Как выполняют монтаж обмоток электромагнита кратко

Как выполняют монтаж обмоток электромагнита ​

Маленький ребенок замотанный в шарфик смотрит в окно. За окном зима, его друзья катаются на санках и веселятся.

Мальчик тоже хочет выйти на улицу, но ему не повезло. Он очень часто болеет и Мама не разрешает ему выходить. Он всеми силами пытается придумать себе занятие строя домик из подушек, но в конце раздражается, кидает все на пол с грохотом, а после ложиться на кровать.

За окном весна, мальчик слышит как за окном все еще веселятся дети. Он быстро бежит к маме на кухню и дергает ее за юбку. Мама с улыбкой кивает мальчику, тем самым разрешая ему выйти. Ребенок бежит одеваться хватает санки и бежит на улицу. Выйдя из дома и не увидев детей на санках он очень огорчается. Но повернув голову он видит как ребята играют в футбол на зеленой траве. У мальчика появляется улыбка на лице и он скидывая с себя теплую одежду бежит играть с друзьями.

4,7(19 оценок)

Абай Кунанбайулы родился в Чингизских междугорьях Чингизской волости, Семипалатинского уезда Западно-Сибирского генерал-губернаторства в семье крупного рода Тобыкты из казахского племени Аргын. Семья Абая принадлежала к местной знати; дед (Оскенбай) и прадед (Иргизбай) главенствовали в своём роду в качестве правителей и биев.

Первый сборник «Стихи казахского поэта Ибрагима Кунанбаева» (под ред. Какитая Искакова) — Санкт-Петербург, 1909; Казань, 1922; Ташкент, 1922.

«Абай Кунанбайұлы толық жинақ» (полное собрание стихов под ред. М. Ауэзова), Кызыл-Орда, 1933.

Кунанбаев А. Лирика и поэмы / Под ред. Соболева, предисл. М. Ауэзова, Москва, Гослитиздат, 1940.

Абай Кунанбаев. Избранное. Пер. с каз. под ред. Л. Соболева. Алма-Ата, Худ. лит., 1945.

Людвиг ван Бетховен родился в 1770 году в Бонне 16 декабря, крещён там же 17 декабря 1770 года.

После смерти деда материальное положение семьи ухудшилось. Людвигу пришлось рано бросить школу, но он выучил латынь, итальянский и французский, много читал. Уже став взрослым, композитор в одном из писем признался[11]:

«Не существует сочинения, которое было бы для меня чересчур учёно; не претендуя ни в малейшей степени на учёность в собственном смысле слова, я всё же с детства стремился понять сущность лучших и мудрейших людей каждой эпохи».

№ 3 «Героическая» (1803—1804),

№ 6 «Пасторальная» (1808),

8 симфонических увертюр, среди которых «Леонора» № 3;

5 концертов для фортепиано с оркестром;

музыка к драматическим спектаклям: «Эгмонт», «Кориолан», «Король Стефан»;

6 юношеских сонат для фортепиано;

32 сонаты для фортепиано, «32 вариации до-минор», и около 60 пьес для фортепиано;

10 сонат для скрипки и фортепиано;

концерт для скрипки с оркестром, концерт для скрипки, виолончели и фортепиано с оркестром («тройной концерт»);

5 сонат для виолончели и фортепиано;

16 струнных квартетов;

балет «Творения Прометея»;

вокальный цикл «К далёкой возлюбленной»;

песни на стихи разных поэтов и обработки народных песен.

Исполнения музыки Бетховена Править

Среди дирижёров, осуществивших записи всех симфоний Бетховена,:

Клаудио Аббадо (дважды),

Леонард Бернстайн (дважды),

Бруно Вальтер (дважды),

Джон Элиот Гардинер,

Карло Мария Джулини,

Ойген Йохум (трижды),

Герберт фон Караян (четырежды, весь симфонический цикл — дважды)

Извини,очень много,знаю. Но о таких великих людей, короче писать нельзя и не получится. Удачи))

Как выполняют монтаж обмоток электромагнита кратко

В обмотках электромагнитов, которые используются для лабораторно-практических работ, выводы (концы) изготовляют из монтажного (гибкого) провода. Монтажный провод к обмоточному присоединяют пайкой, а место пайки изолируют и закрепляют.

Как сделать простой электромагнит – пошаговая инструкция со схемами

Такое устройство удобно тем, что его работой легко управлять при помощи эл/тока – менять полюса, силу притяжения. В некоторых вопросах оно становится поистине незаменимым, а часто используется как конструктивный элемент различных самоделок. Своими руками сделать простой электромагнит несложно, тем более что практически все необходимое можно найти в каждом доме.

Что понадобится

• Любой подходящий образец из железа (оно хорошо магнитится). Это будет сердечник электромагнита.
• Проволока – медная, обязательно с изоляцией, чтобы предотвратить прямой контакт двух металлов. Для самодельного эл/магнита рекомендуемое сечение – 0,5 (но не более 1,0).
• Источник постоянного тока – батарейка, АКБ, БП.

• Соединительные провода для подключения электромагнита.
• Паяльник или изолента для фиксации контактов.

Порядок изготовления

Обмотка

Медный провод аккуратно, виток за витком, накручивается на сердечник. При такой скрупулезности КПД электромагнита будет максимально возможным. После первого «прохода» по железному образцу проволока укладывается вторым слоем, иногда и третьим. Это зависит от того, какая мощность устройства требуется. Но направление намотки должно быть неизменным, иначе произойдет «разбалансировка» магнитного поля, и электромагнит вряд ли что-то сможет притянуть к себе.

Чтобы понять смысл протекающих процессов, достаточно вспомнить уроки физики из курса средней школы – движущиеся электроны, создаваемое ими ЭМП, направление его вращения.

После окончания намотки проволока обрезается так, чтобы выводы было удобно подключить к источнику питания. Если это батарейка – то напрямую. При использовании БП, аккумулятора или иного прибора понадобятся соединительные провода.

Что учесть

С количеством слоев есть определенные сложности.

• С увеличением витков повышается реактивное сопротивление. Значит, сила тока начнет снижаться, а притяжение станет более слабым.
• С другой стороны, повышение номинала тока вызовет нагрев обмотки.

Подробно принцип действия работы электромагнита описан в следующем видео:

Подключение

• Зачистка выводов «медяшки». Проволока изначально покрыта несколькими слоями лака (в зависимости от марки), а он, как известно – изолятор.
• Спаивание медного и соединительного проводов. Хотя это и непринципиально – можно сделать скрутку, изолировав ее трубкой ПВХ или клейкой лентой.
• Фиксация вторых концов проводов на зажимах. Например, типа «крокодил». Такие съемные контакты позволят легко менять полюса электромагнита, если это понадобится в процессе его применения.

Полезные советы

• Для изготовления мощного электромагнита домашние умельцы нередко используют катушку от МП (магнитного пускателя), реле, контакторов. Они есть и на 220, и на 380 В.

Железный сердечник подобрать по ее внутреннему сечению несложно. Для удобства управления в схему нужно включить реостат (переменное сопротивление). Соответственно, такой эл/магнит подключается уже к розетке. Сила притяжения регулируется изменением R цепи.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обмотки электромагнитов У АС и У AT, как это отмечалось ранее, рассчитаны на кратковременное прохождение тока. Кратковременность командного импульса обеспечивается введением в цепь управления вспомогательных контактов SQ, связанных с валом привода выключателя и размыкающих цепь управления после включения ( SQT) или отключения ( SQC) выключателя. [1]

Обмотки электромагнита питаются постоянным током от разных источников питания: форсирующая ( пусковая) обмотка от ПО В, удерживающая — от 27 В. [3]

Обмотки электромагнита и якоря таких двигателей соединены последовательно. При включении электродвигателя в обмотках якоря и электромагнита течет сильный ток, что создает большой момент силы. Число оборотов двигателя сильно зависит от нагрузки. [4]

Обмотки электромагнита расположены на вертикальных стержнях ( сердечниках) и соединены последовательно и согласно. [5]

Обмотки электромагнитов питаются переменным током, поэтому потоки Ф и Фг также переменны. [6]

Обмотки электромагнитов включаются в электрическую цепь так же, как катушки ваттметра. Обмотка первого электромагнита имеет относительно большое число витков, включается в цепь так же, как вольтметр; обмотка второго электромагнита имеет малое число витков, включается так же, как амперметр. [7]

Обмотки электромагнитов соединены между собой последовательно так, чтобы при прохождении по ним вызывного тока переменной частоты сердечники электромагнитов получали то южную, то северную полярность. [9]

Обмотки электромагнитов ЭВ и ЭО, как это отмечалось ранее, рассчитаны на кратковременное прохождение тока. Кратковременность командного импульса обеспечивается введением в цепь управления вспомогательных контактов В, связанных с валом привода выключателя, размыкающих цепь управления после включения или отключения выключателя. Достаточно мощные вспомогательные контакты выключателя одновременно с разрывом цепи управления обеспечивают бестоковое размыкание контактов ключа управления или реле после выполнения управляющей команды, так как эти контакты не рассчитаны на разрыв тока катушек ЭВ и ЭО. [10]

Обмотки электромагнита реле 2 могут включаться ими непосредственно в силовую сеть или ( при большой силе тока) через трансформатор тока. После исчезновения тока в обмотках реле или уменьшения его до величины уставки тока трогания пружина 4 возвращает якорь и подвижные контакты в исходное положение. [11]

Обмотки электромагнитов включения и отключения рассчитаны на кратковременное прохождение токов. Поэтому длительность команд должна быть ограничена. [13]

Обмотки электромагнитов клапана питаются переменным током напряжением 127 или 220 в ( 10 %) частотой 50 ги. [14]

Как выполняют монтаж обмоток электромагнита кратко

Ответ:

Поверхность обмотки изолируют несколькими слоями бумаги, на катушке указывают количество витков в обмотке и сечение провода, которым она выполнена.

В обмотках электромагнитов, которые используются для лабораторно-практических работ, выводы (концы) изготовляют из монтажного (гибкого) провода. Монтажный провод к обмоточному присоединяют пайкой, а место пайки изолируют и закрепляют.

Электромагниты и их применение 8 класс технология конспект урока

Каждый из вас, конечно, встречался с явлением магнетизма. Почему же магнит — кусок железной руды — притягивает гвозди, булавки и другие стальные предметы? Из физики вы знаете, что это происходит потому, что в пространстве вокруг магнита имеется особое силовое поле, называемое магнитным.

Магнитное поле существует не только вокруг природных магнитов. Его можно создать и при помощи электрического тока. Так, если по проводнику пропускать электрический ток, вокруг него тоже возникает магнитное поле. Если электрический ток выключить, то магнитное поле сразу же исчезнет.

Магнитное поле, возникающее в проводе при прохождении по нему тока, очень слабое. Чтобы значительно усилить его, провод наматывают на полый каркас в виде катушки из диэлектрика и получают электромагнит. Электромагниты различных размеров и форм применяют в электродвигателях, подъёмных кранах, в телеграфном и телефонном аппаратах, для изготовления реле, автоматических устройств, электрических звонков и др.

Электромагнит на практике представляет собой катушку изолированной медной проволоки, по которой протекает электрический ток, сообщая катушке свойства магнита. Для ещё большего усиления магнитных свойств в катушку вставляется стальной сердечник (рис. 74).

Рис. 74. Электромагнит: а — катушка с сердечником, б — схематическое изображение

На рисунке 75 показано условное обозначение электромагнита на электрических схемах и схема включения электромагнита в электрическую цепь.

