Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
KCE__LR-3_Версия для печати.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
10.08.2019
Размер:
6.04 Mб
Скачать

1. В электрогазоочистке, для выделения из газового (воздушного) потока твердых тел или жидких частиц.

Например, в электрофильтрах на пылинки запыленного газа предварительно за счет ионизации «наносят» отрицательный заряд. Во время движения в электростатическом поле вблизи положительно заряженного электрода отрицательно заряженные пылинки движутся к положительному электроду и оседают на нем. Осадительный электрод периодически встряхивается и осевшая пыль ссыпается в бункер, а затем удаляется.

Созданы и успешно применяются электрофильтры для улавливания пыли, которая содержит серебро, медь, никель, цинк, свинец, магний и другие металлы. Трудно переоценить экологический эффект от использования электрофильтров для улавливания частиц в дымовых газах тепловых электростанций, котелен, предприятий металлургической промышленности, которые выбрасывают в воздух огромное количество всевозможных газов, загрязняющих атмосферу и окружающую среду. Созданы и успешно применяются электрофильтры для очистки воздуха в животноводческих помещениях и на птицефабриках с большой запыленностью и бактерицидностью. Некоторые агрегаты улавливаю 90 % пылевых частиц и 80 % микроорганизмов при потребляемой мощности всего 0,7 Вт.

2. Для электросепарации – разделения многокомпонентных частиц на составные части.

Например, в зерноочистительных машинах семена заряжаются и ориентируются вдоль силовых линий поля. Имея различную массу, семена при перемещении в электростатическом поле отклоняются (отрываются) в разных местах и «направляются» по различным ячейкам приемного бункера, поскольку степень перемещения их зависит от вида семян и их электрофизических свойств. Это позволяет из одной и той же партии семян выделить фракции с однородными качественными показателями.

3. Для электроокраски – нанесения твердых и жидких покрытий (красок) на изделия.

Например, в установках электростатической окраски вдуваемые пневматическим распылителем частицы краски заряжаются и превратившись в отрицательные ионы, движутся к положительно заряженным изделиям. Заряженные частицы попадают на изделие со всех сторон и равномерно плотным слоем краски окрашивают всю его поверхность.

Эксперимент 2. Изучение посредством моделирования основных понятий, связанных со стационарным магнитным полем.

Вы уже имеете опыт общения с магнитными полями. Наверняка Вы проводили простейший эксперимент, когда берут два постоянных магнита и сближают (или удаляют) их полюсы. Этот опыт демонстрировал, что в пространстве между полюсами имеется силовое поле, позволяющее магнитам бесконтактно взаимодействовать. Вы убедились в том, что какие-то невидимые глазу силы притягивали или отталкивали два твердых тела.

Надо заметить, что, вообще говоря, люди давно имели представление о магнитах и наличии у них силовых полей, позволяющих осуществлять телам бесконтактное взаимодействие. История магнетизма изобилует многими любопытными сюжетами.

Так еще Тит Лукреций Кар в своей книге «О природе вещей» писал:

«Мне остается сказать, по какому закону природы

Может железо к себе притягивать камень, который

Греки «магнитом» зовут по названию месторождения,

Ибо находится он в пределах отчизны магнетов…»

Считается, что китайцы использовали компас уже около 2500 г. до н.э. Возможно это и не так, но то, что Фалесу Милетскому в шестом столетии до нашей эры было известно о притяжении магнитного железняка к железу, не вызывает сомнения. Уильям Гильберт написал в 1600 г., что «по счастливой случайности плавильщики железа или рудокопы открыли магнетизм еще в 800 г. до н. э.».

В школе вы достаточно подробно знакомились с магнитами и полями, которые ими создаются. В частности, наглядным является опыт с металлическими опилками, который свидетельствует о том, что есть некие силы, которые ориентируют опилки строго определенным образом (рис.4).

Рис. 4. Графическое изображение картины магнитного поля, полученное при помощи железных опилок

Вам также известно, что магнитное поле может быть создано не только постоянными магнитами, но и движущимися электрическими зарядами. В этой связи, по аналогии с основной характеристикой электрического поля – напряженностью , которая определяется через силу, действующую на заряд, для описания магнитного поля используют тоже действующий на заряд вектор , который называют магнитной индукцией. Подчеркнем, что количественная характеристика магнитного поля аналогична напряженности электрического поля только в том смысле, что, как напряженность , так и магнитная индукция определяют силу, действующую на заряд.

