Elektromagneter er lavet af trådspoler, der bærer elektriske strømme. Disse strømførende ledninger producerer magnetfelter, der har nord- og sydpoler ligesom almindelige magneter. Elektromagneter har mange anvendelser og findes i enheder som elektriske motorer og generatorer.
Betydning
Elektromagneter er en vigtig del af hverdagen. Motorer og bilstartere bruger dem. De bruges til at generere elektricitet til at drive bygninger og enheder. Deres energi kan omdannes til andre typer, såsom mekanisk, termisk eller lyd. Elektromagneter er især nyttige til udførelse af elektromekanisk arbejde såsom løft, træk, rotation eller fastholdelse.
Operation
Elektromagneter opfører sig på samme måde som almindelige magneter. De har nord- og sydpoler og overholder de samme love. For eksempel afviser deres nordpoler nordpoler fra andre magneter, men tiltrækker sydpoler. I modsætning til almindelige magneter er de konstrueret således, at deres magnetfelt er ubestandigt, så det falmer væk, når strømmen slukkes. De er også i stand til at vende deres nord- og sydpoler, og der mangler regelmæssige magneter.
Konstruktion
De grundlæggende komponenter i en elektromagnet er en ledning og en strømkilde. Strømkilden kan være vekselstrøm (vekselstrøm) eller jævnstrøm (jævnstrøm). Tråden kan have en hvilken som helst form. Styrken af magnetfeltet afhænger af faktorer såsom strømmen, antallet af spoler i ledningen og det materiale, den er lavet af. For eksempel er elektromagneter fremstillet af superledere kraftige nok til at svæve Maglev-togene, der bruges i dele af Europa og Asien.
Særlige typer elektromagneter
Solenoider er elektromagneter, der er i form af en helix. De er undertiden lavet med jern inde i dem for at styrke magnetfeltet.
Toroider er solenoider, der er bøjet for at danne en cirkel. Deres magnetfeltlinjer danner et sæt koncentriske cirkler.
Transformere er to solenoider med jernkerner inde i dem, der er parret sammen. En skiftende strøm i den første spole frembringer en skiftende magnetisk flux i den anden. Denne skiftende magnetiske strøm genererer igen en elektromotorisk kraft eller emf. Transformere fungerer kun med vekselstrøm.
Elektriske motorer er lavet af strømførende spoler, der roterer i et magnetfelt. Sløjferne vender regelmæssigt retning. De bruges til at konvertere elektrisk energi til mekanisk energi. Elektriske generatorer er også lavet af strømførende spoler, der roterer i et magnetfelt, og de drives af mekaniske energiproducerende enheder såsom kul. Deres funktion er at konvertere mekanisk energi til elektrisk energi.
Anvendelser
Solenoider bruges som ventiler, afbrydere, til at generere magnetfelter i lukkede rum og til elektromekanisk arbejde.
Toroider bruges oftest i magnetiske resonansanordninger, sikkerhedsapplikationer og til ikke-destruktiv test.
Transformere bruges primært til at konvertere eller omdanne høje vekselstrømsspændinger til lavere og omvendt. De findes i kraftledninger og strømforsyninger.
Elektriske motorer bruges til at drive enheder såsom biler, husholdningsapparater, værktøj og hårtørrer. Elektriske generatorer genererer vekselstrømmen, der bruges til at drive bygninger og enheder.