Рис. 75. Условное обозначение (а) и схема включения (б) электромагнита в электрическую цепь

Для изготовления катушек, или обмоток, электромагнитов применяют специальное приспособление — намоточный станок (рис. 76). Каркас 1 закрепляют на валу 3 резиновыми кольцами 2, а катушку 5, с которой сматывают провод, — на металлическом вертикальном стержне 4. Конец провода пропускают в отверстие щеки 6 каркаса и закрепляют. Наматывают провод слоями, плотно укладывая витки и одновременно направляя их рукой.

Рис. 76. Намотка провода электромагнита: 1 — каркас обмотки, 2 — резиновые кольца, 3 — вал, 4 — стержень, 5 — катушка, 6 — отверстие для закрепления провода

После того как намотано нужное количество витков, провод отрезают, конец пропускают через отверстие в щеке каркаса и закрепляют. Поверхность обмотки изолируют несколькими слоями бумаги, на катушке указывают количество витков в обмотке и сечение провода, которым она выполнена.

В обмотках электромагнитов, которые используются для лабораторно-практических работ, выводы (концы) изготовляют из монтажного (гибкого) провода. Монтажный провод к обмоточному присоединяют пайкой, а место пайки изолируют и закрепляют.

Многочисленные опыты показали, что для усиления магнитного поля электромагнита нужно либо увеличить число витков при одном и том же сердечнике, либо усилить ток в катушке, либо увеличить размер сердечника.

Электромагнит, как и постоянный магнит, имеет два магнитных полюса. Но в отличие от постоянного магнита электромагнитом можно управлять. Электромагнит притягивает к себе материалы только тогда, когда ток проходит по его обмотке. Если же ток выключен, электромагнит теряет магнитные свойства.

В электромагнитах, применяемых в различных приборах, обмотка изготовляется из изолированной медной проволоки. В зависимости от назначения она имеет различное сечение и число витков. Обмотка наматывается на каркас, который может быть изготовлен из картона, текстолита, пластмассы и других изоляционных материалов. Он удерживает обмотку и изолирует её от сердечника.

Рис. 77. Электромагнит с дугообразным сердечником и притяжным якорем

Сердечники, или магнитопроводы, электромагнита могут быть разной конструкции. Широко применяются электромагниты с протяжным (рис. 77) и втяжным сердечником — якорем (рис. 78).

Рис. 78. Электромагнит с втяжным якорем

Если к полюсам электромагнита притягивается специальная железная пластинка (якорь), — это притяжная конструкция. Она используется в технике для выполнения какого-либо действия, например для замыкания или размыкания электрических контактов. После выключения электрического тока в катушке сердечник и якорь практически полностью размагничиваются, т. е. притяжение якоря к полюсам электромагнита прекращается.

Рассмотрим применение электромагнитов на примере электромагнитного реле и электрического звонка.

Электромагнитное реле (рис. 79) — это прибор, с помощью которого управляют какими-либо другими электроприборами на расстоянии.

Рис. 79. Электромагнитное реле: а — устройство: 1,2 — контактные пластины, 3 — верхнее плечо якоря, 4 — обмотка, 5 — нижнее плечо якоря; б — условные обозначения

Под действием магнитного поля, создаваемого обмоткой катушки 4, верхнее плечо якоря 3 притягивается к сердечнику. Нижнее плечо якоря 5 отклоняет контактную пластину 2, пока она не соприкоснется с контактной пластиной 1. Соприкоснувшиеся контакты замыкают электрическую цепь, в которую включён какой-либо потребитель. При отключении тока якорь с контактной пластиной 2 отходит от сердечника, и электрические контакты 1, 2 расходятся, размыкая цепь.

В электромагнитных реле могут быть установлены контакты: замыкающие, размыкающие и переключающие. Условные обозначения обмотки и контактов реле на принципиальных электрических схемах показаны на рисунке 79, б.

Электрический звонок (рис. 80) применяют для звуковой сигнализации, в устройствах автоматического контроля, защиты в быту и на производстве.

Рис. 80. Электрический звонок: 1,2 — контакты, 3 — обмотка электромагнита, 4 — якорь с молоточком, 5 — чашечка звонка

Основной частью электрического звонка является электромагнит. При нажатии на кнопку (в устройствах защиты и контроля это контакты реле или выключателей) электрическая цепь замыкается. Ток, проходя по обмотке электромагнита 3, намагничивает сердечник, который притягивает к себе якорь с молоточком 4 и контактом 2, при этом молоточек ударяет по чашечке звонка 5, контакты 2 и 1 размыкаются, и электрическая цепь разрывается. В результате сердечник размагничивается и отпускает якорь, контакт 2 вследствие упругости снова соединяется с контактом 1, и всё повторяется сначала.

В зависимости от конструкции электрические звонки могут работать как от батарейки, так и от электрической сети.

Новые слова и понятия

Магнит, магнитное поле, электромагнит, сердечник, реле, обмотка, намоточный станок, якорь.

Проверяем свои знания

1. Что такое электромагнит?
2. Каково назначение сердечника в электромагните?
3. Как усилить магнитное поле электромагнита?
4. Какое применение имеют электромагниты в технике?
5. От чего зависит сила притяжения электромагнита?
6. Как выполняют монтаж обмоток электромагнита?
7. Назовите основные части электромагнитного реле, электрозвонка.
8. Где применяются электромагнитные реле? электрозвонки?

1. Электрический ток, протекающий через тело человека, опасен для жизни. Нельзя собирать электрические схемы, устранять возникшие неисправности и прикасаться к оголённым проводам и токопроводящим деталям при включённом источнике тока!
2. При сборке электрической цепи следите за тем, чтобы изоляция проводов была исправна, а соединения надёжно изолированы.
3. Собранную схему можно подключать к источнику тока с напряжением не более 4 В.
4. Собранную цепь подключайте к источнику питания только после проверки и с разрешения учителя.
5. По окончании работы отключите источник электропитания и разберите цепь.

Практическая работа № 32

1. Для записи результатов опытов подготовьте таблицу:

1. Изучите электрическую схему подключения катушки электромагнита к источнику питания (рис. 81).

1. Подключите катушку электромагнита через выключатель к источнику питания в соответствии со схемой на рисунке 81.
2. После проверки правильности сборки электрической схемы учителем замкните электрическую цепь.

1. Для записи результатов опытов подготовьте таблицу:

Практическая работа № 33

Инструменты и материалы: каркас катушки электромагнита; сердечник из отожжённой стали; 1 м обмоточного медного провода в эмалевой изоляции (ПЭЛ); кусок тонкого многожильного провода в полихлорвиниловой изоляции; электромонтажные инструменты; электрический паяльник; оловянный припой; флюс (канифоль); изоляционная лента; источник переменного тока с напряжением 42 В для питания электропаяльника; монтажный нож.

Задание 1. Познакомиться с разными конструкциями электромагнитов по учебнику и представленным образцам. Выявить их особенности и области применения.

1. Выберите заготовки — каркас катушки и сердечник — так, чтобы сердечник был выше катушки на 2—3 мм (каркасом катушки может служить деревянная катушка из-под ниток). Подготовьте конец обмоточного провода длиной 1 м, два куска тонкого многожильного провода в полихлор-виниловой изоляции длиной 100—120 мм.
2. В одном из бортиков каркаса катушки ручной дрелью просверлите два отверстия диаметром 0,5 мм для выводов обмотки.
3. К концу обмоточного провода припаяйте 80—100 мм тонкого многожильного провода в полихлорвиниловой изоляции. Это необходимо сделать, чтобы избежать обрывов при последующем использовании катушки электромагнита в изделиях. При этом соблюдайте технологию пайки. Выполняемые операции описаны в инструкционной карте № 2.
4. Намотайте на каркас катушки вручную несколько витков, чтобы 60—80 мм изолированного мягкого провода было выведено наружу.
5. Намотайте на каркас катушки 150—160 витков обмоточного провода диаметром 0,3—0,35 мм — вручную или с использованием моталки (инструкционная карта № 7). При намотке вручную равномерно перемещайте провод вдоль каркаса катушки, стараясь плотно укладывать виток к витку в несколько рядов.

Инструкционная карта № 7.
Намотка катушки

1 При намотке катушки любым способом следите, чтобы не было резких изгибов и скручивания обмоточного провода, так как при этом нарушается его изоляция.

На этом уроке мы узнаем, что электромагнит представляет собой катушку изолированной медной проволоки, по которой протекает электрический ток, сообщающий катушке свойства магнита. Вспомним, как обозначается электромагнит в электрической цепи. Узнаем, как изготавливают или обматывают катушку на намоточном станке. Выясним также, что для усиления магнитного поля электромагнита необходимо либо увеличить число витков при одном и том же сердечнике, либо усилить ток в катушке, либо увеличить размер сердечника. Узнаем, что в отличие от постоянного магнита, электромагнитом можно управлять. Если выключить ток, то электромагнит потеряет свои свойства. Поговорим о видах конструкции сердечника электромагнита: c притяжным или втяжным якорем. Рассмотрим принцип работы электромагнитного реле и электрического звонка.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Электромагниты и их применение»

Я думаю, что любой из вас не единожды сталкивался с явлением магнетизма. На вопрос, почему кусок железной руды притягивает гвозди, булавки и так далее, ответ даётся в физике. Это происходит потому, что в пространстве вокруг магнита имеется особое силовое поле, которое называют магнитным.

Но это поле существует не только вокруг природных магнитов. Его можно создать и при помощи электрического тока. Например, если по проводнику пропускать электрический ток, то вокруг него тоже возникает магнитное поле. Если электрический ток выключить, то магнитное поле сразу же исчезнет.

Но при прохождении тока по проводу возникает очень слабое магнитное поле.

Чтобы его усилить, провод надо намотать на полый каркас в виде катушки из диэлектрика. Таким образом получают электромагнит.

Такие магниты широко используются в электродвигателях, подъёмных кранах, для изготовления реле, автоматических устройств, электрических звонков и так далее.

Как же выглядит электромагнит? Он представляет собой катушку медной изолированной проволоки. По ней, сообщая свойства магнита, протекает электрический ток. Чтобы ещё больше усилить магнитные свойства катушки, в неё вставляют стальной сердечник.

На электрических схемах электромагнит обозначают так:

Схема включения электромагнита в электрическую цепь выглядит так:

Для изготовления катушек или обмоток используют специальное приспособление, которое называется намоточный станок.

Он состоит из каркаса, который закрепляют на валу с помощью резиновых колец. Катушку с которой будет сматываться провод устанавливают на вертикальном стержне. Затем конец провода пропускают в отверстие щеки каркаса и закрепляют. Наматывать провод нужно слоями, плотно укладывая витки и одновременно направляя их рукой.

После того как будет намотано нужное количество витков, провод нужно отрезать. Его конец пропустить через отверстие в щеке каркаса и закрепить. Поверхность обмотки следует изолировать несколькими слоями бумаги. На катушке указывают количество витков в обмотке и сечение провода, которым она выполнена.

В электромагнитах, которые предназначены для использования в лабораторно-практических работах, выводы или концы обмотки делают из гибкого, так называемого монтажного провода. К обмоточному его присоединяют пайкой. Место пайки изолируют и закрепляют.

Существует три способа усиления магнитного поля электромагнита: увеличить число витков при одном и том же сердечнике, усилить ток в катушке, увеличить размер сердечника.

Как и у постоянного магнита, у электромагнита есть два магнитных полюса. Но, если полюсами обычного полюса управлять нельзя, то у электромагнита – можно. Если ток проходит по обмотке, то электромагнит будет притягивать. Если же ток выключен, то все магнитные свойства теряются.