Хотя вводимые для описания полей векторы и формально сходны, Вам говорили, что магнитное поле действует на заряд совсем не так, как электрическое. Магнит не притягивает и не отталкивает электрический заряд, а действует на него в направлении перпендикулярном к полю и к скорости заряда. Кроме того, как показывает опыт, магнитное поле на неподвижные заряды вообще не действует. Для того, чтобы на заряд со стороны магнитного поля действовала сила, требуется, чтобы он двигался (и притом не параллельно вектору ,как это было в случае электрического поля, иначе сила снова-таки обращается в нуль). Действие магнитного поля на движущийся заряд определяется формулой магнитной силы Лоренса

,

где – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц;

-величина заряда;

- магнитная индукция;

- скорость заряда;

- угол между направлением скорости заряда и вектором магнитной индукции .

Сила Лоренса направлена перпендикулярно к плоскости, в которой находятся вектор и скорости заряда . При этом максимального значения сила Лоренца достигает тогда, когда вектор скорости заряда перпендикулярен вектору магнитной индукции .

Статическое магнитное поле удобно изображать графически с помощью картины так называемых силовых магнитных линий.

Линией вектора магнитной индукции (магнитной силовой линией) называется линия (помеченная стрелочкой), касательная к которой в каждой точке пространства (поля) совпадает с направлением магнитной индукции .

Заметим, что наглядно демонстрировать в пространстве картину магнитного поля , даже представляемую замкнутыми магнитными линиями, весьма сложно. Поэтому, чтобы получить наглядное и удобное для анализа графическое изображение, замкнутые магнитные линии чаще всего проецируют на плоскость так, чтобы получались наглядные плоские картины.

Магнитное поле может быть также создано электрическими зарядами, которые движутся в проводнике, создавая электрический ток (вспомните: ток это есть упорядоченное движение зарядов). Вам демонстрировали, что если на листе картона вокруг проводника, перпендикулярно пронизывающего плоскость картона, разместить маленькие магнитные стрелки, то при включении сильного электрического тока стрелки расположатся по касательным к окружности с центром в точке, где проводник пересекает картон. Это свидетельствует о том, что силовые линии вектора прямого проводника с током являются окружностями.

В частности, если ток, создающий магнитное поле, течет по очень тонкому прямому проводнику, пересекающему перпендикулярную к нему плоскость, то оставшийся в виде точки след на плоскости будут окружать замкнутые в виде окружностей линии магнитного поля , что является весьма наглядным (рис.5).

Рис. 5. Графическое изображение картины магнитного поля для тонкого прямого провода с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле вокруг провода, которое можно характеризовать в виде замкнутых линий магнитной индукции В

Данный факт очень важен. Оказывается, что линии вектора магнитной индукции всегда замкнуты. Замкнутые линии нигде не начинаются и нигде не кончаются. Этим они отличаются от линий напряженности электрического поля, создаваемого источниками или стоками.

Замкнутость линий вектора означает, что в природе не существует магнитных зарядов. А поскольку магнитных зарядов нет, (в отличие от существующих в природе электрических), то вектор не имеет ни источников ни стоков. Если Вы вспомните, как мы определяли понятия стока и истока, то, несомненно, сразу определите, что для магнитного поля имеет место дивергенция равная нулю .

Поля, имеющие структуру, когда векторные линии нигде не начинаются и не кончаются, а замыкаются вокруг электрических токов, называют соленоидальными.

Соленоидальные поля создаются вихрями. В частности, можно говорить, что электрические токи служат вихрями вектора . В случае с проводником тока вихрем поля будет линия, по которой протекает ток и вокруг которой замыкаются линии поля.

Обратим внимание, что вихри, создающие магнитное поле, характеризуются свое величиной и направлением (например, проводник с током может быть по-разному ориентирован в пространстве и иметь различное направление протекания тока). Источники, как Вы помните, характеризуются только своей величиной; направления они, разумеется, не имеют. Иными словами, источники являются скалярными величинами, а вихри – векторными.

Элементарным источником естественно считать точечный заряд, а элементарным вихрем - тонкий проводник в виде прямой линии.

Вихри могут быть линейными, поверхностными или объемными. Примером линейного вихря магнитного поля может служить тонкий проводник с током. Макротоки и микротоки, текущие по поверхности проводника различной формы являются поверхностными вихрями вектора . Проводник с током, имеющий большое сечение представляет собой объемный вихрь вектора .

