Περιεχόμενο
- Ιστορικό ηλεκτρομαγνήτη
- Πώς λειτουργούν οι ηλεκτρομαγνήτες
- Ηλεκτρομαγνήτες Πλεονεκτήματα
- Χρήση ηλεκτρομαγνήτη
Ένας ηλεκτρομαγνήτης είναι ένας μαγνήτης του οποίου το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται όταν ρέει ηλεκτρισμός. Αυτός ο τύπος μαγνήτη είναι διαφορετικός από τον κοινό μαγνήτη ψυγείου που χρησιμοποιείται για τη διακόσμηση και την κρεμάστρα. Ένας μαγνήτης ψυγείου είναι ένας τύπος μόνιμου μαγνήτη. Οι μόνιμοι μαγνήτες κατασκευάζονται από μαγνητικό υλικό που εκπέμπει συνεχώς ένα μαγνητικό πεδίο. Οι ηλεκτρομαγνήτες είναι κατασκευασμένοι και παράγουν ένα μαγνητικό πεδίο μόνο όταν χρειάζεται. Η δύναμή και η ευελιξία τους καθιστούν κατάλληλα για ένα ευρύ φάσμα χρήσεων.
Ιστορικό ηλεκτρομαγνήτη
Ένας Δανός επιστήμονας με το όνομα Hans Oersted ανακάλυψε για πρώτη φορά ηλεκτρομαγνητισμό το 1819. Η ανακάλυψη έγινε όταν ο Oersted παρατήρησε τη βελόνα σε μια μαγνητική πυξίδα που κινήθηκε αν ήταν κοντά σε ένα ευθύ σύρμα που φέρει ηλεκτρική ενέργεια. Πριν από την ανακάλυψή του, η ηλεκτρική ενέργεια και ο μαγνητισμός θεωρούνταν εντελώς ξεχωριστά φαινόμενα. Ένας αγγλικός φυσικός William Sturgeon χρησιμοποίησε αυτές τις πληροφορίες για να παράγει τον πρώτο ηλεκτρομαγνήτη που χρησιμοποιήθηκε το 1825. Ο μαγνήτης επτά ουγγιών του ήταν σε θέση να στηρίξει ένα κομμάτι σιδήρου που ζυγίζει εννέα λίρες. Ο επόμενος πρώτος πρωτοπόρος ήταν ο Αμερικανός επιστήμονας Joseph Henry, ο οποίος βελτίωσε το σχέδιο Sturgeons και δημιούργησε ένα μαγνήτη 21 λιβρών που ήταν σε θέση να υποστηρίξει ένα βάρος 750 λιβρών.
Πώς λειτουργούν οι ηλεκτρομαγνήτες
Ένας ηλεκτρομαγνήτης δημιουργείται με περιτύλιγμα ενός αγώγιμου σύρματος γύρω από έναν πυρήνα κατασκευασμένο από υλικά όπως ο σίδηρος, το νικέλιο ή το κοβάλτιο. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται επειδή είναι εύκολο να μαγνητιστούν. Η ροή ηλεκτρισμού παράγει ένα μαγνητικό πεδίο που περικυκλώνει το καλώδιο που φέρει το ηλεκτρικό ρεύμα. Όσο η ηλεκτρική ενέργεια συνεχίζει να ρέει, το μαγνητικό πεδίο θα συνεχίσει να περιβάλλει το συσπειρωμένο σύρμα. Ένας αριθμός παραγόντων μπορεί να επηρεάσει τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου. Ο μαγνητικός πυρήνας συγκεντρώνει το πεδίο που παράγεται από το συσπειρωμένο σύρμα, καθιστώντας τον ηλεκτρομαγνήτη πιο ισχυρό.Χρησιμοποιώντας το σωστό υλικό πυρήνα, αυξάνοντας τους βρόχους του σύρματος που περιελίσσονται γύρω από τον πυρήνα και αυξάνοντας το ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από τα καλώδια είναι όλοι οι τρόποι ενίσχυσης του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.
Ηλεκτρομαγνήτες Πλεονεκτήματα
Η ευελιξία των ηλεκτρομαγνητών είναι ένα πλεονέκτημα που έχουν πάνω από τους μόνιμους μαγνήτες. Οι παράγοντες που συμβάλλουν στην ευελιξία των ηλεκτρομαγνητών περιλαμβάνουν ρυθμιζόμενη αντοχή, μεγαλύτερο έλεγχο του μαγνητικού πεδίου και ανθεκτικότητα. Ένα πλεονέκτημα των ηλεκτρομαγνητών είναι ότι μπορούν να παράγουν πολύ πιο ισχυρά μαγνητικά πεδία από τους μόνιμους μαγνήτες. Η ισχύς ενός μόνο ηλεκτρομαγνήτη μπορεί να ρυθμιστεί απλά αλλάζοντας την ποσότητα ρεύματος που δέχεται, ενώ η ισχύς ενός μόνιμου μαγνήτη συνδέεται με το υλικό του μακιγιάζ. Το μαγνητικό πεδίο ρυθμιζόμενης αντοχής μπορεί επίσης να απενεργοποιηθεί, σε αντίθεση με έναν μόνιμο μαγνήτη ο οποίος παράγει πάντα ένα μαγνητικό πεδίο. Τέλος, η δύναμη των μόνιμων μαγνητών φυσικά φθείρεται με την πάροδο του χρόνου. Η διαδικασία αυτή επιταχύνεται με την έκθεση σε ακραίες θερμοκρασίες ή υγρές συνθήκες που προκαλούν διάβρωση.
Χρήση ηλεκτρομαγνήτη
Οι ηλεκτρομαγνήτες έχουν ευρύ φάσμα χρήσεων. Πολλές από τις συσκευές του σύγχρονου κόσμου απαιτούν ηλεκτρομαγνήτες. Παραδείγματα περιλαμβάνουν συσκευές επικοινωνίας όπως τα κινητά τηλέφωνα που βασίζονται στην αλληλεπίδραση του τηλεφωνικού σήματος και ενός μαγνητικού παλμού που παράγεται από έναν ηλεκτρομαγνήτη μέσα στο τηλέφωνο. Ένα άλλο παράδειγμα είναι μια μηχανή απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού. Τα μηχανήματα μαγνητικής τομογραφίας χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνήτη για την παραγωγή μαγνητικών κυμάτων που μπορούν να διεισδύσουν στο σώμα για να παράγουν μια εικόνα μαλακού ιστού.