Përshëndetje të gjithëve! Sot do t'ju tregoj për një eksperiment shumë të lehtë, por spektakolar, dhe emri i tij është: "Elektromagnet"! Jam më se i sigurt se çdo radio amator fillestar e di, por për fillestarët është e drejtë. Unë e bëra këtë përmbledhje të bërë në shtëpi për ata që janë të interesuar se si funksionon një magnet.
Para udhëzimeve, le të shohim parimin e funksionimit të një elektromagneti. Çfarë na thotë Wikipedia:
Një elektromagnet është një pajisje që krijon një fushë magnetike kur një rrymë elektrike kalon nëpër të. Në mënyrë tipike, një elektromagnet përbëhet nga një dredha-dredha dhe një bërthamë ferromagnetike, e cila fiton vetitë e një magneti kur një rrymë elektrike kalon nëpër dredha-dredha.
Elektromagnetët e fortë përdoren në mekanizma të ndryshëm për qëllime të ndryshme. Për shembull, një vinç elektromagnetik përdoret në impiantet metalurgjike dhe të përpunimit të metaleve për të lëvizur hekurishtet dhe pjesët e përfunduara. Fabrikat shpesh punojnë me makina që quhen gjithashtu "tabela magnetike", në të cilat mund të punoni me produkte hekuri ose çeliku që janë të fiksuara me magnet duke përdorur elektromagnetë të fuqishëm. Ju vetëm duhet të ndizni rrymën për të siguruar fort pjesën në çdo pozicion të dëshiruar në tryezë, fikni rrymën për të çliruar produktin. Gjatë paketimit të xeheve magnetike nga ato jomagnetike, për shembull, kur pastrohen pjesët e mineralit të hekurit nga shkëmbi i mbeturinave, përdoren ndarës magnetikë, në të cilët minerali që pastrohet kalon nëpër një fushë magnetike të fuqishme elektromagnetësh, e cila mbledh të gjithë elementët magnetikë nga atë.
Do të na duhen:
Rregullat e sigurisë:
Dhe tani tek udhëzimet:
1.Mbulojeni telin e bakrit rreth gozhdës, por në mënyrë që të ketë mbetur rreth 30 cm në çdo skaj, sigurohuni që teli të jetë i përdredhur vetëm në një drejtim ose do të keni dy fusha të vogla që do të ndërhyjnë me njëra-tjetrën. E RËNDËSISHME: Teli duhet të jetë i mbështjellë në mënyrë që të shtrihet jo shumë larg skelit të mëparshëm, por të mos jetë sipër tij.
Këshillë: Sa më shumë shtresa, aq më i fortë është magneti, madje mund të bëni një me shumë shtresa.
Së bashku me magnetët e përhershëm, që nga shekulli i 19-të, njerëzit filluan të përdorin në mënyrë aktive magnete të ndryshueshme në teknologji dhe jetën e përditshme, funksionimi i të cilave mund të rregullohet nga furnizimi me rrymë elektrike. Strukturisht, një elektromagnet i thjeshtë është një spirale e materialit izolues elektrik me një tel të plagosur mbi të. Nëse keni një grup minimal materialesh dhe mjetesh, nuk është e vështirë të bëni vetë një elektromagnet. Ne do t'ju tregojmë se si ta bëni këtë në këtë artikull.
Kur rryma elektrike kalon nëpër një përcjellës, një fushë magnetike shfaqet rreth telit kur rryma është e fikur, fusha zhduket. Për të përmirësuar vetitë magnetike, një bërthamë çeliku mund të futet në qendër të spirales ose mund të rritet rryma.
Elektromagnetët mund të përdoren për të zgjidhur një sërë problemesh:
Elektromagneti më i thjeshtë, mjaft i përshtatshëm për zgjidhjen e një game të vogël problemesh praktike shtëpiake, mund të bëhet me duart tuaja pa përdorur një spirale.
Për punë, përgatitni materialet e mëposhtme:
Nga veglat, përgatitni gërshërë ose prerëse teli (prerëse anësore) për prerjen e telave, pincës dhe një çakmak.
