Zawartość
Elektromagnesy to proste urządzenia, które naśladują zachowanie magnesów naturalnych, z jedną ważną różnicą: zdolnością do zmiany siły pola magnetycznego z powodu generowanych elektrycznie pól magnetycznych. Różnicowanie któregokolwiek z czterech podstawowych elementów elektromagnesu pozwala odpowiednio ustawić natężenie pola.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Cztery główne czynniki wpływające na wytrzymałość elektromagnesu to liczba pętli, prąd, rozmiar drutu i obecność żelaznego rdzenia.
Liczba pętli
Elektromagnes składa się z cewki z drutu owiniętego wokół metalowego rdzenia - zwykle z żelaza - i podłączonego do akumulatora. Gdy prąd elektryczny porusza się wokół pętli cewki, wytwarza pole magnetyczne podobne do małego magnesu prętowego. Ma biegun północny po jednej stronie pętli i biegun południowy po drugiej. Ponieważ cewka jest wykonana z jednego ciągłego drutu, pola magnetyczne każdej pętli „układają się”, tworząc coś w rodzaju dużego magnesu prętowego. Jednym ze sposobów zwiększenia lub zmniejszenia siły pola magnetycznego jest zmiana liczby pętli w cewce. Im więcej pętli dodasz, tym silniejsze będzie pole. Im więcej pętli usuniesz, tym słabsze będzie pole.
Metalowy rdzeń
Metal wewnątrz cewki powiększa wytwarzane przez nią pole. Zmiana metalowego rdzenia na inny metal spowoduje, że elektromagnes będzie silniejszy lub słabszy. Rdzenie żelazne tworzą bardzo silne pola. Rdzenie stalowe osłabiają pola. Rdzenie neodymowe tworzą najsilniejsze pola. Częściowe wysunięcie rdzenia z cewki osłabi pole, ponieważ jest w nim mniej metalu.
Prąd akumulatora
Zmiana ilości prądu przepływającego przez elektromagnes zmieni również wytwarzane pole. Im większy prąd w cewce, tym silniejsze będzie pole magnetyczne. I odwrotnie, obniżenie napięcia akumulatora zmniejsza prąd, osłabiając pole. Fakt ten ma jednak komplikację: gdy zwiększasz prąd, druty magnesu stają się cieplejsze i możliwe, że smażą delikatną izolację elektryczną, bez której magnes nie działa.
Rozmiar przewodu
Chociaż druty metalowe są bardzo wydajnymi przewodnikami elektryczności, nadal mają pewien opór dla przepływu prądu. Użycie większych grubości drutu na cewce zmniejszy ten wrodzony opór. Zwiększy to prąd, a zatem pole. Zastosowanie mniejszych mierników zwiększy opór, zmniejszy prąd i osłabi pole. Zastosowanie różnych rodzajów drutu metalowego również wpłynie na natężenie pola, ponieważ każdy metal ma inną nieodłączną odporność na prąd.