Cz. I. Wprowadzenie- trochę historii
Pierwszy elektromagnes zbudował Wiliam Sturgeon (1783-1850), angielski inżynier elektryk. W 1823 roku zawinął nieizolowany
drut miedziany wokół żelaznej, polakierowanej sztabki, dzieki czemu uzyskał układ, który stawał się silnym magnesem podczas przepływu prądu przez drut [1].
Budowa i zasada działania elektromagnesów
Elektromagnes to urządzenie, które wytwarza zjawiska magnetyczne pod wpływem przepływu prądu elektrycznego. Zazwyczaj ma postać cewki, osadzonej (nawiniętej) na rdzeniu wykonanym z materiału silnie czynnego magnetycznie (rys.2a). Prąd przepływający przez cewkę przez cewkę wytwarza pole magnetyczne, które które powoduje namagnesowanie rdzenia (rys. 2b), ulegając tym samym znacznemu wzmocnieniu; gdy prąd odłączamy dopływ prądu, pole cewki znika, rdzeń ulega rozmagnesowaniu i tym samym elektromagnes przestaje być źródłem pola magnetycznego.
Wytwarzane przez elektromagnes pole magnetyczne wzrasta w chwili zwiększenia liczby zwojów lub natężenia przepływającego prądu przy zachowaniu stałej długości zwojnicy. Im więcej zwojów ma cewka oraz im większy prąd przez nią przepływa, tym pole magnetyczne elektromagnesu jest silniejsze [1].
Elektromagnes – magnes tymczasowego działania
Bazując na zasadzie działania magnesy dzielimy na magnesy trwałe oraz elektromagnesy [3].
Elektromagnesy stanowią grupę szczególnie zwracającą uwagę, głównie ze względu na unikalną zasadę ich działania. Są jedynymi urządzeniami tego rodzaju, które pozwalają włączyć i wyłączyć działanie pola magnetycznego. Zaleta ta powoduje, że znajdują bardzo szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.
Opis typowych elektromagnesów
-
Elektromagnesy prądu stałego - strumień magnetyczny istnieje w nich tylko wtedy, kiedy przez cewkę przepływa prąd elektryczny. Jeśli prąd nie płynie, to strumień magnetyczny wynosi 0 Wb (gdzie Wb – Weber jest jednostką strumienia indukcji magnetycznej w układzie SI).
-
Elektromagnes spolaryzowany - strumień magnetyczny, wytwarzany przez magnes stały, istnieje niezależnie od strumienia magnetycznego, powstającego pod wpływem przepływu prądu elektrycznego. Te elektromagnesy "rozróżniają" kierunek przepływu prądu zasilającego i jest to powód, dla którego stosowane są w przekaźnikach.
-
Elektromagnes prądu zmiennego - w jego przypadku strumień magnetyczny zmienia się w parametrach kierunku i wielkości; siła elektromagnesu w rezultacie pulsuje od zera do maksimum z częstotliwością dwa razy większą od częstotliwości prądu zasilającego.
-
Elektromagnes nadprzewodnikowy – magnes o uzwojeniu wykonanym z materiałów nadprzewodzących, np. stopu niobu z tytanem (Nb-Ti), które nie wykazują żadnego oporu elektrycznego w bardzo niskich temperaturach (poniżej -200°C). Ta cecha umozliwia uzyskanie pola magnetycznego o natężeniu wynoszącym nawet do 1000 A/m. Dodatkowo wymiary i ciężar elektromagnesów nadprzewodzących są znacznie mniejsze niż wymiary i ciężar w elektromagnesów stałych.
Bibliografia:
[1] http://pl.wikipedia.org/wiki/William_Sturgeon
[2] http://science.howstuffworks.com/electromagnet2.htm
[3] http://pl.wikipedia.org/wiki/Magnes
