Komposisi elektromagnet, bagian, cara kerjanya dan aplikasi

A elektromagnet Ini adalah perangkat yang menghasilkan magnet dari arus listrik. Jika arus listrik berhenti, maka medan magnet juga menghilang. Pada tahun 1820 ditemukan bahwa arus listrik menghasilkan di lingkungannya medan magnet. Empat tahun kemudian elektromagnet pertama diciptakan dan dibangun.

Elektromagnet pertama terdiri dari tapal kuda besi yang dicat dengan pernis isolasi, dan di atasnya delapan belas delapan belas putaran kawat tembaga tanpa kawat isolasi listrik kewalahan.

Gambar 1. Elektromagnet. Sumber: Pixabay

Elektromagnet modern dapat memiliki berbagai cara tergantung pada penggunaan akhir yang akan diberikan kepada mereka; Dan kabel yang diisolasi dengan pernis dan bukan inti besi. Bentuk inti besi yang paling umum adalah silindris, di mana kawat tembaga terisolasi digulung.

Elektromagnet dapat dilakukan hanya dengan batang yang menghasilkan medan magnet, tetapi nukleus besi melipatgandakan intensitas medan.

Saat arus listrik melewati belitan elektromagnet, inti besi adalah magnetiza. Artinya, momen magnetik intrinsik dari material disejajarkan dan ditambahkan mengintensifkan medan magnet total.

Magnetisme demikian diketahui setidaknya dari 600 hingga.C., Saat Yunani Tales de Mileto berbicara secara rinci tentang magnet. Magnetit, mineral besi, menghasilkan magnetisme secara alami dan permanen.

[TOC]

Keuntungan elektromagnet

Keuntungan yang tidak diragukan lagi dari elektromagnet adalah bahwa medan magnet dapat ditetapkan, ditingkatkan atau dihilangkan melalui kontrol arus listrik. Saat memproduksi magnet permanen, elektromagin diperlukan. 

Sekarang, mengapa ini terjadi? Jawabannya adalah bahwa magnetisme bersifat intrinsik untuk materi maupun listrik, tetapi kedua fenomena memanifestasikan diri hanya dalam kondisi tertentu.

Namun, dapat dikatakan bahwa sumber medan magnet adalah beban listrik dalam gerakan atau arus listrik. Di dalam masalah ini, pada tingkat atom dan molekuler, arus ini yang menghasilkan medan magnet di semua arah yang membatalkan satu sama lain diproduksi. Itulah mengapa bahan biasanya tidak menunjukkan magnetisme.

Cara terbaik untuk menjelaskannya adalah dengan berpikir bahwa momen magnetik kecil (momen magnetik) yang menunjuk ke segala arah ditempatkan di dalam subjek, sehingga efek makroskopiknya dibatalkan.

Dalam bahan feromagnetik, momen magnetik dapat menyelaraskan dan membentuk daerah yang disebut Domain magnetik. Saat bidang eksternal diterapkan, domain ini disejajarkan.

Dapat melayani Anda: konduktansi: rumus, perhitungan, contoh, latihan

Saat bidang eksternal dihapus, domain ini tidak kembali ke posisi acak aslinya, tetapi tetap sebagian selaras. Dengan cara ini bahan magnet dan membentuk magnet permanen.

Komposisi dan bagian elektromagnet

Elektromagnet terdiri dari:

- Kabel yang terisolasi berliku dengan pernis.

- Inti besi (opsional).

- Sumber saat ini, yang bisa kontinu atau bergantian.

Gambar 2. Bagian dari elektromagnet. Sumber: Made sendiri.

Belitan adalah pengemudi yang melewati arus yang dihasilkan oleh medan magnet dan terdaftar dalam bentuk pegas.

Dalam belitan, belokan atau belokan biasanya sangat bersama. Itulah sebabnya sangat penting bahwa kabel yang dilakukan oleh belitannya memiliki isolator listrik, yang dicapai dengan pernis khusus. Tujuan dari pernis adalah bahwa bahkan ketika belokan dikelompokkan dan disentuh satu sama lain, mereka tetap terisolasi secara elektrik dan arus mengikuti kursus spiral mereka.

Semakin besar ketebalan yang dimiliki pengemudi yang berliku, semakin besar intensitas saat ini akan mendukung kabel, tetapi membatasi jumlah total belokan yang bisa kewalahan. Karena alasan inilah banyak kumparan elektromagnet menggunakan kabel tipis.

Medan magnet yang dihasilkan akan sebanding dengan arus yang melewati pengemudi yang berliku dan juga sebanding dengan kepadatan penembakan. Ini berarti bahwa semakin banyak belokan per unit panjang ditempatkan, semakin besar intensitas lapangan.

Semakin diperketat bumbu belitan, semakin besar jumlah yang sesuai dengan panjang tertentu, meningkatkan kepadatannya dan oleh karena itu bidang yang dihasilkan. Ini adalah alasan lain mengapa elektromagnet menggunakan kabel terisolasi dengan pernis, bukan plastik atau bahan lainnya, yang akan menambah ketebalan.

Solenoid

Dalam solenoid silinder atau elektriman seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, intensitas medan magnet akan diberikan oleh hubungan berikut:

B = μ⋅n⋅i

Di mana B adalah medan magnet (atau induksi magnetik), yang dalam satuan sistem internasional diukur dalam Tesla, μ adalah permeabilitas magnetik nukleus, N adalah kepadatan belokan atau jumlah belokan untuk setiap meter dan akhirnya arus arus I yang bersirkulasi melalui belitan yang diukur dalam amp (a).

