Elektromagnesy są wykonane ze zwojów drutu, które przenoszą prąd elektryczny. Te przewody przewodzące prąd wytwarzają pola magnetyczne, które mają bieguny północny i południowy, podobnie jak zwykłe magnesy. Elektromagnesy mają wiele zastosowań i znajdują się w urządzeniach takich jak silniki elektryczne i generatory.
Znaczenie
Elektromagnesy są istotną częścią codziennego życia. Używają ich silniki i rozruszniki samochodowe. Służą do wytwarzania energii elektrycznej do zasilania budynków i urządzeń. Ich energia może zostać zamieniona na inne rodzaje, np. mechaniczną, termiczną lub dźwiękową. Elektromagnesy są szczególnie przydatne do wykonywania prac elektromechanicznych, takich jak podnoszenie, ciągnięcie, obracanie lub przytrzymywanie.
Operacja
Elektromagnesy zachowują się tak samo jak zwykłe magnesy. Mają bieguny północne i południowe i przestrzegają tych samych praw. Na przykład ich bieguny północne odpychają bieguny północne od innych magnesów, ale przyciągają bieguny południowe. W przeciwieństwie do zwykłych magnesów są one skonstruowane tak, że ich pole magnetyczne jest nietrwałe, więc zanika po wyłączeniu prądu. Są również w stanie odwrócić swoje bieguny północne i południowe, czego nie mają zwykłe magnesy.
Budowa
Podstawowymi elementami elektromagnesu są przewód i źródło zasilania. Źródłem zasilania może być AC (prąd przemienny) lub DC (prąd stały). Drut może mieć dowolny kształt. Siła pola magnetycznego zależy od takich czynników, jak natężenie prądu, liczba cewek w przewodzie oraz materiał, z którego jest wykonany. Na przykład elektromagnesy wykonane z nadprzewodników są wystarczająco silne, aby lewitować pociągi Maglev, które są używane w niektórych częściach Europy i Azji.
Specjalne typy elektromagnesów
Solenoidy to elektromagnesy w formie spirali. Czasami są wykonane z żelaza w środku, aby wzmocnić pole magnetyczne.
Toroidy to solenoidy wygięte w okrąg. Ich linie pola magnetycznego tworzą zestaw koncentrycznych okręgów.
Transformatory to dwa solenoidy z żelaznymi rdzeniami w środku, które są ze sobą sparowane. Zmieniający się prąd w pierwszej cewce wytwarza zmieniający się strumień magnetyczny w drugiej. Ten zmieniający się strumień magnetyczny z kolei generuje siłę elektromotoryczną lub emf. Transformatory działają tylko z prądem przemiennym.
Silniki elektryczne są wykonane z cewek przewodzących prąd, które obracają się w polu magnetycznym. Pętle regularnie odwracają kierunek. Służą do zamiany energii elektrycznej na energię mechaniczną. Generatory elektryczne są również wykonane z cewek przewodzących prąd, które obracają się w polu magnetycznym i są zasilane z urządzeń wytwarzających energię mechaniczną, takich jak węgiel. Ich funkcją jest zamiana energii mechanicznej na energię elektryczną.
Zastosowania
Solenoidy są używane jako zawory, przełączniki, do generowania pól magnetycznych w zamkniętych przestrzeniach oraz do prac elektromechanicznych.
Toroidy są najczęściej używane w urządzeniach do magnetycznego rezonansu jądrowego, zastosowaniach zabezpieczających oraz do badań nieniszczących.
Transformatory służą przede wszystkim do przekształcania lub przekształcania wysokich napięć AC na niższe i odwrotnie. Znajdują się w liniach energetycznych i zasilaczach.
Silniki elektryczne służą do zasilania urządzeń takich jak samochody, sprzęt AGD, narzędzia, suszarki do włosów. Generatory elektryczne generują prąd przemienny wykorzystywany do zasilania budynków i urządzeń.