Чаще всего обмотка электромагнита изготавливают из медной проволоки. В зависимости от назначения обмотка может иметь различное количество витков и сечение провода тоже может быть любым.

Каркас может быть из картона, текстолита, пластмассы и других изоляционных материалов. Роль каркаса – удерживать обмотку и изолировать её от сердечника.

Другое название сердечника – это магнитопровод. Они могут быть притяжными или втяжными.

После выключения тока сердечник и якорь практически полностью размагничиваются, то есть притяжение якоря к полюсам электромагнита прекращается.

Электромагниты с втяжным якорем или тяговые электромагниты часто используют в качестве привода в электротехнике.

Теперь давайте узнаем о том, как применяются электромагниты на примере электромагнитного реле и электрического звонка.

Начнём с определения.

Электромагнитное реле – это прибор, с помощью которого можно управлять какими-либо электроприборами на расстоянии.

Давайте посмотрим на принцип работы этого реле.

Под действием магнитного поля, которое создаёт обмотка катушки, верхнее плечо якоря притягивается к сердечнику. Нижнее плечо якоря отклоняет контактную пластину до тех пор, пока она не соприкоснётся с контактной пластиной. Соприкоснувшись, контакты замыкают электрическую цепь, в которую включён какой-либо потребитель. При отключении тока якорь с контактной пластиной отходит от сердечника, электрические контакты расходятся и цепь размыкается.

Существует несколько видов контактов, которые могут быть установлены в электромагнитных реле. Замыкающие, размыкающие и переключающие.

Следующий прибор, принцип действия которого мы рассмотрим – это электрический звонок.

Применяют его для звуковой сигнализации, в устройствах автоматического контроля, защиты в быту и на производстве.

Электромагнит является основной частью электрического звонка. При нажатии на кнопку электрическая цепь замыкается. Ток проходит по обмотке электромагнита и намагничивает сердечник, который, в свою очередь, притягивает к себе якорь с молоточком и контактом. При этом молоточек ударяет по чашечке звонка, контакты размыкаются, и электрическая цепь разрывается.

В результате этого сердечник размагничивается и отпускает якорь. Контакты соединяются и все повторяется сначала.

В зависимости от конструкции электрические звонки могут работать на батарейках или от электрической сети.

Подведём итоги урока.

Сегодня на уроке мы узнали, что электромагнит представляет собой катушку изолированной медной проволоки, по которой протекает электрический ток, который и сообщает катушке свойства магнита. Вспомнили, как обозначается электромагнит в электрической цепи. Узнали, что изготавливают или обматывают катушку на намоточном станке. Разобрали, что для того чтобы усилить магнитное поле электромагнита надо: либо увеличить число витков при одном и том же сердечнике, либо усилить ток в катушке, либо увеличить размер сердечника. Узнали, что в отличие от постоянного магнита, электромагнитом можно управлять. Если выключить ток, то он потеряет свои магнитные свойства. Поговорили о видах конструкции сердечника электромагнита: c притяжным или втяжным якорем. Рассмотрели принцип работы электромагнитного реле и электрического звонка.

• Для учеников 1-11 классов и дошкольников
• Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Первомайская средняя школа

Урок технологии в 8 классе по теме

Автор: Цысарь Анатолий Викторович,

учитель технологии I квалификационной категории

МБОУ Первомайская СОШ х. Малотокмацкого Миллеровского района Ростовской области

Рекомендации учителю по проведению урока.

Урок разработан для спаренных 8 классов (мальчики+девочки) сельской школы в соответствии с программой В.Д. Симоненко. Трудности в совместном обучении мальчиков и девочек этот урок полностью нивелирует. Оборудование урока(раздаточный материал) доступно в любой школе, с любой материально-технической базой учебной мастерской. Урок будет довольно прост в преподавании как учителю-мужчине, так и учителю-женщине(что не редкость в сельской школе).

Перед началом урока. Детей нужно нацелить на предстоящую практическую работу. чтобы облегчить довольно скучный ( по мнению детей) практический материал

Для корректного воспроизведения презентации необходимо предустановленное на компьютере ПО: Microsoft Office 2010 или более современное.

По сборке модели электромагнита: проволоку, желательно использовать медную небольшого диаметра. На всех моделях одинаковую. Мотки укладывать равномерно, плотнее друг к другу. Каждый слой проволоки обматывать бумажным скотчем в 1-2 оборота. Исходя из времени урока, можно уложить минимум 3-4 витка длиной 5-6 см постепенно уменьшая количество витков. Последний слой нужно заизолировть (желательно использовать цветную изоляционную ленту, чтобы каждая группа имела свой цвет). Концы проволоки зачистить и подсоединить к батарейке( контакт должен быть плотным). Рабочая модель должна притягивать скрепки в противном случае – модель считается недействующей. У учителя должна находиться собранная и действующая модель для демонстрации. Работа считается выполненной, если модель работает и эстетически оформлена и завешена( критерии на усмотрение учителя). В случае сложности крепления проволоки к батарее. необходимо иметь плоскогубцы или другой инструмент.

Перед проведением урока учителю обязательно самому сделать собственными руками действующую модель электромагнита.

Урок по физике предназначен для 8 класса по учебнику О.Ф.Кабардина Физика 8, изд.Просвещение.

Белогорского района Республики Крым

План – конспект урока по физике в 8 классе

Тейфекова Зарема Курбаналиевна

тема: Электромагниты и их применение

Цель урока: узнать, что такое электромагнит, из чего он состоит, каков принцип его действия, исследовать свойства электромагнита, где он применяется

Планируемые результаты:

Предметные: изучить способы усиления и ослабления магнитного поля катушки с током; научить определять магнитные полюса катушки с током; рассмотреть принцип действия электромаг­нита и области его применения; научить собирать электромагнит из готовых деталей и опытным путём проверять, от чего зависит его магнитное действие;

Метапредметные: развивать умение обобщать знания, применять
знания в конкретных ситуациях; развивать навыки работы с прибора­
ми; развивать познавательный интерес к учебному предмету;

Личностные: развитие самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений, воспитание усидчивости, трудолюбия, аккуратности при выполнении практической работы; развитие теоретического мышления на основе формирования умений устанавливать факты, различать причины и следствия, строить модели и выдвигать гипотезы, отыскивать и формулировать доказательства этих гипотез, выводить из экспериментальных фактов и теоретических моделей физические законы

Тип урока: комбинированный

Оборудование для лабораторной работы: электромагнит разборный с деталями (предназначен для проведения фронтальных лабораторных работ по электричеству и магнетизму), источник то­ка, реостат, ключ, соединительные провода, компас.

Демонстрации:

1) действие проводника, по которому протекает постоянный

ток, на магнитную стрелку;

2) действие соленоида (катушка без сердечника), по которо­му протекает постоянный ток, на магнитную стрелку;

действие соленоида (катушка с сердечником), по которому
протекает постоянный ток, на магнитную стрелку;

притяжение железных опилок гвоздем, на который на­
мотан провод, подключенный к источнику постоянного
тока.

Организационный момент. (2 мин)

Учитель приветствует, проверяет готовность к уроку.

Для эмоционального настроя используется музыка.

Итак, давайте сегодня на уроке будем активными, внимательными, энергичными

II . Актуализация опорных знаний (6 мин). (работа в парах)

1. Если электрический заряд неподвижен, то вокруг него существует.

а) магнитное поле,

б) электрическое поле,

в) электрическое и магнитное поле.

2. Если электрический заряд неподвижен, то вокруг него существует.

а) магнитное поле,

б) электрическое поле,

в) электрическое и магнитное поле.

3. Какое явление наблюдается в опыте Эрстеда?

а) взаимодействие проводников с током;

б) взаимодействие двух магнитных стрелок;

в) поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током.

4. Почему магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током?

а) на нее действует магнитное поле;

б) на нее действует электрическое поле;

в) на нее действует сила притяжения;

5. Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока?

а) располагаются вдоль проводника с током;

б) образуют замкнутые кривые вокруг проводника с током;

в) располагаются беспорядочно.

6. Магнитные линии – это…

а) линии, по которым движутся железные опилки

б) линии, которые показывают действие магнитного поля на магнитные стрелочки

в) линии, вдоль которых устанавливаются в магнитном поле оси магнитных стрелочек

7. Какой из вариантов соответствует схеме расположения магнитных линий вокруг катушки с током?

Учащиеся обмениваются тетрадями, проверяют и оценивают друг друга

1б 2в 3в 4а 5б 6в 7б

Вы можете повысить свою оценку, если будете активно работать в течение урока.

Изучение нового материала (25 мин).

Каждый из вас сотни тысяч раз слышал школьный звонок, но задумывался ли хоть один из вас, каков принцип его действия?

У меня есть модель звонка (демонстрирую). Кто сможет объяснить принцип его действия?

Затрудняетесь?! Итак, ваших знаний оказалось недостаточно для того, чтобы объяснить принцип действия электрозвонка. Основной частью электрического звонка является электромагнит. С ним сегодня мы и познакомимся.

Подумайте! Какова, по-вашему, цель урока? (Узнать, что такое электромагнит, из чего он состоит, каков принцип его действия, исследовать свойства электромагнита, где он применяется)

Электромагнит (слайд 3)

Андре Мари Ампер, проводя опыты с катушкой (соленоидом), показал эквивалентность ее магнитного поля полю постоянного магнита Соленоид (от греч. solen — трубка и eidos — вид) — прово­лочная спираль, по которой пропускают электрический ток для соз­дания магнитного поля.

Исследования магнитного поля кругового тока привели Ам­пера к мысли, что постоянный магнетизм объясняется существова­нием элементарных круговых токов, обтекающих частицы, из кото­рых состоят магниты.

Магнетизм — одно из проявлений электричества. Как создать магнитное поле внутри катушки? Можно ли изменять это поле?

Катушка состоит из большого числа витков про­вода, намотанного на деревянный каркас. Когда в катушке есть ток, железные опилки притягиваются к ее концам, при отключении тока они отпадают.(слайд 4)

Включим в цепь, содержащую катушку, реостат и при помо­щи него будем изменять силу тока в катушке. При увеличении силы тока действие магнитного поля катушки с током усиливается, при уменьшении — ослабевает.(слайд 5)

Магнитное действие катушки с током можно значительно усилить, не меняя число ее витков и силу тока в ней. Для этого надо ввести внутрь катушки железный стержень (сердечник). Железо, |веденное внутрь катушки, усиливает ее магнитное действие.(слайд 6)

Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом. Электромагнит — одна из основных деталей многих технических приборов.

Демонстрации, выполняемые учителем:

действие проводника, по которому протекает постоянный
ток, на магнитную стрелку;

действие соленоида (катушка без сердечника), по которо­му протекает постоянный ток, на магнитную стрелку;

действие соленоида (катушка с сердечником), по которому
протекает постоянный ток, на магнитную стрелку;

притяжение железных опилок гвоздем, на который намо­тан провод, подключенный к источнику постоянного тока.

По окончании опытов учениками делаются выводы:

если по катушке проходит электрический ток, то катушка
становится магнитом;

магнитное действие катушки можно усилить или ослабить:
изменяя число витков катушки;

изменяя силу тока, проходящую по катушке;

вводя внутрь катушки железный или стальной сердечник.

Обмотки электромагнитов изготавливают из изолированного алюминиевого или медного провода, хотя есть и сверхпроводящие электромагниты. Магнитопровода изготавливают из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов.

Электромагнит — устройство, магнитное поле которого созда­ётся только при протекании электрического тока.(слайд 7)

Подумай и ответь (слайд 8)

Можно ли намотанную на гвоздь проволоку назвать элек­тромагнитом? (Да.)

