U članku se opisuje šta je elektromagnet, na kom je principu raspoređen i u kojim oblastima se koristi ova vrsta magneta.
Magnetizam
Verovatno jedna od najneverovatnijih, ali najjednostavnijih fizičkih reakcija je magnetizam. Prije više od tri hiljade godina, mnogi naučnici antičke Grčke i Kine poznavali su neobična svojstva "magnetnog kamenja".
U naše vrijeme nećete nikoga iznenaditi magnetima, čak ni onim najmoćnijim - na bazi neodimija. Često se prodaju kao sitnice ili se mogu naći unutar raznih uređaja i mehanizama. Međutim, malo ljudi zna koliko je magnetizam važan za naučni i tehnološki napredak.
Ali početkom 19. stoljeća stvoren je takav uređaj kao što je elektromagnet. Dakle, šta je elektromagnet, kako radi i gdje se koristi? O tome ćemo pričati u ovom članku.
Definicija
Elektromagnet je poseban uređaj čiji rad stvara magnetno polje kada se na njega dovede električna struja. Elektromagneti se najčešće sastoje od primarnog namotaja i jezgra koje ima feromagnetna svojstva.
Namotaj se obično izrađuje od bakarne ili aluminijumske žice raznih vrstadebljine, obavezno prekrivene izolacijom. Ali postoje i elektromagneti napravljeni od supravodljivih materijala. Sama magnetna kola su napravljena od čelika, legura gvožđa i nikla ili livenog gvožđa. A kako bi se minimizirali gubici vrtložnih struja, magnetna kola su strukturalno napravljena od cijelog skupa tankih listova. Sada znamo šta je elektromagnet. Pogledajmo pobliže historiju ovog korisnog uređaja.
Historija
Tvorac elektromagneta je William Sturgeon. On je 1825. godine napravio prvi takav magnet. Strukturno, uređaj je bio cilindrični komad željeza oko kojeg je bila namotana debela izolirana bakarna žica. U trenutku kada je kroz njega prošla električna struja, metalna šipka je poprimila svojstva magneta. A kada je struja prekinuta, uređaj je odmah izgubio sav magnetizam. Upravo ta kvaliteta – uključivanje i isključivanje po potrebi – omogućava upotrebu elektromagneta u brojnim tehnološkim i industrijskim oblastima.
Razmatrali smo pitanje šta je elektromagnet. Pogledajmo sada njegove glavne vrste. Dijele se ovisno o načinu stvaranja magnetnog polja. Ali njihova funkcija ostaje ista.
Pregledi
Elektromagneti su sljedećih tipova:
- Neutral DC. U takvom uređaju, magnetni tok se stvara pomoću jednosmjerne električne struje koja prolazi kroz namotaj. To znači da privlačna sila takvog elektromagneta varira u zavisnosti samo od veličinestruje, a ne iz njenog pravca u namotaju.
- Polarized DC. Djelovanje elektromagneta ove vrste temelji se na prisutnosti dva nezavisna magnetna fluksa. Ako govorimo o polarizaciji, tada njegovu prisutnost obično stvaraju trajni magneti (u rijetkim slučajevima dodatni elektromagneti), a potrebna je za stvaranje privlačne sile kada je namotaj isključen. A djelovanje takvog elektromagneta ovisi o veličini i smjeru električne struje koja se kreće u namotu.
- AC. U takvim uređajima, zavojnica elektromagneta se napaja električnom energijom izmjenične struje. Shodno tome, s određenom periodičnošću, magnetski tok mijenja svoj smjer i veličinu. A sila privlačenja varira samo po veličini, zbog čega "pulsira" od minimalne do maksimalne vrijednosti sa frekvencijom koja je dvostruko veća od frekvencije električne struje koja je hrani.
Već smo se upoznali koje su to vrste. Sada razmotrite primjere upotrebe elektromagneta.
Industrija
Vjerovatno svi barem jednom, ali su vidjeli razne takve naprave kao što je elektromagnet za podizanje. Ovo je debela "palačinka" različitih promjera, koja ima ogromnu silu privlačenja i koristi se za nošenje tereta, starog metala i općenito bilo kojeg drugog metala. Njegova pogodnost leži u činjenici da je dovoljno isključiti napajanje - i cijelo opterećenje se odmah otkači, i obrnuto. Ovo uvelike pojednostavljuje proces utovara i istovara.
Snagaelektromagnet se, inače, izračunava po sledećoj formuli: F=40550∙B^2∙S. Razmotrimo to detaljnije. U ovom slučaju, F je sila u kilogramima (može se mjeriti i u njutnima), B je vrijednost indukcije, a S je radna površina uređaja.
Medicina
Još krajem 19. veka elektromagneti su korišćeni u medicini. Jedan takav primjer je poseban aparat koji bi mogao ukloniti strana tijela (metalne strugotine, rđu, kamenac, itd.) iz oka.
A u naše vreme, elektromagneti se takođe široko koriste u medicini, a verovatno jedan od ovih uređaja za koji su svi čuli je MRI. Radi na bazi magnetne nuklearne rezonancije, i zapravo je ogroman i moćan elektromagnet.
Tehnika
Takođe, slični magneti se koriste u raznim tehnikama i elektronici, te u domaćoj sferi, na primjer, kao brave. Takve brave su zgodne jer su vrlo brze i jednostavne za korištenje, ali je u isto vrijeme dovoljno da se zgrada u hitnom slučaju isključi - i sve će se otvoriti, što je vrlo zgodno u slučaju požara.
I, naravno, rad svih releja je zasnovan na principima elektromagnetizma.
Kao što vidite, ovo je veoma važan uređaj koji je našao primenu u raznim oblastima nauke i tehnologije.