Faza e parë është mbështjellja e telit elektrik. Era disa qindra kthesa teli të hollë direkt në bërthamën e çelikut (gozhdë). Kryerja e këtij procesi me dorë kërkon mjaft kohë. Përdorni një pajisje të thjeshtë dredha-dredha. Mbërtheni gozhdën në çanta të një kaçavide ose stërvitje elektrike, ndizni mjetin dhe, duke e drejtuar telin, mbështilleni atë. Mbështilleni copat e telit me diametër më të madh në skajet e telit të plagosur dhe izoloni pikat e kontaktit me shirit izolues.
Kur përdorni magnetin, gjithçka që mbetet është të lidhni skajet e lira të telave me polet e burimit aktual. Shpërndarja e polaritetit të lidhjes nuk ndikon në funksionimin e pajisjes.
Për lehtësinë e përdorimit, ne sugjerojmë të përmirësoni pak diagramin që rezulton. Dy elementë të tjerë duhet të shtohen në listën e mësipërme. E para prej tyre është tela e tretë në izolimin PVC. E dyta është një çelës i çdo lloji (tastierë, buton, etj.).
Kështu, diagrami i lidhjes së elektromagnetit do të duket si ky:
teli i tretë përfundon qarkun, duke lidhur kontaktin e dytë të elektromagnetit me kontaktin e mbetur të baterisë.
Përdorimi i një ndërprerës, ndezja dhe fikja e elektromagnetit do të jetë shumë më i përshtatshëm.
Një elektromagnet më kompleks është bërë në bazë të një spirale të materialit izolues elektrik - kartoni, druri, plastika. Nëse nuk keni një element të tillë, është e lehtë ta bëni vetë. Merrni një tub të vogël nga materialet e treguara dhe ngjitni disa rondele me vrima në skajet. Është më mirë nëse rondele janë të vendosura në një distancë të vogël nga skajet e spirales.
Edhe një fizikant fillestar mund ta bëjë këtë. Artikulli ofron tre opsione se si të bëni një elektromagnet në shtëpi. Provojeni, do të keni sukses!
Në opsionin e parë ka udhëzime me detaje se si të bëni një elektromagnet të thjeshtë. Përgatitni:
a jeni gati? Ne mbledhim strukturën. Së pari, rondele vendosen në rrufe në qiell. Tjetra, kaseta është plagosur (kjo do të parandalojë një qark të shkurtër), gjithçka është shtrënguar me një arrë. Rezultati ishte bërthama e elektromagnetit që po ndërtohej. Tani fundi i telit është ngjitur në fillin e bulonave. Filloni të mbështillni me kujdes telin rreth bërthamës, nga kthesa në kthesë. Pasi të kemi plagosur shtresën e parë, kthehemi në kthesën e parë. Tani kthesa e dytë është plagë. Sekuenca e veprimeve përsëritet disa herë. Çdo herë, dredha-dredha duhet të bëhet me kujdes, një shtresë pas tjetrës, nga kthesa në kthesë.
Rreth shtresës së pestë, numri i kthesave zvogëlohet, por dendësia mbetet e njëjtë. Si rezultat, marrim një lloj "llambë". Pas mbështjelljes së shtresës së fundit, mbështilleni bobinën me shirit elektrik. Një elektromagnet i thjeshtë është gati.
Si të bëni një elektromagnet, opsioni dy. Përgatitni:
Përdorni pincë për të kafshuar majën e mprehtë të thoit. Regjistro këtë prerje. Fundi duhet të jetë i barabartë. E vendosim në furrë dhe e lëmë të ftohet. Hiqni depozitat e karbonit. Le të fillojmë me izolimin. Ne vendosim një kambrik në gozhdë, instalojmë rondele në të dy anët në mënyrë që dredha-dredha të mos shkojë përtej kambrikut. E mbështjellim telin rreth kambrikut në kthesa të ngushta. Kur shtresa e parë të jetë gati, mbështilleni shtresën me letër dhe vazhdoni në shtresën tjetër. Më shumë kthesa do të thotë një elektromagnet më i fortë. Mos harroni të nxirrni telat pas përfundimit të mbështjelljes. Skajet hiqen dhe lidhen me çdo burim aktual.