От чего зависят магнитные свойства электромагнита? (От
силы тока, от количества витков, от магнитных свойств сердечника, от формы и размеров катушки.)

По электромагниту пустили ток, а затем уменьшили его в
два раза. Как изменились магнитные свойства электромаг­нита? (Уменьшились в 2 раза.)

А теперь попробуем еще раз объяснить устройство электрического звонка (слайд 20). Для начала посмотрим видеофрагмент Электромагнит, реле и звонок

Демонстрация: Электромагнитное реле, электрический звонок, электродвигатель, трансформатор.

Практическая часть (10 мин).

Выполнение учениками самостоятельно практической работы по группам (инструкции выдаются на парту вместе с приборами). (слайд 21)

Закрепление (2 мин).

Что называют электромагнитом? (Катушку с железным сердечником)

Какими способами можно усилить магнитное действие ка­тушки с

током? (магнитное действие катушки можно усилить:
изменяя число витков катушки, изменяя силу тока, проходящую по катушке, вводя внутрь катушки железный или стальной сердечник.)

В каком направлении устанавливается катушка с током,
подвешенная на длинных тонких проводниках? Какое сходство
имеется у нее с магнитной стрелкой?

Для каких целей используют на заводах электромагниты?

Ответьте на предложенные вопросы:

1. Сегодня на уроке я узнал (а) .

2. Сегодня на уроке я открыл (а) для себя.

3. Сегодня на уроке я научился (лась).

4. Сегодня на уроке меня удивило.

5. Сегодня на уроке я понял (а), что . пригодится мне в дальнейшей жизни.

Подведение итогов и выставление оценок с комментариями.

VI . Домашнее задание.

Электромагнит, продемонстрированный Стёрженом 23 мая 1825 г., выглядел как согнутый в подкову, лакированный, железный стержень длиной 30 и диаметром 1,3 см, покрытый сверху одним слоем изолированной медной проволоки. Электромагнит удерживал на весу 3600 г и значительно превосходил по силе природные маг­ниты такой же массы.

Джоуль, экспериментируя с самым первым магнитом Стёрджена, сумел довести его подъемную силу до 20 кг. Это было в том же 1825 г.

Джозеф Генри (1797-1878) — американский физик, усовершен­ствовал электромагнит.

В 1827 г. Дж. Генри стал изолировать уже не сердечник, а са­му проволоку. Только тогда появилась возможность наматывать витки в несколько слоев. Дж. Генри исследовал различные методы намотки провода для получения электромагнита. Создал магнит в 29 кг, удерживающий гигантский по тем временам вес — 936 кг. (слайд 9, 10, 11)

Дугообразный электромагнит удерживает якорь (железную пластинку) с подвешенным грузом. Прямоугольные электромагни­ты предназначены для захвата и удержания при транспортировании листов, рельсов и других длинномерных грузов.

На одном американском заводе электромагнит поднимал же­лезные болванки.

Внезапно на электростанции Ниагарского водопада, подаю­щей ток, что-то случилось, ток в обмотке электромагнита пропал; масса металла сорвалась с электромагнита и всей своей тяжестью обрушилась на голову рабочего.

Чтобы избежать повторения подобных несчастных случаев, а также с целью сэкономить потребление электрической энергии, при электромагнитах стали устраивать особые приспособления: после того как переносимые предметы подняты магнитом, сбоку опускаются и плотно закрываются прочные стальные подхватки, которые затем сами поддерживают груз, ток же во время транспортировки прерывается.

Электромагнитные траверсы используются для перемещения длинномерных грузов.

В морских портах для перегрузки металлолома используются, наверное, самые мощные круглые грузоподъемные электромагниты. Их масса достигает 10 тонн, грузоподъемность — до 64 тонн, а от­рывное усилие — до 128 тонн. (слайд 12-18)

Самый тяжёлый в мире магнит имеет диаметр 60 м и весит 36 тыс. т. Он был сделан для синхрофазотрона мощностью 10 ТэВ, установленного в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, Московская область. (слайд 19)

Соленоид (от греч. solen — трубка и eidos — вид) – проволочная спираль, по которой пропускают электрический ток для создания магнитного поля . Андре Мари Ампер, проводя опыты с катушкой (соленоидом), показал эквивалентность ее магнитного поля полю постоянного магнита. Исследования магнитного поля кругового тока привели Ампера к мысли, что постоянный магнетизм объясняется существованием элементарных круговых токов, обтекающих частицы, из которых состоят магниты. Магнетизм – одно из проявлений электричества. Электромагнит

Это катушка, состоящая из большого числа витков провода, намотанного на деревянный каркас. Когда в катушке есть ток, железные опилки притягиваются к ее концам, при отключении тока они падают. Электромагнит

Включим в цепь, содержащую катушку, реостат и при помощи него будем изменять силу тока в катушке. При увеличении силы тока действие магнитного поля катушки с током усиливается, при уменьшении — ослабляется. Электромагнит

Магнитное действие катушки с током можно значительно усилить, не меняя число ее витков и силу тока в ней. Для этого надо ввести внутрь катушки железный стержень (сердечник). Железо, введенное внутрь катушки, усиливает магнитное действие катушки. Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом. Электромагнит — одна из основных деталей многих технических приборов . Электромагнит

Магнитопровода изготовляют из магнитно-мягких материалов – обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Электромагнит — устройство, магнитное поле которого создаётся только при протекании электрического тока. Электромагнит Обмотки электромагнитов изготовляют из изолированного алюминиевого или медного провода, хотя есть и сверхпроводящие электромагниты.

Электромагнит Можно ли намотанную на гвоздь проволоку назвать электромагнитом? (Да.) 2. От чего зависят магнитные свойства электромагнита? (От силы тока, от количества витков, от магнитных свойств сердечника, от формы и размеров катушки.) 3. По электромагниту пустили ток, а затем уменьшили его в два раза. Как изменились магнитные свойства электромагнита? (Уменьшились в 2 раза.) Подумай и ответь

Вильям Стержен (1783-1850), английский инженер-электрик, создал первый подковообразный электромагнит, способный удерживать груз больше собственного веса (200-граммовый электромагнит был способен удерживать 4 кг железа). Первые электромагниты В.Стержена Это интересно…

Электромагнит удерживал на весу 3600 г и значительно превосходил по силе природные магниты такой же массы. Джоуль, экспериментируя с самым первым магнитом Стерджена, сумел довести его подъемную силу до 20 кг. Это было в том же 1825 г. Это интересно… Первый электромагнит, продемонстрированный Стердженом 23 мая 1825 г., выглядел как согнутый в подкову лакированный железный стержень длиной 30 см и диаметром 1,3 см, покрытый сверху одним слоем изолированной медной проволоки. Это интересно…

Джозеф Генри (1797-1878) – американский физик. Написал работы по электричеству и магнетизму. Усовершенствовал электромагнит. В 1827 г. Дж. Генри стал изолировать уже не сердечник, а саму проволоку. Только тогда появилась возможность наматывать витки в несколько слоев. Дж. Генри исследовал различные методы намотки провода для получения электромагнита. Создал 29-килограммовый магнит, удерживающий гигантский по тем временам вес – 936 кг. Это интересно…

Дугообразный электромагнит, удерживающий якорь (железную пластинку) с подвешенным грузом. Электромагниты Электромагнит разборный демонстрационный ЭМРД.

Прямоугольные электромагниты Прямоугольные электромагниты предназначены для захвата и удержания при транспортировании листов, рельсов и других длинномерных грузов.

Электромагнитные траверсы используются для перемещения длинномерных грузов. Электромагнитные траверсы

Применение электромагнитов Электромагниты однофазные переменного тока предназначены для дистанционного управления исполнительными механизмами различного промышленного и бытового назначения . Электромагниты широко применяют в технике благодаря их замечательным свойствам. Они быстро размагничиваются при выключении тока, их можно изготавливать (в зависимости от назначения) самых различных размеров, во время работы электромагнита можно регулировать его магнитное действие, меняя силу тока в катушке.

Применение электромагнитов Электромагниты, обладающие большой подъемной силой, используют на заводах для переноски изделий из стали или чугуна, а также стальных и чугунных стружек, слитков.

Применяются электромагниты в телеграфном, телефонном аппарате, в электрическом звонке, электродвигателе, трансформаторе, электромагнитном реле и во многих других устройствах. Применение электромагнитов

Тормозные электромагниты В составе различных механизмов электромагниты используются в качестве привода для осуществления необходимого поступательного перемещения (поворота) рабочих органов машин или для создания удерживающей силы. Это электромагниты грузоподъёмных машин, электромагниты муфт сцепления и тормозов, электромагниты, применяемые в различных пускателях, контакторах, выключателях, электроизмерительных приборах и так далее. Применение электромагнитов

Генеральный директор компании Walker Magnetics, г-н Брайан Твейтс с гордостью представляет самый большой в мире подвесной электромагнит. Это интересно… Его вес (88 т) примерно на 22 т превышает вес действующего победителя Книги рекордов Гиннеса из США. Его грузоподъемность составляет приблизительно 270 тонн.

Что называют электромагнитом? Какими способами можно усилить магнитное действие катушки с током? В каком направлении устанавливается катушка с током, подвешенная на длинных тонких проводниках? Какое сходство имеется у нее с магнитной стрелкой? Для каких целей используют на заводах электромагниты? Закрепление

Спасибо за работу и внимание!

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

магнитные поля катушки с током. Электромагниты. Практическая работа: «Сборка электромагнита и испытание его в действии

магнитные поля катушки с током. Электромагниты. Практическая работа: «Сборка электромагнита и испытание его в действии.

урок-исследование:»Постоянные магниты.Электромагниты.Применение магнитов»

Урок- исследование по теме » Постоянные магниты. Электромагниты. Применение магнитов»проводится в 8классе. Учащихся знакомятся с работой электромагнита, с областями применения электромагнитов, с.

Конспект открытого интегрированного урока по физике в 9-м классе: «Применение электромагнита. Телефонная связь»

Цели урока: рассмотреть применение электромагнита на примере телефона; научить учащихся пользоваться дополнительной литературой; развивать интерес к предмету; навыкам культурного поведения.Ход урока.У.

Электромагниты и их применение

Презентация к уроку.

урок «Электромагниты и их применение»

Цель урока: закрепить знания о магнитном поле электромагнитов на уровне применения в конкретной и нестандартной ситуациях;Задачи: — Актуализировать знания об устройстве и принципе действияэлектромагни.

Как выполняют монтаж обмоток электромагнита кратко

Answers & Comments

Ответ:

Поверхность обмотки изолируют несколькими слоями бумаги, на катушке указывают количество витков в обмотке и сечение провода, которым она выполнена.

В обмотках электромагнитов, которые используются для лабораторно-практических работ, выводы (концы) изготовляют из монтажного (гибкого) провода. Монтажный провод к обмоточному присоединяют пайкой, а место пайки изолируют и закрепляют.

Похожие публикации:

1. Current на блоке питания что это
2. Sup041eu saeco как разобрать
3. В чем отличие отделителя от разъединителя
4. Докажите что образование тени является следствием прямолинейного распространения света

ЭЛЕКТРОМАГНИТ: СОСТАВ, ЧАСТИ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ

Где B – магнитное поле (или магнитная индукция), которое в единицах Международной системы измеряется в теслах, μ – магнитная проницаемость сердечника, n – плотность катушки или количество витков на метр и, наконец, ток I., который циркулирует по обмотке, измеряется в амперах (A).