Соленоидальность поля и равенство нулю дивергенции требует по-новому взглянуть на свойства магнитного поля.

Во-первых, оказывается, что никак нельзя утверждать, что работа на любом замкнутом пути равна нулю, если силовые линии имеют вид окружности. В вихревом поле существуют такие замкнутые пути, на которых работа (циркуляция) не равна нулю. Следовательно, вихревое поле не является потенциальным.

В осмыслении последнего факта нам поможет введение нескольких понятий из векторного анализа.

Пусть , и - проекции вектора на оси координат Ох, Оy, Oz соответственно, то есть задано векторное поле

.

Будем считать также, что в этой области расположена гладкая или кусочно-гладкая кривая . Выберем на кривой одно из двух направлений движения и обозначим через вектор, имеющий в каждой точке направление, совпадающее с направлением движения по кривой в этой точке, а по модулю равный дифференциалу длины дуги:

.

Тогда криволинейный интеграл от скалярного произведения векторов и

называется циркуляцией векторного поля вдоль кривой . В силовом поле циркуляция выражает работу силового поля при перемещении материальной точки вдоль пути .

Итак, первое, мерой мощности полного вихря (заключенного в контуре) принято считать величину циркуляции вектора по данному контуру (работу силового поля, а не дивергенцию, как это было в случае электростатического поля).

Во-вторых, важным свойством соленоидального поля является его ротация.

Пусть опять , и - проекции вектора на оси координат Ох, Оy, Oz соответственно, и опять задано векторное поле

.

Тогда мерой ротации является векторная величина называемая ротором и обозначаемая символом . Величина ротора векторного поля равна

.

Ротор называют еще вихрем. Это название еще связано с тем, что он как бы «смешивает» производные и компоненты. Он как бы «следит» за тем, как меняются компоненты векторного поля в «чужих» направлениях. Таким образом, ротор – это некая мера вращения векторного поля.

Если Вы взглянете на картину электростатического поля электрического заряда, то увидите, что вращение поля отсутствует. Следовательно, не делая громоздких математических преобразований, можно утверждать, что для всякого потенциального поля . Другими словами – потенциальное поле является безвихревым. С другой стороны, мы уже отмечали, что у соленоидального стационарного магнитного поля .

Если плотность протекающего тока заданная величина, где - сечение проводника то стационарное магнитное поле может быть определено из решения системы уравнений

где -вектор напряженности магнитного поля.

Заметим, что вектор определяет магнитное поле, создаваемое только токами проводимости, а вектор - магнитное поле, создаваемое, как токами проводимости, так и имеющимися намагниченными телами.

Решение этой системы уравнений дает так называемый обобщенный закон Био-Савара, который позволяет вычислить магнитную индукцию, создаваемую элементом постоянным тока , расположенным в точке с радиус-вектором , в точке наблюдения с радиус – вектором

,

где - величина тока,

-магнитная проницаемость.

Вычислить магнитное поле аналитически (то есть получить результат в виде формулы) оказывается возможным для структур, имеющих достаточно высокую степень симметрии (прямой провод, поле кольца на оси симметрии). Для большинства структур расчет может быть проведен только численно.

Удобно для расчетов ввести векторную величину , называемую векторным потенциалом, которая связана с вектором магнитной индукции следующим образом . То есть величину, ротор которой дает возможность определить магнитное поле. Это позволяет находить магнитное поле в два приема. Сначала находится векторный потенциал , а затем определяется . Для целого класса задач и в ряде случаев такой путь анализа оказывается менее трудоемким, чем непосредственное применение закона Био- Савара.

Если силовая магнитная линия, есть линия на которой , то для построения такой линии достаточно вычислить модуль векторного потенциала в узлах координатной сетки и затем построить карту магнитных эквипотенциалей.

Введите в командное окно MATLAB Програму 8.

Изучите, какой вид будут иметь картина магнитного поля в случае если его вихрем является петля с постоянным током (круговой ток в плоскости ху).

