Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Ολόκληρη η Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή
- Αυξήστε το τρέχον μέγεθος
- Αύξηση του αριθμού των περιελίξεων
- Χρησιμοποιήστε ένα Ferro-Magnetic Core
Οι ηλεκτρομαγνήτες λειτουργούν εξίσου καλά με τους μόνιμους μαγνήτες. Στην πραγματικότητα, είναι ακόμα πιο χρήσιμα, επειδή μπορείτε να τα ενεργοποιήσετε και να τα απενεργοποιήσετε. Θα βρείτε ηλεκτρομαγνήτες σε σκληρούς δίσκους, ηχεία και ακόμη και σε εξελιγμένο εξοπλισμό, όπως μηχανές μαγνητικής απεικόνισης και CERNs Large Hadron Collider στη Γενεύη της Ελβετίας. Χρειάζεστε προφανώς έναν ισχυρότερο ηλεκτρομαγνήτη για έναν συγκρουστή σωματιδίων από εσάς για ένα ηχείο, έτσι πώς οι επιστήμονες κάνουν τους μαγνήτες αρκετά ισχυρούς ώστε να εστιάζουν μια δέσμη ηλεκτρονίων; Η απάντηση είναι λίγο πιο περίπλοκη από το να τους κάνεις μεγαλύτερες, αν και αυτό είναι μέρος της. Τα υλικά που χρησιμοποιείτε, η τάση που εφαρμόζετε και η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι όλα σημαντικά.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Για να αυξήσετε τη δύναμη ενός ηλεκτρομαγνήτη, μπορείτε να αυξήσετε το ρεύμα ισχύος και υπάρχουν διάφοροι τρόποι να το κάνετε αυτό. Μπορείτε επίσης να αυξήσετε τον αριθμό των περιελίξεων, να χαμηλώσετε τη θερμοκρασία περιβάλλοντος ή να αντικαταστήσετε τον μη μαγνητικό πυρήνα σας με ένα σιδηρομαγνητικό υλικό.
Ολόκληρη η Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή
Ο Δανός επιστήμονας Hans Christian Orsted ήταν ο πρώτος που παρατήρησε ότι ένα ρεύμα που τρέχει μέσω ενός καλωδίου μπορεί να επηρεάσει μια κοντινή πυξίδα. Με άλλα λόγια, παράγει ένα μαγνητικό πεδίο. Αν βγάλετε το καλώδιο γύρω από έναν πυρήνα, σχηματίζοντας αυτό που ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, τα άκρα του πυρήνα θα πάρουν αντίθετες πολικότητες, ακριβώς όπως ένας μόνιμος μαγνήτης. Η ισχύς του πεδίου εξαρτάται από το μέγεθος του ρεύματος, τον αριθμό των περιελίξεων και το υλικό πυρήνα. Αυτό είναι το μόνο που χρειάζεται να θυμάστε εάν θέλετε να κάνετε τον μαγνήτη πιο ισχυρό.
Αυξήστε το τρέχον μέγεθος
Σύμφωνα με τον νόμο Ampères, το μαγνητικό πεδίο γύρω από ένα καλώδιο μεταφοράς ρεύματος είναι άμεσα αναλογικό με τη δύναμη του ρεύματος. Με άλλα λόγια, αυξήστε την ισχύ του ρεύματος και αυξάνετε το μαγνητικό πεδίο και υπάρχουν περισσότεροι από ένας τρόποι για να το κάνετε αυτό:
Αύξηση του αριθμού των περιελίξεων
Η ισχύς ενός ηλεκτρομαγνήτη, γνωστή και ως μαγνητομηχανική δύναμη (mmf), είναι άμεσα ανάλογη όχι μόνο με το ρεύμα (I), αλλά και με τον αριθμό των περιελίξεων (n) γύρω από το σωληνοειδές. Η αύξηση του αριθμού των περιελίξεων είναι ίσως ο ευκολότερος τρόπος για να αυξήσετε τη δύναμη ενός ηλεκτρομαγνήτη. Από το mmf = nI, ο διπλασιασμός του αριθμού των περιελίξεων διπλασιάζει την ισχύ του μαγνήτη. Είναι λεπτό να τυλίξετε τα σύρματα σε στρώματα γύρω από τον ηλεκτρομαγνητικό πυρήνα. Το μαγνητικό πεδίο δεν επηρεάζεται όταν τα καλώδια έρχονται σε επαφή μεταξύ τους.
Χρησιμοποιήστε ένα Ferro-Magnetic Core
Εάν θέλετε, μπορείτε να φτιάξετε έναν ηλεκτρομαγνήτη περιτυλίγοντας καλώδια γύρω από ένα χρησιμοποιημένο ρολό πετσετών χαρτιού, αλλά αν θέλετε ένα ισχυρό μαγνήτη, τυλίξτε τους γύρω από έναν πυρήνα σιδήρου. Ο σίδηρος είναι ένα μαγνητικό υλικό και γίνεται μαγνητισμός όταν ενεργοποιείτε το ρεύμα. Αυτό σας δίνει, στην πραγματικότητα, δύο μαγνήτες για την τιμή ενός. Ο χάλυβας περιέχει σίδηρο, έτσι θα συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο, αν και όχι τόσο έντονα. Δύο άλλα σιδηρομαγνητικά μέταλλα που μπορεί να συναντήσετε είναι το νικέλιο και το κοβάλτιο.