависи од тога.

Вежбајте

Један од најпопуларнијих експеримената који се изводе како би се доказала појава магнетног поља око проводника је искуство са металним чиповима. Проводник је прекривен листом папира, а на њега се уливају магнетни чипови, затим кроз проводник пролази електрична струја, а чип некако мења положај на листу. Ово је скоро електромагнет.

Али за електромагнет, једноставно привлачење металних чипова није довољно. Стога је потребно ојачати га, на основу претходног - потребно је да направите завојницу на металном језгру. Најједноставнији пример би била изолована бакарна жица намотана око нокта или сворњака.

Такав електромагнет може да привуче различите игле, гребање и слично.

Као жицу можете користити било коју жицу од ПВЦ-а или другу изолацију, или бакарну жицу у изолацији лакова типа ПЕЛ или ПЕВ, која се користи за намотавање трансформатора, звучника, мотора итд. Можете га пронаћи или у завојницама или уназад од истих трансформатора.

10 нијанси производње електромагнета једноставним речима:

1. Изолација дуж цијеле дужине проводника мора бити једнолика и нетакнута тако да нема грешака међу окретима.

2. Намотавање треба да иде у једном смеру као на калему нити, односно да не можете савити жицу за 180 степени и ићи у супротном смеру. То је због чињенице да ће резултујуће магнетно поље бити једнако алгебарском збиру поља сваког завојнице, ако не улазите у детаље, тада ће намотаји намотани у супротном смеру генерисати електромагнетно поље супротног знака, јер ће се поље поља одузети и као резултат тога сила електромагнета ће бити мања и ако ће бити једнаког броја окрета у једном и другом смеру, магнет уопште неће ништа привући, јер се поља потискују једна на другу.

3. Јачина електромагнета такође ће зависити од тренутне снаге, а зависи и од напона примењеног на намотају и његовог отпора. Отпор завојнице зависи од дужине жице (што је дужа, то је већа) и њене површине попречног пресјека (већи је пресјек, мањи је отпор), може се провести приближно прорачун према формули - Р = п * Л / С

4. Ако је струја превелика, завојница ће горети.

5. Са једносмерном струјом - струја ће бити већа него са наизменичном струјом услед утицаја индуктивности реактанције.

6. Када радите на наизменичну струју - електромагнет ће зујати и звецкати, његово поље ће стално мењати смер, а његова вучна сила ће бити мања (двоструко) него при раду на константи. У исто време, језгра за намотаје са наизменичним струјама је направљена од лима, окупљајући се док су плоче међусобно изоловане лаком или танким слојем скале (оксид), тзв. мјешавине - за смањење губитака и Фоуцаултове струје.

7. Са истом вучном силом, електрични магнет са наизменичном струјом тежит ће двоструко више, а димензије ће се повећати у складу с тим.

8. Али вриједи узети у обзир да су измјенични електромагнети бржи од истосмјерних магнета.

9. Језгра једносмерних електромагнета

10. Обе врсте електромагнета могу радити и на истосмерну и наизменичну струју, само је питање какву ће снагу имати, који ће се губици и загревање догодити.

3 идеје за електромагнет из импровизованих алата у пракси

Као што је већ споменуто, најлакши начин за стварање електромагнета је коришћење металне шипке и бакарне жице тако што ћете одабрати једну и другу за потребну снагу. Напајање овог уређаја бира се емпиријски на основу тренутне снаге и загревања конструкције. Ради практичности можете да користите пластичну калем од нити или слично, и изаберете језгро - вијак или ексер - испод његове унутрашње рупе.

Друга опција је употреба готово готовог електромагнета. Размислите о електромагнетским уређајима за пребацивање - релејима, магнетним стартерима и контактима. За употребу на истосмјерној струји и напону од 12 В, прикладно је користити завојницу од аутомобилских релеја. Све што требате је да уклоните кућиште, прекините покретне контакте и прикључите напајање.

За рад од 220 или 380 волти погодно је користити завојнице магнетни стартери и контакториНамотавају се на трн и могу се лако уклонити. Изаберите језгро на основу површине попречног пресека рупе у завојници.

Тако можете да укључите магнет из утичнице, и прикладно је да подесите његову снагу ако користите реостат или ограничите струју користећи моћан отпор, на пример, ницхроме спирала.