Чтобы было легче ориентироваться в получаемых изображениях, следует иметь в виду, что круговой виток, по которому протекает ток, расположен в горизонтальной плоскости хОу при z=0. Ось Оz проходит через центр кругового тока. Фигуры, получаемые в результате компьютерного расчета, представляют изображение в плоскости yOz при х =0 (в этом случае магнитные силовые линии лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости витка). Виток при таком рассмотрении на фигурах будет представлять две точки, расположенные на оси Оу на удалении от центра на величину, равную радиусу витка. Магнитное поле визуализируется (представляется в виде изображения) так, что мы видим составляющие вектора магнитной индукции, расположенные в плоскости yOz.

На фигуре 1 изображен набор векторов , характеризующих в деталях расположение векторов , то есть структуру магнитного поля. Эти векторы являются касательными к силовым линиям магнитного поля.

Фигура 2 демонстрирует карту силовых линий магнитного поля. Направление силовых линий кругового поля зависит от направления электрического тока в проводнике и определяется так называемым правилом «буравчика». Если буравчик мысленно ввинчивать по направлению тока, то направление вращения его ручки будет совпадать с направлением магнитных силовых линий поля. Применяя это правило, можно узнать направление тока в проводнике, если известно направление силовых линий поля, созданного этим током.

Если в магнитное поле попадает движущаяся со скоростью заряженная частичка , то на нее будет воздействовать сила . Эта сила перпендикулярна векторам и , которая будет искривлять траекторию движения частицы.

На основании анализа изображений, получаемых путем визуализации структуры магнитного поля и его магнитных силовых линий, сделайте выводы о следующем.

Какую форму на плоскости имеет семейство замкнутых силовых линий магнитной напряженности, характеризующих вектор магнитной индукции? Имеет ли магнитное поле кругового витка с током стоки и истоки?

Имеются в картине силовых линий ротация, свидетельствующая о наличии вихрей магнитного поля. Сформулируйте, является ли исследуемое магнитное поле кругового витка с током потенциальным или соленоидальным.

На основании картины линий напряженности магнитного поля сделайте заключение о том, что будет происходить, если слева в представленное графически магнитное поле влетает пылинка (или молекула газа), имеющая положительный заряд.

Объясните, что будет происходить в статическом магнитном поле с пылинкой (или молекулой газа), имеющей отрицательный заряд, если она влетает слева в представленное графически магнитное поле.

Измените радиус витка, сделав его, вместо , равным . Опишите, в главных чертах, как изменилась картина магнитного поля.

В реальной жизни чаще приходится иметь дело не с одним круговым витком, а их набором, с различного рода катушками, состоящими из ряда витков (рис. 6) или так называемыми соленоидами. Так называемый соленоид образует ряд витков, имеющий форму спирали.

Соленоид – это катушка индуктивности  в виде намотанного на цилиндрическую поверхность изолированного проводника, по которому течёт электрический ток. Электрический ток в обмотке создает в окружающем пространстве магнитное поле соленоида.

Рис. 6. Катушки, состоящие из набора круговых витков

Рис. 7. Соленоид, внутрь которого введен сердечник

Сила магнитного  поля   катушки  с  током  зависит  от   числа  витков  катушки, от  силы  тока  в  цепи и от наличия сердечника в катушке. Чем  большее  число  витков  в катушке и чем больше сила тока, тем сильнее магнитное поле. Железный сердечник (рис. 7),  введенный   внутрь  катушки  с  током,    усиливает  магнитное  поле катушки.

Вокруг соленоида, при прохождении через него тока, образуется магнитное поле (рис.8). Несмотря на то, что ток в соленоиде движется по спирали можно считать соленоид эквивалентным пачке плотно примкнувших друг к другу токовых колец. Магнитное поле соленоида получается в результате сложения магнитных полей каждого витка и по форме напоминает магнитное поле прямолинейного магнита.

Силовые линии магнитного поля соленоида, так же как и в прямолинейном магните, выходят из одного конца соленоида и возвращаются в другой. Внутри соленоида они имеют одинаковое направление. Линии магнитного поля по-прежнему не имеют ни начала, ни конца и проходят сквозь центральную область соленоида, направляясь вне соленоида от северного полюса к южному, а внутри соленоида от южного полюса к северному

Рис. 8. Соленоид, состоящий из круговых витков: крестики внизу указывают на то, что ток вытекает, а токи вверху – что втекает

Концы соленоида обладают полярностью (рис.9, рис.10). Тот конец, из которого выходят силовые линии, является северным полюсом соленоида, а конец, в который силовые линии входят, — его южным полюсом.

