Elektromagneter gör samma typ av magnetfält som en permanentmagnet, men fältet existerar bara när en elektrisk ström appliceras på elektromagneten. De flesta hushållsapparater är laddade med elektromagneter i form av solenoider, liksom motorer, som klickar och surrar när apparaterna gör sitt arbete. Du kan höra dessa system fungera när en apparat går igenom sin automatiska cykel och styr komponenter som reläer och pumpar.
Hur solenoider fungerar
När en tråd bär en elektrisk ström bildas ett magnetfält runt ledningen, som en hula-ring runt midjan. Fältet vänder om när strömmen vänder. När tråden förvandlas till en spole, läggs alla svängarnas fält samman för att bilda ett stort kombinerat magnetfält. Denna laddade spole kallas en "solenoid", men vanligtvis hänvisar solenoid till en mekanisk del som har en sådan lindad tråd.
När en järnkärna är inne i trådspolen, justerar spolens magnetfält de roterande elektronerna hos järnatomerna, vilket kraftigt ökar fältets styrka. När själva kärnan är en permanentmagnet kan spolens fält antingen locka eller stöta bort det, beroende på strömriktningen i spolen.
Vanliga uppgifter som utförs av solenoider
Solenoider kan frigöra spärrar, så att fjäderbelastade mekanismer kan öppnas; till exempel när du trycker ner en brödrostspak komprimerar du en fjäder. För att automatiskt mata ut rostat bröd frigör en solenoid spärren och rostat bröd dyker upp på vårens lagrade energi. Solenoider driver vattenventiler i diskmaskiner och tvättmaskiner; du kan ofta höra ett klick ett ögonblick innan vattnet börjar eller stannar.
Magnetventiler är en komponent i reläer, som är elektriska brytare. Om du till exempel trycker på en Start-knapp på en apparat skickas en elektrisk ström till en eller flera solenoider, som kastar reläer från av ("öppen") till på ("stängd") position, till kraftsystem i apparat. Reläet är ofta fjäderbelastat för att återgå till öppet läge när strömmen till solenoiden bryts.
Hur elektriska motorer fungerar
Elmotorer tillämpar principen om en solenoid, förutom att det är spolen som rör sig, lindad runt ett snurrande ankar och omges av magneter inuti motorn. Vissa motorer, vanligtvis små likströmsmotorer i batteridrivna apparater, använder permanentmagneter. Större växelströmsmotorer för tyngre arbete använder endast elektromagneter.
Edison Tech Center beskriver flera design av elmotorer och deras fördelar för olika applikationer. Vissa ger gott om vridmoment vid uppstart, vissa snurrar vid höga hastigheter och andra svänger med exakt bestämda hastigheter, för applikationer som skivminnen.
Uppgifter för hushållsapparater utförda av elektriska motorer
Elmotorer använder elektromagneter för att driva alla hushållsapparater som har roterande delar. De tillhandahåller service från kylskåpet och matberedaren till mikrovågsugnen och avfallshanteringen. En typisk dammsugare har en motor för att skapa sug och en annan för att köra en mattborste. Eftersom elmotorer drar stora mängder ström växlas de av reläer så att de faktiska på / av-brytarna du använder inte behöver leda all kraft som krävs av motorerna.