Jak zwiększyć siłę elektromagnesu

Zawartość

• TL; DR (Too Long; Didnt Read)
• Wszystko o indukcji elektromagnetycznej
• Zwiększ bieżącą wielkość
• Zwiększ liczbę zwojów
• Użyj rdzenia ferro-magnetycznego

Elektromagnesy działają tak samo dobrze jak magnesy trwałe. W rzeczywistości są one jeszcze bardziej przydatne, ponieważ można je włączać i wyłączać. Elektromagnesy znajdziesz w dyskach twardych, głośnikach, a nawet w wyrafinowanym sprzęcie, takim jak maszyny do rezonansu magnetycznego i wielki zderzacz hadronów CERN w Genewie w Szwajcarii. Oczywiście potrzebujesz silniejszego elektromagnesu dla zderzacza cząstek niż dla głośnika, więc w jaki sposób naukowcy wytwarzają magnesy wystarczająco mocne, aby skupić wiązkę elektronów? Odpowiedź jest nieco bardziej skomplikowana niż zwykłe powiększanie ich, chociaż to część tego. Ważne są stosowane materiały, stosowane napięcie i temperatura otoczenia.

TL; DR (Too Long; Didnt Read)

Aby zwiększyć siłę elektromagnesu, możesz zwiększyć prąd siły, i jest na to kilka sposobów. Możesz także zwiększyć liczbę zwojów, obniżyć temperaturę otoczenia lub wymienić rdzeń niemagnetyczny na materiał ferromagnetyczny.

Wszystko o indukcji elektromagnetycznej

Duński naukowiec Hans Christian Orsted jako pierwszy zauważył, że prąd przepływający przez drut może wpływać na pobliski kompas. Innymi słowy, generuje pole magnetyczne. Jeśli owiniesz drut wokół rdzenia, tworząc tak zwany elektromagnes, końce rdzenia przyjmą przeciwne bieguny, podobnie jak magnes stały. Siła pola zależy od wielkości prądu, liczby zwojów i materiału rdzenia. To wszystko, co musisz pamiętać, jeśli chcesz wzmocnić magnes.

Zwiększ bieżącą wielkość

Zgodnie z prawem Ampèresa pole magnetyczne wokół drutu przewodzącego prąd jest wprost proporcjonalne do siły prądu. Innymi słowy, zwiększ siłę prądu i zwiększ pole magnetyczne, a jest na to więcej niż jeden sposób:

Zwiększ liczbę zwojów

Siła elektromagnesu, zwana także siłą elektromotoryczną (mmf), jest wprost proporcjonalna nie tylko do prądu (I), ale także do liczby zwojów (n) wokół elektromagnesu. Zwiększenie liczby zwojów jest prawdopodobnie najłatwiejszym sposobem na zwiększenie siły elektromagnesu. Ponieważ mmf = nI, podwojenie liczby zwojów podwaja siłę magnesu. Można owijać druty warstwami wokół rdzenia elektromagnesu. Pole magnetyczne pozostaje nienaruszone, gdy przewody stykają się ze sobą.

Użyj rdzenia ferro-magnetycznego

Jeśli chcesz, możesz zrobić elektromagnes, owijając druty wokół zużytej rolki ręczników papierowych, ale jeśli potrzebujesz silnego magnesu, owiń je wokół żelaznego rdzenia. Żelazo jest materiałem magnetycznym i magnesuje się po włączeniu prądu. Daje to w efekcie dwa magnesy w cenie jednego. Stal zawiera żelazo, więc będzie zachowywać się w ten sam sposób, choć nie tak mocno. Dwa inne metale ferromagnetyczne, które możesz napotkać, to nikiel i kobalt.