электромагнит: конструкция, части, принцип действия и применение

А электромагнит Это устройство, которое генерирует магнетизм из электрического тока. Если электрический ток прекращается, магнитное поле также исчезает. В 1820 году было обнаружено, что электрический ток создает магнитное поле в окружающей среде. Четыре года спустя был изобретен и построен первый электромагнит.

Первый электромагнит представлял собой железную подкову, покрытую изоляционным лаком, на которую было намотано восемнадцать витков медной проволоки без электрической изоляции.

Современные электромагниты могут иметь различную форму в зависимости от конечного применения, для которого они должны использоваться; и покрытие наносится именно на кабель, а не на железный сердечник. Наиболее распространенной формой железного сердечника является цилиндрический сердечник, на который наматывается изолированный медный провод.

Можно сделать электромагнит с одной лишь обмоткой, создающей магнитное поле, но железный сердечник многократно увеличивает напряженность поля.

Когда электрический ток проходит через катушку электромагнита, железный сердечник намагничивается. Это означает, что собственные магнитные моменты материала выравниваются и суммируются, усиливая общее магнитное поле.

Магнетизм как таковой известен по крайней мере с 600 года до н.э., когда грек Фалес из Милета подробно описал магнетизм. Магнетит, минерал железа, естественным и постоянным образом создает магнетизм.

Как упоминалось выше, самый простой способ сделать электромагнит – это использовать металлический стержень и медную проволоку, подобрав их в соответствии с требуемой мощностью. Напряжение питания для этого устройства подбирается экспериментально в зависимости от силы тока и нагрева конструкции. Для удобства можно использовать пластиковую катушку ниток или аналогичную, а под ее внутреннее отверстие подвести стержень – шуруп или гвоздь.

Как сделать электромагнит в домашних условиях

Каждый отдельный или несколько витков изолированного провода, соленоид, становится магнитом, когда через него пропускают ток. Сила такого магнита при заданном токе может быть значительно увеличена, если оснастить соленоид железным якорем. Полученная система называется электромагнитом.

Приводя различные части якоря в движение относительно друг друга, мы получаем механизм, который может производить механическую работу при подаче тока на его обмотки.

По конструкции электромагниты можно разделить на четыре основные группы:

с внешней арматурой,

электромагниты для создания магнитных полей.

Электромагнит – это искусственный магнит, в котором магнитное поле создается и концентрируется в ферромагнитном сердечнике в результате протекания электрического тока через окружающую его катушку, т.е. при прохождении тока через катушку помещенный в нее сердечник приобретает свойства естественного магнита.

Спектр применения электромагнитов очень широк. Они используются в электрических машинах и оборудовании, в устройствах автоматики, в медицине, в различных видах научных исследований. Чаще всего электромагниты и соленоиды используются для перемещения машин и в производстве для подъема грузов.

Например, подъемный электромагнит – это очень удобный, эффективный и экономичный механизм: не требуется персонал для крепления и освобождения транспортируемого груза. Просто поместите электромагнит на передаваемый груз и включите электрический ток в катушку электромагнита, и груз притянется к электромагниту; чтобы отпустить груз, просто выключите ток.

Все виды электромагнитов используются как для постоянного, так и для однофазного переменного тока, с той разницей, что для переменного тока все железные части изготавливаются, для уменьшения потерь на токи Фуко, из листового железа, а для постоянного тока – в основном из цельного железа.

Конструкцию электромагнита легко повторить, и в основном это не что иное, как сердечник и катушка проводника. В этой статье мы ответим на вопрос, как сделать электромагнит своими руками.

Как работает электромагнит (теория)

Если по проводнику течет электрический ток, вокруг него образуется магнитное поле. Поскольку ток может течь только при замкнутой цепи, проводник должен представлять собой замкнутый контур, например, круг, который является простейшим замкнутым контуром.

В прошлом проводник, свернутый в круг, часто использовался для наблюдения влияния тока на магнитную стрелку, помещенную в центр круга. В этом случае стрелка находится на одинаковом расстоянии от всех частей проводника, что облегчает наблюдение за воздействием тока на магнит.

Чтобы усилить действие электрического тока на магнит, можно сначала увеличить силу тока. Однако если согнуть проводник, по которому течет ток, дважды вокруг охватываемой им цепи, то воздействие тока на магнит удваивается.

Следовательно, можно многократно увеличить это действие, обернув проводник вокруг данной цепи соответствующее количество раз. Полученное проводящее тело, состоящее из отдельных витков, число которых может быть любым, называется катушкой.

Вспомним школьный курс физики, а именно, что при протекании электрического тока через проводник создается магнитное поле. Если проводник свернут, то линии магнитной индукции всех витков складываются, и результирующее магнитное поле будет сильнее, чем у одиночного проводника.

Магнитное поле, создаваемое электрическим током, в принципе, принципиально не отличается от магнитного поля, если вернуться к электромагнитам, то формула для его тягового усилия выглядит следующим образом

где F – сила притяжения, кГ (сила также измеряется в Ньютонах, 1 кГ = 9,81 Н, или 1 Н = 0,102 кГ); B – индукция, Тесла; S – площадь поперечного сечения электромагнита, м2.

То есть, тяговое усилие электромагнита зависит от магнитной индукции, рассмотрим ее формулу:

U0 – магнитная постоянная (12,5*107 Гн/м), U – магнитная проницаемость среды, N/L – число витков на единицу длины катушки, I – ток.

Из этого следует, что сила, с которой магнит притягивает что-то, зависит от силы тока, количества витков и магнитной проницаемости среды. Если в катушке нет сердечника, то средой является воздух.

Ниже приведена таблица относительных магнитных проницаемостей для различных сред. Мы видим, что проницаемость воздуха равна 1, в то время как у других материалов она в десятки и даже сотни раз выше.

В электротехнике для сердечников используется специальный металл, который часто называют электротехнической или трансформаторной сталью. В третьей строке таблицы мы видим “железо с кремнием”, которое имеет относительную магнитную проницаемость 7*103 или 7000 Гн/м.

Это среднее значение для трансформаторной стали. Он отличается от обычного именно содержанием кремния. На практике его относительная магнитная проницаемость зависит от приложенного поля, но не будем вдаваться в подробности. Что такое сердечник в катушке? Сердечник из электротехнической стали увеличит магнитное поле катушки примерно в 7000-7500 раз!

Для начала просто запомните, что материал сердечника внутри катушки определяет магнитную индукцию, которая, в свою очередь, определяет силу, с которой электромагнит будет притягиваться.

Практика

Одним из самых популярных экспериментов, проводимых для демонстрации формирования магнитного поля вокруг проводника, является эксперимент с металлической стружкой. Проводник покрывается листом бумаги, на него высыпаются магнитные опилки, затем через проводник пропускается электрический ток, и опилки каким-то образом меняют свое положение на бумаге. Это почти как электромагнит.

Однако для электромагнита одного лишь притяжения металлических стружек недостаточно. Поэтому нужно его усилить, исходя из вышесказанного – нужно сделать катушку, намотанную на металлический сердечник. Простейшим примером может служить изолированный медный провод, намотанный на гвоздь или шуруп.

Такой электромагнит способен притягивать различные булавки, скрепки и тому подобное.

В качестве провода может быть использован любой провод с ПВХ или другой изоляцией, или лакированный изолированный медный провод типа ПЭЛ или ПЭВ, который используется для обмоток трансформаторов, динамиков, двигателей и т.д. Его можно найти либо новым в катушках, либо намотанным из тех же трансформаторов.

10 Тонкости изготовления электромагнитов в простых терминах:

1. изоляция по всей длине провода должна быть равномерной и неповрежденной, чтобы не было межобмоточных повреждений.

2. намотка должна быть в одном направлении, как на катушке для намотки ниток, т.е. вы не можете согнуть проволоку на 180 градусов и пойти в противоположном направлении. Это происходит потому, что результирующее магнитное поле будет равно алгебраической сумме полей каждой катушки, не вдаваясь в подробности, катушки, намотанные в противоположном направлении, будут генерировать электромагнитное поле противоположного знака, что приведет к вычитанию полей, и в результате сила магнита будет меньше, а если количество катушек в обоих направлениях одинаково, то магнит вообще ничего не притянет, потому что поля будут взаимно гаситься.

(3) Сила электромагнита также будет зависеть от силы тока, а она зависит от напряжения, приложенного к катушке, и ее сопротивления. Сопротивление катушки зависит от длины провода (чем длиннее, тем больше) и площади поперечного сечения (чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление), приблизительный расчет можно сделать по формуле – R=p*L/S

4) Если ток слишком велик, катушка перегорит.

5. Для постоянного тока этот ток будет больше, чем для переменного, из-за влияния реактивного сопротивления индуктивности.

(6) При работе на переменном токе катушка будет гудеть и дребезжать, ее поле будет постоянно менять направление, а притягивающая сила будет меньше (в два раза), чем при работе на постоянном токе. В этом случае сердечник для катушек переменного тока изготавливается из тонколистового металла, собранного в единый блок, при этом пластины изолируются друг от друга лаком или тонким слоем окалины (оксида), так называемой шихты – для уменьшения потерь и токов Фуко.

Электрический магнит переменного тока будет весить в два раза больше при том же тяговом усилии, поэтому его размеры соответственно увеличатся.

(8) Однако стоит учесть, что электромагниты переменного тока имеют более высокую скорость, чем магниты постоянного тока.

9. сердечники электромагнитов постоянного тока

10. Оба типа электромагнитов могут питаться как от постоянного, так и от переменного тока, вопрос только в том, какой силой они будут обладать и какие потери и нагрев будут иметь место.

3 идеи для создания собственного электромагнита на практике

Как уже говорилось, самый простой способ сделать электромагнит – это использовать металлический стержень и медную проволоку, подведя оба под необходимую мощность. Напряжение питания для этого устройства подбирается экспериментально в зависимости от силы тока и нагрева конструкции. Для удобства можно использовать пластиковую катушку ниток или аналогичную, а под ее внутреннее отверстие подвести стержень – шуруп или гвоздь.

Второй вариант – использовать почти готовый электромагнит. Подумайте об электромагнитных коммутационных устройствах, таких как реле, магнитные пускатели и контакторы. Катушка от автомобильного реле пригодится для приложений постоянного тока и 12 В. Все, что требуется, – это снять корпус, разобрать подвижные контакты и подключить источник питания.

Для работы с напряжением 220 или 380 В удобно использовать катушки от магнитных пускателей и контакторов, которые наматываются на оправку и легко снимаются. Выберите сердечник в зависимости от площади поперечного сечения отверстия в катушке.

Таким образом, вы можете включить магнит из розетки и удобно регулировать его силу с помощью реостата или ограничить ток с помощью мощного резистора, например, нихромовой катушки.

Поверхности подвижной или неподвижной части провода магнита, ограничивающие рабочий зазор, называются полюсами.

Электромагниты и их применение

Электромагнит генерирует магнитное поле с помощью катушки, в которую подается электрический ток. Для того чтобы усилить это поле и направить магнитный поток в определенном направлении, большинство электромагнитов имеют катушку из магнитомягкой стали.

Электромагниты стали настолько привычными, что трудно назвать область техники, где они не используются в той или иной форме. Они содержатся во многих бытовых приборах – электробритвах, магнитофонах, телевизорах и т.д. Такие устройства коммуникационных технологий, как телефония, телеграфия и радио, немыслимы без их использования.

Электромагниты являются неотъемлемой частью электрических машин, многих устройств промышленной автоматизации, регулирования и защиты различного электрооборудования. Растущей областью применения электромагнитов являются медицинские устройства. Наконец, гигантские электромагниты используются в синхрофазотронах для ускорения элементарных частиц.

