Vier factoren die van invloed zijn op elektromagneten

Elektromagneten zijn eenvoudige apparaten die het gedrag van natuurlijke magneten nabootsen, met één belangrijk: verschil: het vermogen om hun magnetische veldsterkte te veranderen vanwege hun elektrisch gegenereerde magnetische velden. Door een van de vier basiselementen van een elektromagneet te variëren, kunt u de veldsterkte naar behoefte instellen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De vier belangrijkste factoren die de sterkte van een elektromagneet beïnvloeden, zijn het aantal lussen, de stroomsterkte, de draaddikte en de aanwezigheid van een ijzeren kern.

Een elektromagneet is gemaakt van een draadspoel die om een ​​metalen kern is gewikkeld - meestal ijzer - en is verbonden met een batterij. Terwijl de elektrische stroom rond de lussen van de spoel beweegt, genereert deze een magnetisch veld zoals dat van een kleine staafmagneet. Het heeft een noordpool aan de ene kant van de lus en een zuidpool aan de andere. Omdat de spoel is gemaakt van één doorlopende draad, "stapelen de magnetische velden van elke lus zich op", waardoor er zoiets ontstaat als een grote staafmagneet. Een manier om de sterkte van het magnetische veld te vergroten of te verkleinen is door het aantal lussen in de spoel te veranderen. Hoe meer lussen je toevoegt, hoe sterker het veld wordt. Hoe meer lussen u verwijdert, hoe zwakker het veld wordt.

Het metaal in de spoel vergroot het veld dat hierdoor wordt gecreëerd. Het veranderen van de metalen kern voor een ander metaal zal de elektromagneet sterker of zwakker maken. IJzeren kernen zorgen voor zeer sterke velden. Stalen kernen maken zwakkere velden. Neodymium-kernen maken de sterkste velden. Als de kern gedeeltelijk uit de spoel wordt geschoven, wordt het veld verzwakt, omdat er minder metaal in zit.

Het veranderen van de hoeveelheid stroom die door de elektromagneet vloeit, zal ook het veld veranderen dat het produceert. Hoe groter de stroom in de spoel, hoe sterker het magnetische veld zal groeien. Omgekeerd verlaagt het verlagen van de batterijspanning de stroom, waardoor het veld verzwakt. Dit feit heeft echter een complicatie: wanneer u de stroom verhoogt, worden de magneetdraden heter en mogelijk braden de delicate elektrische isolatie zonder welke de magneet niet kan werken.

Hoewel metaaldraden zeer efficiënte geleiders van elektriciteit zijn, hebben ze nog steeds enige weerstand tegen de stroomstroom. Het gebruik van grotere draaddiktes op de spoel zal deze aangeboren weerstand verminderen. Hierdoor zal de stroom en dus het veld toenemen. Het gebruik van kleinere meters zal de weerstand verhogen, de stroom verminderen en het veld verzwakken. Het gebruik van verschillende soorten metaaldraad heeft ook invloed op de veldsterkte, omdat elk metaal een andere inherente stroomweerstand heeft.