Электромагниты и их применение

Если в соленоид поместить стальной сердечник и пропустить по его виткам электрический ток, то сердечник намагничивается и при­обретает   магнитные   свойства,   которыми   обладает   постоянный магнит.

Соленоид со стальным сердечником называется электромагни­том. При размыкании цепи обмотки электромагнита его стальной сердечник размагничивается.

Магнитное поле электромагнита во много раз сильнее поля со­леноида. Это объясняется тем, что намагниченный сердечник из ферромагнитного материала создает свое магнитное поле, которое, складываясь с магнитным полем соленоида, значительно увеличи­вает общее магнитное поле, образуемое током.

Для определения направления магнитных линий поля электро­магнита пользуются правилом буравчика. Практически для опре­деления полюсов электромагнита применяют магнитную стрелку.

Мощные электромагниты, подвешенные к подъемным кранам, служат для переноса изделий из стали и ее сплавов. Электромаг­ниты применяют на станочном оборудовании, в электродвигателях и во многих других устройствах. На сверлильных и плоскошлифо­вальных станках используют электромагнитные плиты (рис. 35). В такой плите помещается электромагнит, подключаемый к источ­нику постоянного тока. Электромагнит удерживает обрабатывае­мое ферромагнитное изделие на станке. После обработки детали выключают ток и снимают изделие со станка.

 На использовании электромагнита основано действие электро­магнитного пресса, значительно повышающего производительность труда при штамповке изделий. Пресс (рис. 36) состоит из электромагнита 1, укрепленного на корпусе 4, подвижного якоря 3, ползуна 2 и возвратной пружины. При прохождении тока по обмотке электромагнита якорь преодолевает сопротивление воз­вратной пружины и притягивается к электромагниту. При этом приходит в движение ползун 5, совершающий ударное действие на обрабатываемый прессом материал 6.

Таким образом, срабатывание поляризованного реле зависит от направления тока в его обмотке.

На этом свойстве основано применение поляризованного реле. Оно используется для того, чтобы по одному проводу передавались две различные команды, например «включено» и «выключено» или «да» и «нет» и др.

Для работы реле требуется весьма небольшой ток, а время сра­батывания его очень мало.

Билет 19 2 вопрос

Электрический генератор

Электрический генератор — это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.

Первый генератор электрического тока, основанный на явлении электромагнитной индукции, был построен в 1832 г. парижскими техниками братьями Пиксин. Этим генератором трудно было пользоваться, так как приходилось вращать тяжелый постоянный магнит, чтобы в двух проволочных катушках, укрепленных неподвижно вблизи его полюсов, возникал переменный электрический ток. Генератор был снабжен устройством для выпрямления тока. Стремясь повысить мощность электрических машин, изобретатели увеличивали число магнитов и катушек. Одной из таких машин, построенной в 1843 г., был генератор Эмиля Штерера. У этой машины было три сильных подвижных магнита и шесть катушек, вращавшихся от рук вокруг вертикальной оси. Таким образом, на первом этапе развития электромагнитных генераторов тока (до 1851 г.) для получения магнитного поля применяли постоянные магниты. На втором этапе (1851—1867 гг.) создавались генераторы, у которых для увеличения мощности постоянные магниты были заменены электромагнитами. Их обмотка питалась током от самостоятельного небольшого генератора тока с постоянными магнитами. Подобная машина была создана англичанином Генри Уальдом в 1863 г.

До того, как была открыта связь между электричеством и магнетизмом, использовались электростатические генераторы, которые работали на основе принципов электростатики. Они могли вырабатывать высокое напряжение, но имели маленький ток. Их работа была основана на использовании наэлектризованных ремней, пластин и дисков для переноса электрических зарядов с одного электрода на другой. Заряды вырабатывались, используя один из двух механизмов:

• Электростатическую индукцию

• Трибоэлектрический эффект, при котором электрический заряд возникал из-за механического контакта двух диэлектриков

По причине низкой эффективности и сложностей с изоляцией машин, вырабатывающих высокие напряжения, электростатические генераторы имели низкую мощность и никогда не использовались для выработки электроэнергии в значимых для промышленности масштабах. Примерами доживших до наших дней машин подобного рода являются электрофорная машина и генератор Ван де Граафа.