Opsioni tre. Si të bëni një elektromagnet të fuqishëm? Ky elektromagnet, si ai i mëparshmi, do të funksionojë nga energjia elektrike. Kjo do të thotë se fuqia është e rregulluar, d.m.th. mund të shtohet ose të zbritet. Pra, si të bëni një elektromagnet të fuqishëm? Gatim:
Tani le të fillojmë. Për të filluar, një sqarim: nëse nuk ka gozhdë, është mjaft e mundur të përdorni një shufër hekuri (ose diçka të ngjashme). Theksi kryesor është te materiali (hekuri) dhe vetë forma. Shufra duhet të jetë e gjatë, jo e shtrembër. duhet të mbështillet mbi të në mënyrë të barabartë, pa boshllëqe. Tani në lidhje me telin. Siç e keni kuptuar tashmë, vetëm bakri do të bëjë. Ku mund ta marr? Nga çdo furnizim me energji elektrike. Për shembull, një transformator i vogël nga një gjenerator i vogël. Përqendrohuni në diametrin e spirales: nuk duhet të jetë shumë i madh. Idealisht - madhësi të mesme. Thyejeni (ose prerë) plastikën në mënyrë që të mund ta lëshoni telin më shpejt. E gjithë spiralja ka shumë të ngjarë të mos jetë e nevojshme.
Hapi tjetër. Marrim një gozhdë (ose një analog të gjetur) dhe e mbështjellim telin rreth tij (në mënyrë të barabartë). Çdo kthesë duhet të përshtatet fort me atë të mëparshme. E përsëris: nuk duhet të ketë hapësira. Mbështilleni në disa shtresa (minimumi katër). Mos e thyeni rastësisht spiralen kur mbështilleni: prishja e lidhjes nuk do të lejojë që pajisja që po ndërtohet të funksionojë. Tani vizatojmë dy përcjellës: fillimi i mbështjelljes dhe fundi i mbështjelljes. Ne pastrojmë të dy kontaktet. Me kujdes, me kujdes. Teli bakri, siç e dini, është shumë, shumë i brishtë. Mos e dëmtoni, përndryshe do ta prishni lehtë kontaktin. Pas zhveshjes, të dy kontaktet lidhen me furnizimin me energji elektrike. Dhe gjithashtu mund të shkoni te çelësi nëse dëshironi.
Kjo është ajo. Zgjidhni një opsion dhe provojeni. fat të mirë!
Një elektromagnet krijon një fushë magnetike përmes një spirale të rrymës elektrike. Për të forcuar këtë fushë dhe për të drejtuar fluksin magnetik përgjatë një rruge të caktuar, shumica e elektromagnetëve kanë një bërthamë magnetike të bërë prej çeliku të butë magnetik.
Aplikimi i elektromagneteve
Elektromagnetët janë bërë aq të përhapur sa është e vështirë të përmendet një fushë e teknologjisë ku ato nuk përdoren në një formë ose në një tjetër. Ato gjenden në shumë pajisje shtëpiake - rroje elektrike, magnetofon, televizor, etj. Pajisjet e komunikimit - telefonia, telegrafia dhe radio - janë të paimagjinueshme pa përdorimin e tyre.
Elektromagnetët janë pjesë përbërëse e makinave elektrike, shumë pajisjeve të automatizimit industrial, pajisjeve të kontrollit dhe mbrojtjes për instalime të ndryshme elektrike. Një fushë në zhvillim e aplikimit për elektromagnetët janë pajisjet mjekësore. Së fundi, elektromagnetët gjigantë përdoren në sinkrofazotrone për të përshpejtuar grimcat elementare.
Pesha e elektromagnetëve varion nga fraksionet e një gram në qindra ton, dhe fuqia elektrike e konsumuar gjatë funksionimit të tyre varion nga milivat në dhjetëra mijëra kilovat.