Рис. 9. Подобие магнитных полей соленоида и постоянного магнита

Рис. 10. Полюса соленоида обладают полярностью

Полюса соленоида можно определить по правилу правой руки, но для этого надо знать направление тока в его витках. Если наложить на соленоид правую руку ладонью вниз, так чтобы ток как бы выходил из пальцев, то отогнутый большой палец укажет на северный полюс соленоида. Из этого правила следует, что полярность соленоида зависит от направления тока в нем. В этом нетрудно убедиться практически, поднеся к одному из полюсов соленоида магнитную стрелку и затем изменив направление тока в соленоиде. Стрелка моментально повернется на 180°, т. е. укажет на то, что полюсы соленоида изменились.

Изученные свойства стационарного магнитного поля находят широкое применение в практической жизни и в промышленности.

1. В частности, соленоид обладает свойством втягивать в себя легкие железные предметы. Если внутрь соленоида поместить стальной брусок, то через некоторое время под действием магнитного поля соленоида брусок намагнитится. Этот способ применяют при изготовлении электромагнитов. Полюсы электромагнита, как и соленоида, определяются по правилу правой руки. Если в обмотке электромагнита изменить направление тока, то в соответствии с этим изменится и полярность электромагнита.

Электромагнит представляет собой устройство (соленоид с помещенным внутрь нее железным сердечником), создающее магнитное поле при прохождении электрического тока, предназначенное для создания механического усилия.

Формы и размеры электромагнитов разнообразны, однако общее устройство всех их одинаково. Обычно электромагнит состоит из обмотки (катушки) и магнитопровода (ферромагнитного сердечника), который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке тока. В электромагнитах, предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь (подвижная часть), передающий усилие. Обмотку электромагнитов изготавливают из изолированного алюминиевого или медного провода.

Катушка электромагнита представляет собой каркас имеющий различные формы в зависимости от назначения электромагнита. На каркас намотана в несколько слоев медная изолированная проволока — обмотка электромагнита. Она имеет различно число витков и изготовляется из проволоки различного диаметра, в зависимости от назначения электромагнита. Для предохранения изоляции обмотки от механических повреждений обмотку покрывают одним или несколькими слоями бумаги или каким-либо другим изолирующим материалом. Начало и конец обмотки выводят наружу и присоединяют к выводным клеммам, укрепленным на каркасе, или к гибким проводникам с наконечниками на концах.

Катушка электромагнита насажена на магнитопровод, который изготавливают из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи (токи Фуко) магнитопроводы выполняют делают составными из тонких листов, изолированных друг от друга. Формы сердечников могут быть различными, в зависимости от назначения электромагнита.

Если по обмотке электромагнита пропустить электрический ток, то вокруг обмотки образуется магнитное поле, которое намагничивает сердечник. Так как сердечник сделан из мягкого железа, то он намагнитится мгновенно. Если затем выключить ток, то магнитные свойства сердечника также быстро исчезнут, и он перестанет быть магнитом (рис.11).

Рис. 11. Простейшая конструкция электромагнита. При прохождении тока скрепка будет притянута к сердечнику, выполненному в виде винта

Сила же притяжения электромагнита не является величиной постоянной. Один и тот же электромагнит может обладать различной силой притяжения.

Сила притяжения электромагнита зависит от величины тока, проходящего через обмотку этого электромагнита. Чем больше ток, тем больше сила притяжения электромагнита, и, наоборот, чем меньше ток в обмотке электромагнита, тем с меньшей силой он притягивает к себе магнитные тела.

Кроме того, сила его притяжения электромагнита будут тем больше, чем большее количество витков имеет обмотка. Если, например, взять два электромагнита одинакового устройства и размеров, но один с небольшим числом витков обмотки, а другой — с гораздо большим, то нетрудно убедиться, что при одном и том же токе сила притяжения последнего будет гораздо больше. Действительно, чем больше число витков обмотки, тем большее при данном токе создается вокруг этой обмотки магнитное поле, так как оно слагается из магнитных полей каждого витка. Значит, магнитный поток электромагнита, а, следовательно, и сила его притяжения будут тем больше, чем большее количество витков имеет обмотка.

Есть еще одна причина, влияющая на величину магнитного потока электромагнита. Это — качество его магнитной цепи.