Масса электромагнитов варьируется от долей грамма до сотен тонн, а потребляемая при их работе электрическая мощность – от милливатт до десятков тысяч киловатт.

Особой областью применения электромагнитов являются электромагнитные механизмы. В этих приложениях электромагниты используются в качестве исполнительных механизмов для перемещения или поворота инструмента в пределах ограниченного угла или для создания удерживающего усилия.

Примерами таких электромагнитов являются тяговые электромагниты, предназначенные для выполнения определенной работы при перемещении определенных рабочих частей; электромагнитные замки; электромагнитные муфты и тормозные электромагниты; электромагниты, приводящие в действие контактные устройства в реле, контакторах, пускателях, выключателях; подъемные электромагниты, электромагниты вибраторов и т.д.

В ряде устройств постоянные магниты используются вместе с электромагнитами или вместо них (например, магнитные плиты станков, тормоза, магнитные замки и т.д.).

Электромагниты имеют множество различных конструкций, отличающихся по своим характеристикам и параметрам, поэтому классификация облегчает изучение процессов, происходящих при их работе.

В зависимости от способа создания магнитного потока и характера намагничивающей силы электромагниты делятся на три группы: нейтральные электромагниты постоянного тока, поляризованные электромагниты постоянного тока и электромагниты переменного тока.

В электромагнитах с нейтралью постоянного тока рабочий магнитный поток создается обмоткой постоянного тока. Работа электромагнита зависит только от величины этого потока и не зависит от его направления, а значит, и от направления тока в обмотке электромагнита. В отсутствие тока магнитный поток и притягивающая сила, действующая на якорь, практически равны нулю.

Поляризованные электромагниты постоянного тока характеризуются наличием двух независимых магнитных потоков: (поляризационный и рабочий). Поляризующий магнитный поток в большинстве случаев создается постоянными магнитами. Иногда для этой цели используются электромагниты. Рабочий поток создается намагничивающей силой рабочих или управляющих обмоток. Если в них нет тока, то на якорь действует притягивающая сила, создаваемая поляризованным магнитным потоком. Действие поляризованного электромагнита зависит от величины и направления рабочего потока, т.е. от направления тока в рабочей обмотке.

Электромагниты переменного тока

В электромагнитах переменного тока обмотка питается от источника переменного тока. Магнитный поток, создаваемый обмоткой переменного тока, периодически изменяется по величине и направлению (переменный магнитный поток), заставляя силу электромагнитного притяжения пульсировать от нуля до максимума с частотой, вдвое превышающей частоту тока питания.

Однако в случае тяговых электромагнитов снижение электромагнитной силы ниже определенного уровня недопустимо, так как это приводит к вибрации якоря и, в некоторых случаях, к полному нарушению нормальной работы. Поэтому для тяговых магнитов, работающих с переменным магнитным потоком, необходимо принять меры для уменьшения глубины пульсации силы (например, с помощью экранирующей катушки, охватывающей часть полюса электромагнита).

Кроме вышеперечисленных типов, в настоящее время очень распространены выпрямительные электромагниты, которые по источнику питания можно отнести к электромагнитам переменного тока, а по характеристикам схожи с электромагнитами постоянного тока. Однако существуют некоторые особенности их работы.

В зависимости от способа соединения обмоток различают электромагниты с последовательными и параллельными обмотками.

Последовательные обмотки, работающие при заданном токе, состоят из небольшого числа катушек с большим поперечным сечением. Ток, протекающий через эту обмотку, практически не зависит от ее параметров, но зависит от характеристик нагрузок, подключенных последовательно с обмоткой.

Параллельные обмотки, работающие при заданном напряжении, обычно имеют очень большое число витков и изготавливаются из провода с малым сечением.

По характеру работы обмотки электромагниты делятся на непрерывно работающие, прерывисто работающие и периодически работающие.

Что касается скорости, электромагниты могут иметь нормальную, быструю или медленную скорость. Это разделение несколько условно и указывает в основном на то, были ли приняты специальные меры для достижения желаемой скорости.

Все вышеперечисленные характеристики накладывают свои особенности на конструкцию электромагнитов.

В то же время, несмотря на разнообразие электромагнитов, встречающихся на практике, они состоят из основных частей, имеющих одинаковое назначение. Это: катушка с размещенной на ней намагничивающей обмоткой (может быть несколько катушек и несколько обмоток), неподвижная часть магнитной цепи из ферромагнитного материала (ярмо и сердечник) и подвижная часть магнитной цепи (якорь). В некоторых случаях неподвижная часть магнитной катушки состоит из нескольких частей (основание, корпус, фланцы и т.д.). a)

Якорь отделен от остальной части магнитной цепи пазами и является той частью электромагнита, которая передает электромагнитную силу на соответствующие части коробки передач.

Количество и форма воздушных зазоров, отделяющих подвижную часть магнитной катушки от неподвижной, зависит от конструкции электромагнита. Воздушные зазоры, в которых возникает полезная сила, называются рабочими зазорами; воздушные зазоры, в которых не возникает сила в направлении возможного движения якоря, называются паразитными зазорами.

Поверхности подвижной или неподвижной части магнитной цепи, ограничивающие рабочий зазор, называются полюсами.

В зависимости от положения якоря по отношению к остальной части электромагнита различают электромагниты с внешне втянутым якорем, электромагниты с втянутым якорем и электромагниты с внешне поперечно подвижным якорем.

Характерной особенностью электромагнитов с внешне втянутым якорем является внешнее положение якоря по отношению к обмотке. На это в первую очередь влияет рабочий поток от якоря к плоскому концу сердечника. Характер движения якоря может быть вращательным (например, катушка клапана) или поступательным. Эти электромагниты имеют диссипативные потоки (которые замыкаются вне рабочего зазора), которые производят мало или вообще не производят тяги, и, следовательно, имеют тенденцию к уменьшению. Соленоиды этой группы способны развивать достаточно большое усилие, но обычно используются для относительно небольших ходов клапана.

Особенностью соленоидов с втягивающимся якорем является то, что якорь частично располагается внутри катушки и продолжает перемещаться в катушку во время работы. Дисперсионные потоки в таких соленоидах, особенно с большими воздушными зазорами, создают некоторую тягу, что делает их полезными, особенно при относительно больших ходах якоря. Эти электромагниты могут быть изготовлены с заглушкой или без нее, а форма поверхностей, образующих рабочий зазор, может варьироваться в зависимости от того, какая тяговая характеристика желательна.

Наиболее часто используются электромагниты с плоскими и усеченными коническими полюсами, а также электромагниты без вилки. В качестве направляющей якоря чаще всего используется трубка из немагнитного материала, создающая паразитный зазор между якорем и верхней, неподвижной частью магнитной цепи.

Электромагниты с выдвижными якорями могут развивать силу и иметь ход якоря, изменяющийся в очень широком диапазоне, поэтому они так широко используются.

В электромагнитах с внешним поперечно подвижным якорем якорь перемещается поперек линий магнитного поля, поворачиваясь на ограниченный угол. Эти электромагниты обычно развивают относительно небольшие силы, но позволяют изменять тяговые характеристики и достигать высокого коэффициента оборачиваемости за счет правильного подбора формы полюсов и якоря.

Каждая из трех вышеперечисленных групп электромагнитов, в свою очередь, имеет ряд конструктивных вариаций, связанных как с характером тока, протекающего через обмотку, так и с необходимостью обеспечения определенных свойств и параметров электромагнита.

Если характер его работы повторяется, ему нужно время, чтобы остыть перед следующим циклом.

Как работает электромагнитная катушка

Сам цикл EM состоит из следующей последовательности операций. Сначала в обмотку подается ток такой силы, что магнитные силы превышают силы, удерживающие якорь в состоянии покоя.

Затем арматура выйдет из состояния покоя и переместится в конечную точку полезного пространства. Это первый этап.

На втором этапе ЭМ-фитинг подтягивается и через него протекает ток. Как мы знаем, ток имеет тепловой эффект с течением времени. Поэтому время работы не должно быть превышено. На этом этапе сила притяжения электромагнита максимальна.

Последний, третий этап похож на первый – ток уменьшается до нуля, магнитные силы становятся меньше тех, которые приводят якорь в состояние покоя, и якорь падает. Затем электромагнит охлаждается.

Если она имеет повторяющийся характер, то к следующему циклу она успеет остыть.

ВАЖНО! Чтобы остановить электромагнитную индукцию, просто отключите ЭМ от источника питания. Это позволит сохранить частицу магнитного поля. Этот эффект называется гистерезисом.

Самый простой способ сделать электромагнит – взять обычный гвоздь, провод и батарейку. По всей длине стержня наматывается изолированный провод. Концы провода прижимаются к клеммам аккумулятора. Один конец провода припаивается к положительному полюсу, чтобы заряд не пропадал зря. Другой конец должен быть выполнен в виде пружинной дуги, которая прижимается к клемме аккумулятора со знаком минус. На рисунке ниже показано, как можно сделать электромагнит в домашних условиях.

Обратите внимание! При изготовлении электромагнита из батарейки можно использовать контактную ленту от старого устройства. Чтобы деактивировать магнит, просто извлеките батарейку из батарейного отсека.

Обратите внимание! При изготовлении электромагнита, работающего от батарейки, можно использовать контактную ленту от старого устройства. Чтобы деактивировать магнит, просто выньте батарейку из контактной ленты.

Электромагнит

Магнитные поля катушки и постоянного магнита похожи. Катушка с током, используемая в качестве магнита, называется электромагнит

Рисунок 15: Магнитное поле катушки с током и постоянного магнита

Для усиления магнитного поля в него также вставляется железный сердечник. Как это способствует укреплению поля, мы узнали в этом блоке. Магнитное поле электромагнита и постоянного магнита имеют одинаковую природу: в обоих случаях это одна и та же магнитная составляющая электромагнитного поля с одной и той же природой электрического заряда. Поэтому, если мы спрячем постоянный магнит и катушку с током в коробку, мы не сможем отличить их магнитные поля друг от друга.

Но мы не можем изменить движение заряда в постоянном магните, поэтому он и называется постоянным. И мы можем включать и выключать электрический ток в катушке, увеличивать или уменьшать его, что очень полезно в приложениях. В промышленности можно узнать, где электромагниты используются в технике.

Использование электромагнитов

Электромагниты полезны везде, где необходимо зафиксировать черные тела. Например, электромагнит может быть использован для замены крюков крана. Теперь, чтобы поднять груз, достаточно включить электромагнит, а чтобы отпустить – выключить. Этот метод не работает для веществ, которые не взаимодействуют с магнитным полем, но их можно поместить в железные контейнеры и поднять эти контейнеры.

Электромагниты используются в качестве замков на входных дверях. Схема домофона переключает ток через электромагнит, который запирает железную дверь.

Иногда необходимо не зафиксировать объект, а привести его в движение. В технологии есть много подобных примеров: электромагнит приводит в движение контакты ключей в электрической цепи (такой управляемый ключ называется реле), электромагнит приводит в движение мембрану громкоговорителя для воспроизведения звука.

Многие слышали о Большом адронном коллайдере. Об этом можно сказать много интересного, но сейчас нас интересует следующее. Там различные элементарные частицы ускоряются в исследовательских целях, и есть необходимость контролировать их. А на движущуюся заряженную частицу может воздействовать магнитное поле, мы это уже знаем. Это поле также формируется с помощью электромагнитов.