Një fushë e veçantë e aplikimit për elektromagnetët janë mekanizmat elektromagnetikë. Në to, elektromagnetët përdoren si një makinë për të kryer lëvizjen e nevojshme përkthimore të trupit të punës ose për ta rrotulluar atë brenda një këndi të kufizuar, ose për të krijuar një forcë mbajtëse.
Një shembull i elektromagnetëve të tillë janë elektromagnetët tërheqës, të projektuar për të kryer punë specifike kur lëvizin pjesë të caktuara të punës; bravë elektromagnetike; tufa elektromagnetike dhe bashkimet e frenimit dhe elektromagnetët e frenave; elektromagnet që aktivizojnë pajisjet e kontaktit në rele, kontaktorë, startues, ndërprerës; elektromagnetët ngritës, elektromagnetët vibrator etj.
Në një numër pajisjesh, së bashku me elektromagnetët ose në vend të tyre, përdoren magnet të përhershëm (për shembull, pllaka magnetike të makinave metalprerëse, pajisje frenimi, bravë magnetike, etj.).
Klasifikimi i elektromagnetëve
Elektromagnetët janë shumë të ndryshëm në dizajn, të cilët ndryshojnë në karakteristikat dhe parametrat e tyre, kështu që klasifikimi lehtëson studimin e proceseve që ndodhin gjatë funksionimit të tyre.
Në varësi të metodës së krijimit të fluksit magnetik dhe natyrës së forcës magnetizuese aktuale, elektromagnetët ndahen në tre grupe: elektromagnetët DC neutrale, elektromagnetët e polarizuar DC dhe elektromagnetët e rrymës alternative.
Elektromagnetet neutrale
Në elektromagnetet neutrale DC, fluksi magnetik i punës krijohet duke përdorur një dredha-dredha DC. Veprimi i elektromagnetit varet vetëm nga madhësia e këtij fluksi dhe nuk varet nga drejtimi i tij, dhe për rrjedhojë, nga drejtimi i rrymës në mbështjelljen e elektromagnetit. Në mungesë të rrymës, fluksi magnetik dhe forca tërheqëse që vepron në armaturë janë praktikisht zero.
Elektromagnetët e polarizuar
Elektromagnetet e polarizuara karakterizohen nga prania e dy flukseve magnetike të pavarura: Fluksi magnetik polarizues në shumicën e rasteve krijohet duke përdorur magnet të përhershëm forca magnetizuese e mbështjelljes së punës ose e kontrollit Nëse rryma është në mungojnë, forca tërheqëse e krijuar nga fluksi magnetik polarizues vepron mbi armaturën , d.m.th., në drejtimin e rrymës në mbështjelljen e punës.
elektromagnet AC
Në elektromagnetët AC, dredha-dredha mundësohet nga një burim AC. Fluksi magnetik i krijuar nga mbështjellja përmes së cilës kalon rryma alternative ndryshon periodikisht në madhësi dhe drejtim (fluksi magnetik alternativ), duke rezultuar në forcën e tërheqjes elektromagnetike që pulson nga zero në maksimum me dyfishin e frekuencës së rrymës së furnizimit.
Sidoqoftë, për elektromagnetët tërheqës, një ulje e forcës elektromagnetike nën një nivel të caktuar është e papranueshme, pasi kjo çon në dridhje të armaturës dhe në disa raste në një ndërprerje të drejtpërdrejtë të funksionimit normal. Prandaj, në elektromagnetët tërheqës që veprojnë me një fluks magnetik të alternuar, është e nevojshme të përdoren masa për të zvogëluar thellësinë e pulsimit të forcës (për shembull, përdorni një spirale mbrojtëse që mbulon një pjesë të polit elektromagnet).
Përveç varieteteve të listuara, tani përdoren gjerësisht elektromagnetët korrigjues të rrymës, të cilët për sa i përket furnizimit me energji elektrike mund të klasifikohen si elektromagnet me rrymë alternative dhe në karakteristikat e tyre janë afër elektromagnetëve të rrymës së drejtpërdrejtë. Sepse ka ende disa veçori specifike të punës së tyre.