Магнитной цепью называется путь, по которому замыкается магнитный поток. Магнитная цепь обладает определенным магнитным сопротивлением. Магнитное сопротивление зависит от магнитной проницаемости среды, через которую проходит магнитный поток. Чем больше магнитная проницаемость этой среды, тем меньше ее магнитное сопротивление. Так как магнитная проницаемость ферромагнитных тел (железа, стали) во много раз больше магнитной проницаемости воздуха, поэтому выгоднее делать электромагниты так, чтобы их магнитная цепь не содержала в себе воздушных участков. Произведение силы тока на число витков обмотки электромагнита называется магнитодвижущей силой. Магнитодвижущая сила измеряется числом ампер-витков. Например, по обмотке электромагнита, имеющего 1200 витков, проходит ток силой 50 мА. Магнитодвижущая сила такого электромагнита равна 0,05 х 1200 = 60 ампер-витков.

Число витков обмотки и магнитное сопротивление для каждого электромагнита есть величина постоянная. Поэтому магнитный поток данного электромагнита изменяется только с изменением тока, проходящего по обмотке. Так как сила притяжения электромагнита обусловливается его магнитным потоком, то, чтобы увеличить (или уменьшить) силу притяжения электромагнита, надо соответственно увеличить (или уменьшить) ток в его обмотке.

Большинство технических применений магнитов основывается на их способности притягивать и удерживать железные предметы. И в этих применениях электромагниты имеют огромные преимущества перед постоянными магнитами, ибо изменение силы тока в обмотке электромагнита позволяет быстро изменять его подъемную силу.

Сила, с которой магнит притягивает железо, резко убывает по мере увеличения расстояния между магнитом и железом. Поэтому для определенности подъемной силой магнита условились называть силу, с которой магнит удерживает железо, расположенное в непосредственной близости к нему; другими словами, подъемная сила магнита равна той силе, которая необходима, чтобы оторвать от магнита притянутый к нему кусок чистого мягкого железа.

Чтобы получить электромагнит с возможно большей подъемной силой, нужно увеличить площадь соприкосновения полюсов магнита с притягиваемым железным предметом и добиться того, чтобы линии магнитного поля проходили только в железе. Этим требованиям хорошо удовлетворяет конструкция так называемого горшкообразного магнита, изображенного на рис. 12. Такой электромагнит, питаемый аккумулятором или батареей от карманного фонаря, удерживает груз массы 80— 100 кг.

Рис. 12. Горшкообразный электромагнит в разобранном виде (а) и в разрезе (б): 1 — тело электромагнита, на выступ которого надевается обмотка 2, 3 — зажимы обмотки, 4 — якорь

Электромагниты с большой подъемной силой (рис.13) применяются в технике для весьма различных целей.

На  заводах применяются  электромагнитные подъемные краны, которые могут переносить огромные грузы без их крепления. Например, электромагнитный подъемный кран (рис.14) применяется на металлургических и металлообрабатывающих заводах для переноски железного лома (рис.15) и готовых изделий.

Рис. 13. Внешний вид электромагнитов с большой подемной силой

Рис. 14. Внешний вид крана для транспортировки железного лома

Рис. 15. Внешний вид электромагнита для переноски железного лома

На металлообрабатывающих заводах часто применяют также станки с так называемыми магнитными столами, на которых обрабатываемое железное или стальное изделие закрепляется притяжением сильных электромагнитов. Достаточно включить ток, чтобы надежно закрепить изделие в любом положении на столе; достаточно выключить ток, чтобы освободить его.

При отделении магнитных материалов от немагнитных, например, при отделении кусков железной руды от пустой породы (обогащение руды), применяют магнитные сепараторы, в которых очищаемый материал проходит через сильное магнитное поле электромагнитов, вытягивающее из него все магнитные частицы.

Чтобы избежать несчастных случаев, связанных с отключением тока, а также с целью сэкономить потребление электрической энергии, при электромагнитах стали устраивать особые приспособления.

После того как переносимые предметы подняты магнитом, сбоку опускаются и плотно закрываются прочные стальные подхватки, которые затем сами поддерживают груз, ток же во время транспортировки прерывается (рис.13).

В морских портах для перегрузки металлолома   используются , наверное, самые мощные  круглые грузоподъемные электромагниты. Их масса достигает 10 тонн, грузоподъемность до 64 тонн, а отрывное усилие до 128 тонн.

Перспективно использование  электромагнитов на скоростных транспортных средствах для создания " магнитной подушки" (рис.16).

или

 Рис. 16. Использование электромагнита для создания транспортных средств