توضح المقالة ماهية المغناطيس الكهربائي ، وعلى أي مبدأ يتم ترتيبه ، وفي أي مناطق يتم استخدام هذا النوع من المغناطيس.
المغناطيسية
ربما تكون المغناطيسية واحدة من أكثر التفاعلات الجسدية المدهشة والبسيطة. منذ أكثر من ثلاثة آلاف عام ، عرف العديد من علماء اليونان والصين القديمة الخصائص غير العادية لـ "الأحجار المغناطيسية".
في عصرنا ، لن تفاجئ أي شخص بالمغناطيس ، حتى الأقوى منها - على أساس النيوديميوم. غالبًا ما يتم بيعها كحلي أو يمكن العثور عليها داخل الأجهزة والآليات المختلفة. ومع ذلك ، قلة من الناس يعرفون مدى أهمية المغناطيسية للتقدم العلمي والتكنولوجي.
لكن في بداية القرن التاسع عشر ، تم إنشاء جهاز مثل المغناطيس الكهربائي. إذن ما هو المغناطيس الكهربائي ، وكيف يعمل وأين يتم استخدامه؟ سنتحدث عن هذا في هذا المقال
التعريف
المغناطيس الكهربائي هو جهاز خاص ينتج عن تشغيله مجالًا مغناطيسيًا عند تطبيق تيار كهربائي عليه. في أغلب الأحيان ، تتكون المغناطيسات الكهربائية من ملف أولي ولب له خصائص مغناطيسية حديدية.
اللف عادة ما يكون مصنوعًا من أسلاك نحاسية أو ألومنيوم مختلفةسمك ، مغطاة بالضرورة بالعزل. ولكن هناك أيضًا مغناطيسات كهربائية مصنوعة من مواد فائقة التوصيل. الدوائر المغناطيسية نفسها مصنوعة من الفولاذ وسبائك الحديد والنيكل أو الحديد الزهر. ومن أجل تقليل خسائر التيار الدوامة ، يتم إنشاء الدوائر المغناطيسية هيكليًا من مجموعة كاملة من الألواح الرقيقة. الآن نحن نعرف ما هو المغناطيس الكهربائي. دعونا نلقي نظرة فاحصة على تاريخ هذا الجهاز المفيد.
التاريخ
مبتكر المغناطيس الكهربائي ويليام ستورجون. كان هو الذي صنع في عام 1825 أول مغناطيس من هذا القبيل. من الناحية الهيكلية ، كان الجهاز عبارة عن قطعة أسطوانية من الحديد يلتف حولها سلك نحاسي سميك معزول. في الوقت الذي يمر فيه تيار كهربائي ، اكتسب القضيب المعدني خصائص المغناطيس. وعندما توقف التدفق الحالي ، فقد الجهاز على الفور كل المغناطيسية. هذه الجودة - التشغيل والإيقاف إذا لزم الأمر - هي التي تسمح باستخدام المغناطيسات الكهربائية في عدد من المجالات التكنولوجية والصناعية.
لقد نظرنا في مسألة ماهية المغناطيس الكهربائي. الآن دعونا نلقي نظرة على أنواعها الرئيسية. يتم تقسيمها اعتمادًا على طريقة إنشاء مجال مغناطيسي. لكن وظيفتهم تبقى كما هي
المشاهدات
المغناطيسات الكهربائية من الأنواع التالية:
- العاصمة المحايدة. في مثل هذا الجهاز ، يتم إنشاء التدفق المغناطيسي عن طريق تيار كهربائي مباشر يمر عبر الملف. هذا يعني أن القوة الجاذبة لمثل هذا المغناطيس الكهربائي تختلف باختلاف الحجم فقطالحالي وليس من اتجاهه في اللف
- العاصمة المستقطبة. يعتمد عمل المغناطيس الكهربائي من هذا النوع على وجود اثنين من التدفقات المغناطيسية المستقلة. إذا تحدثنا عن الاستقطاب ، فعادةً ما يتم إنشاء وجوده بواسطة مغناطيس دائم (في حالات نادرة ، مغناطيس كهربائي إضافي) ، وهو ضروري لخلق قوة جذابة عند إيقاف تشغيل اللف. ويعتمد عمل مثل هذا المغناطيس الكهربائي على حجم واتجاه التيار الكهربائي الذي يتحرك في اللف.
- AC. في مثل هذه الأجهزة ، يتم تشغيل ملف المغناطيس الكهربائي عن طريق التيار الكهربائي المتناوب. وفقًا لذلك ، مع دورية معينة ، يغير التدفق المغناطيسي اتجاهه وحجمه. وقوة الجذب تختلف فقط من حيث الحجم ، وهذا هو السبب في أنها "تنبض" من قيمة دنيا إلى قيمة قصوى بتردد يساوي ضعف تردد التيار الكهربائي الذي يغذيها.
لقد تعرفنا بالفعل على أنواعها. الآن ضع في اعتبارك أمثلة على استخدام المغناطيس الكهربائي.
الصناعة
ربما كان الجميع على الأقل مرة واحدة ، لكنهم رأوا مجموعة متنوعة من الأجهزة مثل مغناطيس الرفع. هذه "فطيرة" سميكة بأقطار مختلفة ، ولها قوة جذب هائلة وتستخدم لنقل البضائع والخردة المعدنية وبشكل عام أي معادن أخرى. تكمن الراحة في حقيقة أنه يكفي إيقاف تشغيل الطاقة - والحمل بالكامل يتم فكه على الفور ، والعكس صحيح. هذا يبسط إلى حد كبير عملية التحميل والتفريغ.
القوةبالمناسبة ، يتم حساب المغناطيس الكهربائي بالصيغة التالية: F=40550 ∙ B ^ 2 ∙ S. دعونا ننظر في الأمر بمزيد من التفصيل. في هذه الحالة ، F هي القوة بالكيلوغرام (يمكن قياسها أيضًا بالنيوتن) ، B هي قيمة الاستقراء ، و S هي مساحة سطح العمل للجهاز.
الطب
في وقت مبكر من نهاية القرن التاسع عشر ، تم استخدام المغناطيسات الكهربائية في الطب. أحد الأمثلة على ذلك هو جهاز خاص يمكنه إزالة الأجسام الغريبة (نشارة معدنية ، صدأ ، قشور ، إلخ) من العين.
وفي عصرنا ، تُستخدم المغناطيسات الكهربائية أيضًا على نطاق واسع في الطب ، وربما يكون أحد هذه الأجهزة التي سمع عنها الجميع هو التصوير بالرنين المغناطيسي. إنه يعمل على أساس الرنين المغناطيسي النووي ، وفي الحقيقة هو مغناطيس كهربائي ضخم وقوي.
تقنية
أيضًا ، تُستخدم مغناطيسات مماثلة في تقنيات وإلكترونيات مختلفة ، وفي المجال المنزلي ، على سبيل المثال ، كأقفال. هذه الأقفال مريحة لأنها سريعة جدًا وسهلة الاستخدام ، ولكن في نفس الوقت يكفي لإلغاء تنشيط المبنى في حالة الطوارئ - وستفتح جميعها ، وهو أمر مريح للغاية في حالة نشوب حريق.
وبالطبع ، يعتمد تشغيل جميع المرحلات على مبادئ الكهرومغناطيسية.
كما ترى ، هذا جهاز مهم جدًا وجد تطبيقًا في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا.
