Elektromagnete erzeugen das gleiche Magnetfeld wie ein Permanentmagnet, aber das Feld existiert nur, wenn ein elektrischer Strom an den Elektromagneten angelegt wird. Die meisten Haushaltsgeräte sind mit Elektromagneten in Form von Magnetspulen sowie Motoren bestückt, die bei ihrer Arbeit klicken und summen. Sie können hören, wie diese Systeme arbeiten, wenn ein Gerät seinen automatisierten Zyklus durchläuft und Komponenten wie Relais und Pumpen steuert.
Wie Magnetventile funktionieren
Wenn ein Draht Strom führt, bildet sich um den Draht herum ein magnetisches Feld, wie ein Hula-Hoop-Reifen um die Taille. Das Feld kehrt sich um, wenn sich der Strom umkehrt. Wenn der Draht zu einer Spule wird, addieren sich die Felder aller Windungen zu einem großen, kombinierten Magnetfeld. Diese geladene Spule wird als "Solenoid" bezeichnet, obwohl sich normalerweise Solenoid auf ein mechanisches Teil bezieht, das einen solchen gewickelten Draht hat.
Wenn sich ein Eisenkern in der Drahtspule befindet, richtet das Magnetfeld der Spule die sich drehenden Elektronen der Eisenatome aus, wodurch die Feldstärke stark erhöht wird. Wenn der Kern selbst ein Permanentmagnet ist, kann ihn das Feld der Spule je nach Stromrichtung in der Spule entweder anziehen oder abstoßen.
Häufige Aufgaben von Magnetventilen
Magnetventile können Riegel lösen, sodass sich federbelastete Mechanismen öffnen können; Wenn Sie beispielsweise einen Toasterhebel nach unten drücken, drücken Sie eine Feder zusammen. Um den Toast automatisch auszuwerfen, löst ein Solenoid die Verriegelung und der Toast springt aufgrund der gespeicherten Energie der Feder auf. Magnetventile betätigen Wasserventile in Geschirrspülern und Waschmaschinen; Sie können oft ein Klicken hören, kurz bevor das Wasser beginnt oder stoppt.
Magnetspulen sind ein Bestandteil von Relais, die elektrische Schalter sind. Wenn Sie beispielsweise eine Starttaste an einem Gerät drücken, wird elektrischer Strom an einen oder mehrere Magnetspulen gesendet. die Relais von der ausgeschalteten ("offenen") in die eingeschaltete ("geschlossene") Stellung schalten, um Systeme in der Gerät. Oft ist das Relais federbelastet, um in die offene Position zurückzukehren, wenn der Strom zum Magneten unterbrochen wird.
Wie Elektromotoren funktionieren
Elektromotoren wenden das Prinzip eines Elektromagneten an, außer dass sich die Spule bewegt, die um einen sich drehenden Anker gewickelt und von Magneten im Inneren des Motors umgeben ist. Einige Motoren, meist kleine Gleichstrommotoren in batteriebetriebenen Geräten, verwenden Permanentmagnete. Größere Wechselstrommotoren für schwerere Arbeiten verwenden ausschließlich Elektromagnete.
Das Edison Tech Center beschreibt verschiedene Elektromotorendesigns und deren Vorteile für verschiedene Anwendungen. Einige bieten viel Drehmoment beim Anfahren, einige drehen bei hohen Geschwindigkeiten und einige drehen sich mit genau bestimmten Geschwindigkeiten, für Anwendungen wie Plattenlaufwerke.
Haushaltsgeräte-Aufgaben durch Elektromotoren
Elektromotoren verwenden Elektromagnete, um jedes Haushaltsgerät mit rotierenden Teilen anzutreiben. Sie bieten Service vom Kühlschrank über die Küchenmaschine bis hin zur Mikrowelle und der Müllentsorgung. Ein typischer Staubsauger hat einen Motor, um die Saugkraft zu erzeugen, und einen anderen, um eine Teppichbürste anzutreiben. Da Elektromotoren viel Strom verbrauchen, werden sie durch Relais geschaltet, sodass die von Ihnen verwendeten Ein-/Aus-Schalter nicht die gesamte von den Motoren benötigte Leistung leiten müssen.