• 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе .
• Соленоид – это электромагнитная катушка. Что такое соленоид? .
• Постоянные магниты – типы и свойства, формы, взаимодействие магнитов; Школа электротехники и электронной инженерии .
• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2 .
• Электромагнитные замки: преимущества, принципы работы и особенности использования .
• Урок 9: Часть 1: Электромагнетизм .
• Эксперимент Эрстеда. Магнитное поле электричества. Взаимодействие магнитов. Действие магнитного поля на проводник с током; FIZI4KA .

Электромагнит — устройство и принцип работы

Всем привет! Сегодня я собираюсь рассказать вам о очень лёгком, но зрелищном эксперименте, и имя его: «Электромагнит»! Я больше чем уверен что каждый начинающий радиолюбитель знает его, но для начала он как раз подойдёт. Я сделал этот обзор самоделки для тех кому интересно как устроен магнит. Перед инструкцией давайте посмотрим принцип работы электромагнита. Что говорит нам Википедия:

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока через него. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока.Вики

Не понятно? Объясню просто:

Когда электричество проходит по проводам и крутится вокруг гвоздя (сердечника), и гвоздь приобретает свойства природного магнита (как на холодильнике (сделанного из магнитной руды)). И без гвоздя магнит может работать только значительно слабее.

Где используются электромагниты:

Сильные электромагниты используются в разных механизмах для разных целей. К примеру, электромагнитный подъемный кран используется на металлургических и металлообрабатывающих заводах для перемещения металлического лома и готовых деталей. На заводах часто работают со станками которые ещё называют «магнитные столы», на которых можно работать с железным или стальным изделиями которые закрепляются магнитами с помощью мощных электромагнитов. Нужно только включить ток, чтобы крепко закрепить деталь в любом нужном положении на столе, выключите ток, чтобы освободить изделие. При расфасовке магнитных руд от немагнитных, к примеру при очистке кусков железной руды от пустой породы , используют магнитные сепараторы, при которых очищаемая руда проезжает через мощное магнитное поле электромагнитов, собирающее из него все магнитные элементы.

Нам потребуется:

• Железный гвоздь
• Тонкая изолированная проволка (чем больше тем лучше)
• Батарейка (любой мощности, не меньше 1.5V)
• Обьекты для проверки магнита (скрепки, кнопки, булавки)
• Устройство зачистки проводов (Необязательно)
• Клейкая лента

Правила безопасности:

1. Не пытайтесь подключать провода к розетке 220V. Наш электромагнит использует электричество, и когда вы подсоедините его к стандартному высокому напряжению, то тогда вас будет короткое замыкание во всём доме.
2. У вас должно быть много свободной проволоки до батарейки. Если так будет, у вас не будет сильного электрического сопротивления, и батарейка самоуничтожится!
3. Нашему электромагниту нужно только низкое напряжение. Если вы будете использовать высокое напряжение вас ожидает удар током.

А сейчас к инструкции: 1.Обмотайте медную проволоку вокруг гвоздя, но так чтобы с каждого конца осталось где-то 30 см, следите за тем, чтобы проволока была закручена только в одну сторону или у вас будет два маленьких поля которые будут мешать друг-другу

ВАЖНО: Проволока должна быть накручена так, чтобы она лежала не далеко от предыдущего мотка, но и не была на нём. Подсказка: Чем больше слоев тем сильнее магнит, можно сделать даже многослойную

2.Сейчас давайте очистим концы медной проволоки (где-то 3 см), желательно делать с устройством очистки проводов. Их надо очистить для лучшего прохождения тока. После очистки, концы будут выглядеть светлее чем неочищенная.

3.Возьмите один конец проволоки и подключите его к плюсу батарейки, а затем склейте их с помощью клейкой ленты, так чтобы они касались друг-друга

И если прижать пальцем то мы запустим магнит.ВАЖНО : Проволока и плюс батарейки должны соединяться постоянно

Что мы сделали: Мы соединили контакты в одну цепь (по сути это короткое замыкание) и образуют магнитное поле (об этом я уже написал выше). Чтобы ее выключить надо отпустить проволоку.

Чему мы научились: Мы узнали как устроен простой электромагнит и как его сделать и где он применяется. Всем спасибо за то что вы прочитали это до конца! С вами был kompik92. Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Принцип действия

Чтобы понять, как работают электромагниты, надо рассмотреть их конструкцию. Простое устройство объясняет принцип действия электромагнита. При протекании электрического заряда в теле обмотки возникает излучение магнитного поля, пронизывающее магнитопровод.

Формула магнитного потока

Внутри металла или ферромагнита, в соответствии с законами физики, формируются микроскопические магнитные поля, именуемые доменами. Их поля под внешним воздействием обмотки выстраиваются в определённом порядке. В результате магнитные силы доменов суммируются, образуя сильное магнитное поле, сообщая магнитопроводу способность притягивать массивные металлические предметы.

Важно! Чтобы остановить электромагнитную индукцию, достаточно отключить ЭМ от источника тока. При этом сохранится частица магнитного поля

Такой эффект называют гистерезисом.

Промышленность

Смотреть галерею

Наверное, все хоть раз, но видели разновидности такого устройства, как электромагнит подъемный. Это толстый «блин» различного диаметра, который обладает огромной силой притяжения и используется для переноски груза, металлолома и вообще любого иного металла. Удобство его заключается в том, что достаточно отключить питание — и весь груз сразу же отцепляется, и наоборот. Это значительно упрощает процесс погрузки и разгрузки.

Сила электромагнита, кстати, рассчитывается по следующей формуле: F=40550∙B^2∙S. Рассмотрим ее более подробно. В данном случае F – это сила в килограммах (также может измеряться в ньютонах), B – значение индукции, а S – площадь рабочей поверхности устройства.

Сверхпроводящий электромагнит

Отличие сверхпроводящего электромагнита от обычного в том, что в его обмотке, вместо обычно проводника, используется сверхпроводник. При этом его обмотка охлаждена с помощью жидкого гелия до очень низких температур. Его преимущество в том, что ток в нем достигает очень больших значений, благодаря тому, что у сверхпроводника, практически отсутствует сопротивление. Поэтому магнитное поле приобретает большую силу. Эксплуатация таких электромагнитов обходится дешевле, так как в них отсутствуют тепловые потери в обмотке. Сверхпроводящие магниты используются в аппаратах МРТ, ускорителях частиц и в другом научном оборудовании.

Упражнения

Упражнение №1

Нужно построить электромагнит, подъемную силу которого можно регулировать, не изменяя конструкции. Как это сделать?

Подъемная сила будет зависеть от магнитного действия электромагнита. Мы знаем три способа, как это сделать: изменить число витков, добавить сердечник или изменить силу тока.

Первый способ нам не подходит, так как подразумевает собой изменение конструкции. Второй не подходит, так как у нас и так уже катушка с вставленным сердечником (электромагнит).

Остается изменение силы тока. Для того, чтобы у нас была возможность это делать, необходимо включить в цепь реостат. Изменяя с его помощью силу тока, мы будем уменьшать или увеличивать магнитное действие электромагнита и изменять его подъемную силу.

Популярные статьи Ваза из палочек от мороженого

Упражнение №2

Что надо сделать, чтобы изменить магнитные полюсы катушки с током на противоположные?

Вы уже знаете, что для определения полюсов катушки можно воспользоваться правилом правой руки. Пользуясь им, мы обхватываем катушку так, чтобы наши четыре пальца совпадали с направлением тока в витках. Тогда наш большой палец указывает на северный полюс катушки.

Это означает, что направление тока и расположение полюсов катушки связаны между собой.

Что сделать, чтобы северный полюс оказался с другой стороны? Поменять направление тока на противоположное.

Упражнение №3

Как построить сильный электромагнит, если конструктору дано условие, чтобы ток в электромагните был сравнительно малым?

Если мы не можем усилить магнитное действие электромагнита с помощью увеличения силы тока, то остается только увеличить количество витков в катушке.

Вставить дополнительно железный сердечник мы тоже не можем, так как электромагнит — это уже катушка с сердечником.

Упражнение №4

Используемые в подъемном кране электромагниты обладают громадной мощностью. Электромагниты, при помощи которых удаляют из глаз случайно попавшие железные опилки, очень слабы. Какими способами достигают такого различия?

Для увеличения мощности увеличивают число витков в катушке, силу тока, оставляют в катушке железный сердечник. Для уменьшения мощности можно уменьшить число витков, снизить силу тока и вытащить сердечник.

Общая характеристика

Электромагнит – это простая катушка провода, которая подключена к источнику, передающему постоянный ток.

Подключившись к источнику постоянного тока (а также напряжения), катушка и провод начинают получать энергетические ресурсы и создают магнитное поле, которое является подобным полю, что образуется в постоянных полосовых магнитах. Плотность, которой обладает магнитный поток, всегда является пропорциональной величине электрического тока, протекающего сквозь толщу катушки. Полярность электромагнита определяют по направлению тока. Механизм образования включает в себя (самый простой вариант) наматывание провода вокруг сердечника, выполненного из металла, через который потом пропускают электричество из определенного источника. Если внутренняя полость катушка заполнена воздухом, то ее называют соленоидом.

Электромагнит – это устройств, посредством которого можно создавать электромагнитное поле. Главной характеристикой является его способность контролировать силу данного поля, полярность и ее форму. При этом силу магнитного поля контролируют посредством величины использованного электрического тока, который протекает сквозь катушку. Полярность можно задавать, определив в каком направлении нужно двигать протекающий ток. Форма магнитного поля зависит от формы металлической сердцевины, служащей «стержнем» для обмотки проводом. Не забывайте, что полюса электромагнита определяются аналогично тому, как это делают в соленоидах, по физическому правилу правой руки. П.П.Р. также называют правилом буравчика, являющегося мнемоническим средством, посредством которого определяют направление векторных произведений и правого базиса.

Увеличивать силу электромагнита, а точнее его поля, можно при помощи:

• применения сердечников из «мягкого» железа;
• применения больших чисел витков;
• применения электрического тока в больших размерах.

Магнитное поле тока прямого проводника

Определить наличие магнитного поля можно, если к магниту поднести магнитную стрелку. Если поле есть, то стрелка повернется и займет положение по правилу взаимодействия полюсов. Северный полюс стрелки повернется к южному полюсу магнита.

Будет ли оказывать действие на стрелку электрический ток?

Проверить это можно с помощью опыта. Стрелка установлена на острие, над нею параллельно ее оси помещен проводник. Если замкнуть цепь, стрелка повернется в другое положение, при выключенной цепи вернется обратно.

Впервые проведя этот опыт в 1820 году, датский ученый Ганс Христиан Эрстед, не имея достаточно знаний о магнетизме, не сумел объяснить поведение стрелки около проводника с током. Это было сделано позднее, а опыт получил название «Опыта Эрстеда».

Получается, что электрический ток может быть источником магнитного поля, которое возникает вокруг движущихся зарядов (вокруг не движущихся зарядов есть только электрическое поле).

Нет ли противоречия в наличии магнитного поля вокруг тока, где направленно движутся частицы, и магнитного поля около постоянных магнитов? Оказывается, в магнитах существуют так называемые молекулярные токи, циркулирующие внутри молекул. Во времена Эрстеда природа таких токов была еще не открыта. Теперь же известно, что в атоме постоянно движутся электроны, поэтому и возникают магнитные свойства некоторых природных веществ, например, железа.

По примеру магнитов для графического изображения поля вокруг тока используют силовые магнитные линии. Направление их указывают северные полюсы магнитных стрелок, помещенных в это поле.

Расположение стрелок показывает, что:

Существует так называемое первое правило правой руки, по которому можно указать направление силовых линий магнитного поля вокруг проводника с током. При изменении направления тока меняется и направление силовых линий поля. Правая рука человека помогает разобраться в этих направлениях.