Permeabilitas magnetik dari nukleus besi tergantung pada paduannya dan biasanya antara 200 dan 5000 kali permeabilitas udara. Dalam faktor yang sama ini bidang yang dihasilkan dikalikan sehubungan dengan elektromagnet tanpa inti besi. Permeabilitas udara kira -kira sama dengan vakum, yaitu μ₀= 1.26 × 10^-6 T*m/a.

Dapat melayani Anda: matahari

bagaimana cara kerjanya?

Untuk memahami fungsi elektromagnet, perlu untuk memahami fisika magnetisme.

Mari kita mulai dengan kabel lurus sederhana yang mengangkut I arus, arus ini menghasilkan medan m magnet di sekitar kabel.

Gambar 3. Medan magnet yang diproduksi oleh kabel lurus. Sumber: Wikimedia Commons

Garis medan magnet di sekitar kabel lurus adalah lingkaran konsentris di sekitar kabel driver. Garis -garis bidang memenuhi aturan tangan kanan, yaitu, bahwa jika ibu jari tangan kanan menunjuk ke arah arus, empat jari lainnya dari tangan kanan akan menunjukkan arah sirkulasi garis medan magnet.

Medan magnet kabel lurus

Medan magnet karena kabel lurus pada jarak r dari itu adalah:

Ini berarti bahwa setengah sentimeter dari pengemudi medan magnet adalah 40 juta Tesla, dari urutan medan magnet tanah yang sama.

Misalkan kita melipat kabel sehingga membentuk lingkaran atau spase, kemudian garis medan magnet bagian dalamnya menyatu dengan mengarahkan semua ke arah yang sama, menambah dan memperkuat diri mereka sendiri. Di dalam bagian dalam Lingkaran o Lingkaran Lapangan lebih intens daripada di luar, di mana garis bidang dipisahkan dan dilemahkan.

Gambar 4. Medan magnet diproduksi oleh kawat lingkaran. Sumber: Wikimedia Commons

Medan magnet di tengah loop

Medan magnet yang dihasilkan di tengah spase radio ke yang mengangkut saat ini I adalah:

Ini berarti bahwa di tengah diameter spiral satu sentimeter medan magnet akan menjadi 125,7 juta tesla. Nilai -nilai ini menunjukkan bahwa efek melipat driver dalam bentuk melingkar mengintensifkan medan magnet di tengah lingkaran, yang masih 0,5 cm dari pengemudi.

Efeknya berkembang biak jika kita mendapatkan kabel setiap kali sehingga memiliki dua, tiga, empat, ... dan banyak belokan. Ketika kita menggulung kabel berbentuk pegas dengan medan magnet yang sangat baik di dalam pegas itu seragam dan sangat intens, sedangkan di luar itu praktis nol.

Misalkan kita menggulung kabel dalam spiral 30 putaran dalam 1 cm panjang dan berdiameter 1 cm. Ini memberikan 3000 putaran kepadatan busa per meter.

Dapat melayani Anda: apa sifat materi? (Dengan contoh)

Medan magnet solenoid yang ideal

Dalam solenoid ideal medan magnet di dalamnya diberikan oleh:

Ini berarti bahwa medan magnet semakin meningkat hingga sekitar 377.000 juta -souls dari Tesla.

Singkatnya, perhitungan kami untuk kabel yang mengarah 1 amperium saat ini dan menghitung medan magnet dalam mikroteslas, selalu 0,5 cm ke kabel dalam konfigurasi yang berbeda:

1. Kabel lurus: 40 mikroteslas.
2. Kabel dalam lingkaran berdiameter 1 cm: 125 mikroteslas.
3. 300 putaran spiral dalam 1 cm: 3770 microteslas = 0,003770 tesla.

Tetapi jika kita menambahkan ke spiral inti besi dengan tunjangan relatif 100, maka bidang berlipat ganda 100 kali, yaitu 0,37 Tesla.

Itu juga mungkin KE:

Bahan feromagnetik memiliki karakteristik bahwa medan magnet B jenuh pada nilai maksimum tertentu. Dalam inti besi dengan permeabilitas yang lebih besar, nilai ini adalah antara 1,6 dan 2 tesla.

Dengan asumsi medan magnet saturasi 1,6 tesla, gaya per meter persegi area inti besi yang dilakukan oleh elektromagnet akan menjadi 10^6 Newton setara dengan gaya 10^5 kilogram, yaitu, 0,1 ton dengan meter persegi penampang penampang penampang persegi penampang persegi penampang persegi persegi penampang persegi persegi persegi penampang persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi persegi penampang persegi.

Ini berarti bahwa elektromagnet di medan saturasi 1,6 Tesla memberikan gaya 10 kg pada inti besi 1 cm² dari penampang.

Aplikasi Elektromagnet

Elektromagnes adalah bagian dari banyak perangkat dan perangkat. Misalnya mereka hadir di dalam:

- Motor listrik.

- Alternator dan Dynamo.

- Pembicara.

- Relay elektromekanis atau suiches.

- Nada nada listrik.

- Katup solenoid untuk kontrol aliran.

- Cakram komputer yang keras.

- Crane skala scalery.

- Pemisah logam dari limbah perkotaan.

- Rem listrik kereta api dan truk.

- Mesin gambar resonansi magnetik nuklir.

Dan lebih banyak perangkat.

Referensi

1. Garcia, f. Medan gaya. Pulih dari: www.Sc.Ehu.adalah
2. Tagueña, J. Dan Martina, dan. Magnetisme. Dari kompas hingga putaran. Diperoleh dari: Perpustakaan Adigital.Ilce.Edu.MX.
3. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14. Ed. Volume 2. 921-954.
4. Wikipedia. Elektromagnet. Pulih dari: wikipedia.com
5. Wikipedia. Elektromagnet. Pulih dari: wikipedia.com
6. Wikipedia. Magnetisasi. Pulih dari: wikipedia.com