Elektromagneten zijn gemaakt van draadspoelen die elektrische stromen geleiden. Deze stroomvoerende draden produceren magnetische velden met noord- en zuidpolen, net als gewone magneten. Elektromagneten hebben veel toepassingen en worden aangetroffen in apparaten zoals elektrische motoren en generatoren.
Betekenis
Elektromagneten zijn een essentieel onderdeel van het dagelijks leven. Motoren en autostarters gebruiken ze. Ze worden gebruikt om elektriciteit op te wekken om gebouwen en apparaten van stroom te voorzien. Hun energie kan worden omgezet in andere soorten, zoals mechanisch, thermisch of geluid. Elektromagneten zijn vooral handig voor elektromechanische werkzaamheden zoals tillen, trekken, draaien of vasthouden.
Operatie
Elektromagneten gedragen zich hetzelfde als gewone magneten. Ze hebben noord- en zuidpolen en gehoorzamen aan dezelfde wetten. Hun noordpolen stoten bijvoorbeeld noordpolen af van andere magneten, maar trekken zuidpolen aan. In tegenstelling tot gewone magneten, zijn ze zo geconstrueerd dat hun magnetische veld vergankelijk is, zodat het vervaagt wanneer de elektriciteit wordt uitgeschakeld. Ze zijn ook in staat om hun noord- en zuidpool om te keren, een functie die reguliere magneten missen.
Bouw
De basiscomponenten van een elektromagneet zijn een draad en een stroombron. De stroombron kan AC (wisselstroom) of DC (gelijkstroom) zijn. De draad kan elke vorm hebben. De sterkte van het magnetische veld hangt af van factoren zoals de hoeveelheid stroom, het aantal spoelen in de draad en het materiaal waarvan het is gemaakt. Elektromagneten gemaakt van supergeleiders zijn bijvoorbeeld krachtig genoeg om de Maglev-treinen te laten zweven die in delen van Europa en Azië worden gebruikt.
Speciale soorten elektromagneten
Solenoïden zijn elektromagneten in de vorm van een helix. Ze zijn soms gemaakt met ijzer erin, om het magnetische veld te versterken.
Toroïden zijn elektromagneten die zijn gebogen om een cirkel te vormen. Hun magnetische veldlijnen vormen een reeks concentrische cirkels.
Transformatoren zijn twee solenoïden met ijzeren kernen erin die aan elkaar zijn gekoppeld. Een veranderende stroom in de eerste spoel produceert een veranderende magnetische flux in de tweede. Deze veranderende magnetische flux genereert op zijn beurt een elektromotorische kracht, of emf. Transformatoren werken alleen met wisselstroom.
Elektromotoren zijn gemaakt van stroomvoerende spoelen die in een magnetisch veld draaien. De lussen keren regelmatig van richting om. Ze worden gebruikt om elektrische energie om te zetten in mechanische energie. Elektrische generatoren zijn ook gemaakt van stroomvoerende spoelen die in een magnetisch veld roteren, en ze worden aangedreven door mechanische energieproducerende apparaten zoals steenkool. Hun functie is om mechanische energie om te zetten in elektrische energie.
Toepassingen
Elektromagneten worden gebruikt als kleppen, schakelaars, om magnetische velden op te wekken in besloten ruimten en voor elektromechanische werkzaamheden.
Ringkernen worden het vaakst gebruikt in apparaten voor kernspinresonantie, beveiligingstoepassingen en voor niet-destructief onderzoek.
Transformatoren worden voornamelijk gebruikt om hoge wisselspanningen om te zetten of om te zetten in lagere en vice versa. Ze zijn te vinden in hoogspanningslijnen en voedingen.
Elektromotoren worden gebruikt voor het aandrijven van apparaten zoals auto's, huishoudelijke apparaten, gereedschap en haardrogers. Elektrische generatoren wekken de wisselstroom op die wordt gebruikt om gebouwen en apparaten van stroom te voorzien.