Конечно, правило применяется не буквально. Не нужно провод брать в руки, надо мысленно представить эту ситуацию с проводником и рукой.

Основная классификация

Существует три основных способа классификации электромагнитов. Они обусловлены током в электромагнитах и способом его создания:

• Нейтральный э/м постоянного тока – устройство, в котором магнитный поток создают так, что сила притяжения становится зависимой только от размерности и скорости подачи постоянного тока, а его направление в обмотке ни на что не влияет.
• Поляризованный э/м постоянного тока – устройство, внутрь которого помещают 2 независимых магнитных потока: поляризующий и рабочий. Второй создают при помощи рабочей обмотки. Поляризующиеся потоки своим образованием обязаны постоянными магнитными полями, реже дополнительным электромагнитам. Данные потоки необходимы для создания притягивающих сил в магните. Деятельность такого устройства обуславливается направлением и/или величиной электрического тока в обмотке, выполняющего работу.
• Э/м переменного тока – устройств, обмотку которого питает источник переменного тока. Течение потока магнитной природы может периодически изменяться по своему направлению и размерности (величине). Потенциал однонаправленной силы, отвечающей за притяжение, меняться может только по своей величине, что приводит к пульсации этой силы в размере от нуля до максимально предельных значений с частотой вдвое большей, чем частота подпитывающего тока. Чаще всего используются в бытовой технике.

Ограничение тока электромагнита

Данное устройство предназначено для ограничения тока, протекающего через электромагнит постоянного тока. Это связано с тем, что, в отличие от электромагнитов переменного тока, через электромагнит постоянного тока протекает ток, величина которого определяется только активным сопротивлением провода, из которого намотана катушка электромагнита. Как правило вследствие этого мощные электромагниты постоянного тока, без применения специальных мер, рассчитываются на работу в кратковременном режиме и даже при непродолжительной работе в режиме удержания очень сильно греются.

Такая история и приключилась. На одном из швейных предприятий используются прямострочные машинки фирмы JACK. Эта китайская фирма не вызывающая сомнений в своей репутации. Тем не менее используемые в машинках этой фирмы электромагниты очень сильно греются. Дошло до того, что электромагниты просто отключили, а возложенную на них функцию выполняют вручную.Понятно, что при этом падает производительность, да и работу это усложняет. Поэтому решили электромагниты вернут, снабдив их небольшой схемой. Ну это, конечно, не ограничивает применение данной схемы только в швейных машинках. Она может пригодится везде, где используются электромагниты постоянного тока (кто как, а я иногда использую автомобильные электромагниты).

Популярные статьи Еда из полимерной глины: мастер-класс по лепке фруктовых бусин-пончиков

Пару слов про физику работы электромагнита. При подаче напряжения на катушку электромагнита возникает магнитное поле, которое с определенным усилием притягивает магнитный сердечник. Зазор между катушкой и сердечником уменьшается, соответственно для создания заданного усилия уже требуется меньший магнитный поток. Величина создаваемого магнитного потока определяется током, протекающим через катушку. Как правило ток, необходимый для создания усилия при начале срабатывания, и ток, необходимый для удержания сердечника, различаются в несколько раз. Но поскольку у нас электромагнит постоянного тока, то протекающий ток не изменяется и электромагнит развивает излишнее усилие и при этом усиленно греет окружающий воздух.

Разработанная схема включается в разрыв плюсового провода электромагнита (минусовой бывает соединен с корпусом оборудования) и обеспечивает: — кратковременную подачу на электромагнит полного напряжения, для создания полного усилия для совершения электромагнитом возложенной работы; — подачу на электромагнит напряжения, достаточного, чтобы создать ток для режима удержания.

Схема реализована на микросхеме NE556, содержащей в себе два таймера NE555.

Первый таймер U1:A формирует задержку при подаче питания, в течение которой запрещена работа второго таймера U1:B и на электромагнит (по схеме заменен лампой L1) подается полное напряжение. По окончании задержки разрешается работа таймера U1:B включенного в режиме генератора и на электромагнит начинает поступать импульсное напряжение

Скважность импульсов определяется потенциометром RV1 и выбирается такой, чтобы обеспечить магнитный поток электромагнита достаточным для удержания сердечника. Работа таймера NE555 многократно описана в интернете, поэтому я не описываю досконально как и на что влияет каждый радиоэлемент

Просто продемонстрирую работу на видео.

Все элементы расположены на печатной плате размером 38*25 мм. Схема не критична к номиналам деталей. Транзисторы можно применять практически любые соответствующей структуры. Естественно полевой транзистор должен быть рассчитан на протекающий ток.

Вместо корпуса вся плата помещена в термоусадочный кембрик.

В кембрике проделано отверстие для регулировки потенциометра.

В архиве к статье приложены файл печатной платы и схема в Proteus.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
U1	Программируемый таймер и осциллятор	NE556	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Q1	Биполярный транзистор	2N2222	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Q2	MOSFET-транзистор	AUIRF4905	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
D1	Светодиод	АЛ307А	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
D2	Выпрямительный диод	FR106	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	100 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2	Резистор	2 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3, R6, R7	Резистор	10 кОм	3	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R4, R5	Резистор	1 кОм	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Резистор	100 Ом	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
RV1	Переменный резистор	10 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C1, C2	Конденсатор	100 нФ	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
С3	Конденсатор	100 нФ	1	Подбирается по требуемому времени задержки	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C4	Электролитический конденсатор	100 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C5	Конденсатор	1 нФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
Добавить все

Расчёты

Перед тем, как начать собирать электромагнит своими руками, делают предварительный расчёт его параметров. Элементы конструкции рассчитывают отдельно для ЭМ постоянного и переменного тока.

Для постоянного тока

Перед тем, как производить расчёты, определяются с требуемой величиной магнитодвижущей силы (МДС) катушки. Параметры обмотки должны обеспечивать нужную МДС, в то же время катушка не должна перегреваться, иначе будет потерян изоляционный слой провода намотки. Исходными данными для расчёта являются напряжение в проводе электромагнитной катушки и требуемая величина магнитодвижущей силы.

Методики расчёта электромагнитов постоянного тока постоянно публикуются в сети интернета. Там же можно подобрать формулы для определения МДС, поперечного сечения сердечника и провода обмотки, его длины.

Дополнительная информация. В основном в интернете ищут расчёты электромагнитов на 12 вольт, сделанных своими руками. В зависимости от потребностей, можно пойти разными путями расчётов. В основном выбирают «рецепты» по определению сечения и длины провода обмотки с питанием от стандартной батарейки формата «А» или «АА».

Для переменного тока

Основой для ЭМ переменного тока является расчёт обмотки. Как и в предыдущем случае, руководствуются исходными требованиями величины МДС. Несмотря на большое количество рекомендуемых формул расчёта, чаще всего «способности» устройства определяют опытным подбором параметров деталей его конструкции. Методики расчёта ЭМ переменного тока всегда можно найти во всемирной информационной паутине (интернете).

Электромагниты и их применение

Вот некоторые из примеров, где они используются:

• Моторы и генераторы. Благодаря электромагнитам стало возможным производство электродвигателей и генераторов, которые работают по принципу электромагнитной индукции. Это явление было открыто ученым Майклом Фарадеем. Он доказал, что электрический ток создает магнитноее поле. Генератор использует внешнюю силу ветра, движущейся воды или пара, вращает вал, который заставляет двигаться набор магнитов вокруг спирального провода, чтобы создать электрический ток. Таким образом, электромагниты преобразуют в электрическую другие виды энергии.
• Практика промышленного использования. Только материалы, сделанные из железа, никеля, кобальта или их сплавов, а также некоторые природные минералы реагируют на магнитное поле. Где используют электромагниты? Одной из сфер практического применения является сортировка металлов. Поскольку упомянутые элементы используются в производстве, с помощью электромагнита эффективно сортируют железосодержащие сплавы.
• Где применяют электромагниты? С их помощью можно также поднимать и перемещать массивные объекты, например, автомобили перед утилизацией. Они также используются в транспортировке. Поезда в Азии и Европе используют электромагниты для перевозки автомобилей. Это помогает им двигаться на феноменальных скоростях.

Определение слова «Электромагнит» по БСЭ:

Электромагнит — электротехническое устройство, состоящее обычно из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается (приобретает свойства магнита) при прохождении по обмотке электрического тока. Э. используют в основном для создания магнитного потока (в электрических машинах) и усилия (в приводных механизмах). Несмотря на конструктивное разнообразие, Э. обычно состоят из следующих частей, имеющих одинаковое назначение: катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника (неподвижной части магнитопровода) и якоря (подвижной части магнитопровода), передающего усилие деталям приводимого в действие механизма. Обмотки Э. выполняются из изолированного алюминиевого или медного провода (существуют также Э. с обмоткой из сверхпроводящих материалов. см. Магнит сверхпроводящий). Магнитопроводы Э. изготовляют из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи магнитопроводы выполняют из набора листов.В зависимости от способа создания магнитного потока и характера действующей намагничивающей силы Э. подразделяют на 3 группы: Э. постоянного тока нейтральные, Э. постоянного тока поляризованные, Э. переменного тока. У нейтральных Э. сила притяжения зависит только от величины магнитного потока и не зависит от направления тока в обмотке. при отсутствии тока в обмотке магнитный поток, а следовательно, сила притяжения практически равны нулю. У поляризованных Э. создаётся 2 независимых магнитных потока: поляризующий, который образуется обычно полем постоянного магнита (иногда другого Э.), и рабочий магнитный поток, который возникает под действием намагничивающей силы рабочей или управляющей обмотки.Если ток в них отсутствует, на якорь действует сила притяжения, созданная поляризующим магнитным потоком. Действие такого Э. зависит как от величины магнитного потока, так и от направления электрического тока в рабочей обмотке. В Э. переменного тока питание обмотки осуществляется от источника переменного тока, а магнитный поток периодически изменяется по величине и направлению, в результате чего сила притяжения пульсирует от нуля до максимального значения с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока. Э. различают также по ряду других признаков: по способу включения обмоток — с параллельными и последовательными обмотками. по характеру работы — работающие в длительном, прерывистом и кратковременном режимах. по скорости действия — быстродействующие и замедленного действия и т. д.Наиболее широкая и важная область применения Э. — электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру регулирования, защиты электротехнических установок. В составе различных механизмов Э. используются в качестве привода для осуществления необходимого поступательного перемещения (поворота) рабочих органов машин или для создания удерживающей силы. Примером таких Э. могут служить Э. грузоподъёмных машин, Э. муфт сцепления и тормозов, Э., применяемые в различных пускателях, контакторах, выключателях, электроизмерительных приборах и т. п. Перспективно использование Э. в тяговых приводах скоростных транспортных средств для создания т. н. магнитной подушки. Развивающейся областью применения Э. является медицинская аппаратура. В научных целях Э. используют в эксперимент. химии, биологии, физике. В связи с широтой применения конструктивное исполнение, размеры, потребляемая мощность Э. находятся и широких пределах. В зависимости от назначения Э. могут весить от долей г до сотен т, потреблять электрическую мощность — от долей вт до десятков Мвт.Лит.: Гордон А. В., Сливинская А. Г., Электромагниты постоянного тока, М. — Л., 1960. Карасик В. Р., Физика и техника сильных магнитных полей, М., 1964. Тер-Акопов А. К., Динамика быстродействующих электромагнитов, М. — Л., 1965. Сливинская А. Г., Электромагниты и постоянные магниты, М., 1972.М. И. Озеров.