Elektromagneter är tillverkade av trådspolar som bär elektriska strömmar. Dessa strömförande ledningar producerar magnetfält som har nord- och sydpoler precis som vanliga magneter. Elektromagneter har många användningsområden och finns i enheter som elmotorer och generatorer.
Betydelse
Elektromagneter är en viktig del av vardagen. Motorer och bilstartare använder dem. De används för att generera el för att driva byggnader och enheter. Deras energi kan omvandlas till andra typer, såsom mekanisk, termisk eller ljud. Elektromagneter är särskilt användbara för att utföra elektromekaniskt arbete som att lyfta, dra, rotera eller hålla.
Drift
Elektromagneter beter sig på samma sätt som vanliga magneter. De har nord- och sydpoler och följer samma lagar. Till exempel stöter deras nordpoler nordpoler från andra magneter men lockar sydpoler. Till skillnad från vanliga magneter är de konstruerade så att deras magnetfält är permanent, så det bleknar bort när elen stängs av. De har också möjlighet att vända sina nord- och sydpoler, en funktion har vanliga magneter.
Konstruktion
De grundläggande komponenterna i en elektromagnet är en ledning och en strömkälla. Strömkällan kan vara växelström (växelström) eller likström (likström). Tråden kan ha vilken form som helst. Magnetfältets styrka beror på faktorer som strömmängden, antalet spolar i tråden och materialet den är tillverkad av. Till exempel är elektromagneter gjorda av superledare tillräckligt kraftfulla för att levitera Maglev-tågen som används i delar av Europa och Asien.
Särskilda typer av elektromagneter
Solenoider är elektromagneter som är i form av en helix. De tillverkas ibland med järn inuti dem för att stärka magnetfältet.
Toroider är solenoider som är böjda för att bilda en cirkel. Deras magnetfältlinjer bildar en uppsättning koncentriska cirklar.
Transformatorer är två solenoider med järnkärnor inuti dem som är parade ihop. En förändrad ström i den första spolen ger ett förändrat magnetiskt flöde i den andra. Detta förändrade magnetiska flöde genererar i sin tur en elektromotorisk kraft eller emf. Transformatorer fungerar bara med växelström.
Elmotorer är tillverkade av strömbärande spolar som roterar i ett magnetfält. Slingorna vänder regelbundet riktning. De används för att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi. Elektriska generatorer är också tillverkade av strömbärande spolar som roterar i ett magnetfält, och de drivs från mekaniska energiproducerande enheter som kol. Deras funktion är att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi.
Användningar
Magnetventiler används som ventiler, omkopplare, för att generera magnetfält i slutna utrymmen och för elektromekaniskt arbete.
Toroider används oftast i kärnmagnetiska resonansanordningar, säkerhetsapplikationer och för icke-destruktiv testning.
Transformatorer används främst för att konvertera eller omvandla höga växelspänningar till lägre och vice versa. De finns i kraftledningar och strömförsörjningar.
Elmotorer används för att driva enheter som bilar, hushållsapparater, verktyg och hårtorkar. Elgeneratorer genererar växelströmmen som används för att driva byggnader och enheter.