Περιεχόμενο
Οι ηλεκτρομαγνήτες είναι απλές συσκευές που μιμούνται τη συμπεριφορά των φυσικών μαγνητών, με μια σημαντική διαφορά: την ικανότητα αλλαγής της ισχύος του μαγνητικού πεδίου λόγω των ηλεκτρικά παραγόμενων μαγνητικών πεδίων. Μεταβάλλοντας οποιοδήποτε από τα τέσσερα βασικά στοιχεία ενός ηλεκτρομαγνήτη σας επιτρέπει να ρυθμίσετε την ισχύ του πεδίου ανάλογα με τις ανάγκες.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Οι τέσσερις κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τη δύναμη ενός ηλεκτρομαγνήτη είναι ο αριθμός βρόχων, το ρεύμα, το μέγεθος του σύρματος και η παρουσία ενός πυρήνα σιδήρου.
Αριθμός βρόχων
Ένας ηλεκτρομαγνήτης είναι κατασκευασμένος από ένα πηνίο σύρματος τυλιγμένο γύρω από έναν μεταλλικό πυρήνα - συνήθως σίδηρο - και συνδέεται με μια μπαταρία. Καθώς το ηλεκτρικό ρεύμα μετακινείται γύρω από τους βρόχους του πηνίου, παράγει ένα μαγνητικό πεδίο όπως αυτό ενός μικρού μαγνητικού ράβδου. Έχει έναν βόρειο πόλο στη μία πλευρά του βρόχου και έναν νότιο πόλο στην άλλη. Επειδή το πηνίο είναι κατασκευασμένο από ένα συνεχές σύρμα, τα μαγνητικά πεδία του κάθε βρόχου «στοιβάζονται επάνω», δημιουργώντας κάτι σαν ένα μεγάλο μαγνήτη bar. Ένας τρόπος για να αυξήσετε ή να μειώσετε τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου είναι να αλλάξετε τον αριθμό των βρόχων στο πηνίο. Όσο περισσότεροι βρόχοι προσθέτετε, τόσο ισχυρότερο θα είναι το πεδίο. Όσο περισσότεροι βρόχοι αφαιρείτε, τόσο ασθενέστερο θα είναι το πεδίο.
Ο Μεταλλικός πυρήνας
Το μέταλλο μέσα στο πηνίο μεγεθύνει το πεδίο που δημιουργείται από αυτό. Η αλλαγή του μεταλλικού πυρήνα για ένα διαφορετικό μέταλλο θα κάνει τον ηλεκτρομαγνήτη ισχυρότερο ή ασθενέστερο. Οι πυρήνες σιδήρου δημιουργούν πολύ ισχυρά πεδία. Οι πυρήνες χάλυβα καθιστούν ασθενέστερα πεδία. Οι πυρήνες νεοδυμίου κάνουν τα ισχυρότερα πεδία. Η ολίσθηση του πυρήνα μερικώς έξω από το πηνίο θα εξασθενήσει το πεδίο, επειδή λιγότερο από το μέταλλο βρίσκεται μέσα σε αυτό.
Μπαταρία ρεύμα
Η αλλαγή της ποσότητας ρεύματος που ρέει μέσω του ηλεκτρομαγνήτη θα αλλάξει επίσης το πεδίο που παράγει. Όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα στο πηνίο, τόσο ισχυρότερο θα είναι το μαγνητικό πεδίο. Αντίθετα, η μείωση της τάσης της μπαταρίας μειώνει το ρεύμα, εξασθενίζοντας το πεδίο. Το γεγονός αυτό έχει μια επιπλοκή, ωστόσο: όταν αυξάνετε το ρεύμα, τα καλώδια μαγνητών ζεσταίνονται και ενδεχομένως να τηγανίζουμε τη λεπτή ηλεκτρική μόνωση χωρίς την οποία ο μαγνήτης δεν μπορεί να λειτουργήσει.
Μέγεθος καλωδίων
Αν και τα μεταλλικά σύρματα είναι πολύ αποδοτικοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας, εξακολουθούν να έχουν κάποια αντίσταση στη ροή του ρεύματος. Χρησιμοποιώντας μεγαλύτερα περιγράμματα σύρματος στο πηνίο θα μειωθεί αυτή η έμφυτη αντίσταση. Αυτό θα αυξήσει το ρεύμα και επομένως το πεδίο. Η χρήση μικρότερων μετρητών θα αυξήσει την αντίσταση, θα μειώσει το ρεύμα και θα εξασθενήσει το πεδίο. Η χρήση διαφορετικών τύπων μεταλλικού καλωδίου θα επηρεάσει επίσης την ισχύ του πεδίου, επειδή κάθε μέταλλο έχει διαφορετική εγγενή αντίσταση στο ρεύμα.