Në varësi të mënyrës së ndezjes, dallohen mbështjelljet elektromagnet me mbështjellje seri dhe paralele.
Mbështjelljet e serisë, që funksionojnë në një rrymë të caktuar, bëhen me një numër të vogël kthesash të një seksioni të madh. Rryma që kalon nëpër një mbështjellje të tillë praktikisht nuk varet nga parametrat e saj, por përcaktohet nga karakteristikat e konsumatorëve të lidhur në seri me mbështjelljen.
Mbështjelljet paralele, që funksionojnë në një tension të caktuar, kanë, si rregull, një numër shumë të madh kthesash dhe janë bërë prej teli me seksion të vogël.
Nga natyra e dredha-dredha elektromagnetët ndahen në punues në mënyrat afatgjata, të ndërprera dhe afatshkurtra.
Nga shpejtësia e veprimit elektromagnetët mund të jenë me shpejtësi normale e veprimit, me veprim të shpejtë dhe me veprim të ngadaltë. Kjo ndarje është disi arbitrare dhe kryesisht tregon nëse janë marrë masa të veçanta për të marrë shpejtësinë e kërkuar të veprimit.
Të gjitha karakteristikat e mësipërme lënë gjurmë në tiparet e projektimit të elektromagnetëve.
Ngritja e elektromagnetëve
Pajisja elektromagnete
Në të njëjtën kohë, me gjithë shumëllojshmërinë e elektromagnetëve të hasur në praktikë, ato përbëhen nga pjesë themelore me të njëjtin qëllim. Këto përfshijnë një spirale me një mbështjellje magnetizuese të vendosur mbi të (mund të ketë disa mbështjellje dhe disa mbështjellje), një pjesë të palëvizshme të qarkut magnetik të bërë nga materiali ferromagnetik (zgjedha dhe bërthama) dhe një pjesë lëvizëse e qarkut magnetik (armatura). Në disa raste, pjesa e palëvizshme e qarkut magnetik përbëhet nga disa pjesë (bazë, strehim, fllanxha, etj.). A)
Armatura është e ndarë nga pjesët e mbetura të qarkut magnetik me boshllëqe ajri dhe është një pjesë e elektromagnetit, i cili, duke perceptuar forcën elektromagnetike, e transmeton atë në pjesët përkatëse të mekanizmit të drejtuar.
Sipërfaqet e pjesës lëvizëse ose të palëvizshme të qarkut magnetik që kufizojnë hendekun e ajrit të punës quhen pole.
Në varësi të vendndodhjes së armaturës në lidhje me pjesët e mbetura të elektromagnetit, ekzistojnë elektromagnetët me një armaturë tërheqëse të jashtme, elektromagnetët me një armaturë tërheqëse dhe elektromagnetët me një armaturë të jashtme lëvizëse tërthore.
Tipar karakteristik elektromagnet me armaturë tërheqëse të jashtmeështë vendndodhja e jashtme e armaturës në lidhje me mbështjelljen. Ai ndikohet kryesisht nga rrjedha e punës që kalon nga armatura në fund të kapakut të bërthamës. Natyra e lëvizjes së armaturës mund të jetë rrotulluese (për shembull, një solenoid i valvulës) ose përkthimore. Rrjedhat e rrjedhjes (të mbyllura përveç hendekut të punës) në elektromagnetë të tillë praktikisht nuk krijojnë forcë tërheqëse, dhe për këtë arsye ato kërkohen të zvogëlohen. Elektromagnetët e këtij grupi janë në gjendje të zhvillojnë një forcë mjaft të madhe, por zakonisht përdoren me goditje relativisht të vogla të punës së armaturës.
Veçori elektromagnetë me armaturë të tërheqshme janë vendosja e pjesshme e armaturës në pozicionin e saj fillestar brenda bobinës dhe lëvizja e saj e mëtejshme në bobina gjatë funksionimit. Flukset e rrjedhjes së elektromagnetëve të tillë, veçanërisht me boshllëqe të mëdha ajri, krijojnë një forcë të caktuar tërheqëse, si rezultat i së cilës ato janë të dobishme, veçanërisht me goditje relativisht të mëdha të armaturës. Të tillë elektromagnetë mund të bëhen me ose pa ndalesë, dhe forma e sipërfaqeve që formojnë hendekun e punës mund të jetë e ndryshme në varësi të asaj karakteristike tërheqëse duhet të merret.
Elektromagnetët me armaturë të anulueshme mund të zhvillojnë forca dhe të kenë goditje të armaturës që ndryshojnë në një gamë shumë të gjerë, gjë që i bën ato të përhapura.
NË elektromagnet me një armaturë të jashtme lëvizëse tërthore armatura lëviz nëpër linjat magnetike të forcës, duke u kthyer përmes një këndi të caktuar të kufizuar. Të tillë elektromagnetë zakonisht zhvillojnë forca relativisht të vogla, por ato lejojnë, duke përputhur siç duhet format e poleve dhe armaturës, të marrin ndryshime në karakteristikat e tërheqjes dhe një koeficient të lartë kthimi.
Në secilin nga tre grupet e listuara të elektromagnetëve, nga ana tjetër, ka një numër ndryshimesh të projektimit që lidhen si me natyrën e rrymës që rrjedh nëpër dredha-dredha, ashtu edhe me nevojën për të siguruar karakteristikat dhe parametrat e specifikuar të elektromagnetëve.
Kjo video nga kanali Kreosan tregon se si të bëni magnetin tuaj elektrik. Ju duhet të merrni transformatorin nga mikrovala, ta prisni dhe të hiqni mbështjelljet. Do të funksionojnë edhe transformatorët e tjerë. Por i fuqishëm dhe i disponueshëm vetëm në mikrovalë.
Ne kemi nevojë për një dredha-dredha kryesore. Sapo e ndezëm dhe tashmë ka filluar të dridhet. Çfarë do të ndodhë kur të tërheqë hekurin? Është koha për të provuar elektromagnetin. Mund të furnizohet me 12, 24, 36, 48, 110, 220 volt. Në këtë rast, mund të ketë rrymë direkte dhe alternative. Le të ndezim baterinë e laptopit dhe të shohim se çfarë është në gjendje një i bërë vetë. Marrim një arrë dhe, me pjesëmarrjen e një elektromagneti, e shtypim me një derë. Siç mund ta shihni, ai u përball me lehtësi me arrë. Le të përpiqemi të ngremë diçka më të rëndë. Për shembull, një mbulesë pusetash.
Ekziston një ide për një matës të thjeshtë.
Tjetra. Një tjetër kanal (HM Show) publikoi një video me të njëjtën temë.
Ai tregoi se si të bëni një elektromagnet të thjeshtë në 5 minuta. Për të bërë një pajisje me duart tuaja, do t'ju duhet një shufër çeliku, tel bakri dhe çdo material izolues.
Së pari, izolojmë shufrën e çelikut me shirit ndërtimi dhe presim materialin e tepërt. Është e nevojshme të mbështillni telin e bakrit rreth materialit izolues në mënyrë që të ketë sa më pak boshllëqe ajri. Forca e magnetit varet nga kjo, si dhe trashësia e telit të bakrit, numri i kthesave dhe forca aktuale. Këta tregues duhet të zgjidhen eksperimentalisht. Pas mbështjelljes së telit, mbështilleni me material izolues.
I heqim skajet e telit. Ne e lidhim magnetin me furnizimin me energji elektrike dhe aplikojmë një tension prej katër volt me një rrymë prej 1 amper. Siç mund ta shihni, bulonat nuk magnetizohen mirë. Për të forcuar magnetin, ne e rrisim rrymën në 1.9 amper dhe rezultati ndryshon menjëherë për mirë! Me këtë forcë aktuale, ne tani mund të heqim jo vetëm bulonat, por edhe prerëset e telit dhe pincat. Provoni ta bëni duke përdorur një bateri dhe shkruajeni rezultatin në komente.
