Существуют четыре фундаментальные силы физики, и одна из них называется электромагнетизм. Обычные магниты имеют ограниченное применение.
Электромагнит - это устройство, которое создает магнитное поле во время прохождения электрического тока.
Поскольку электричество может быть включено и выключено, то же самое касается и электромагнита. Он даже может быть ослаблен или усилен путем уменьшения или увеличения тока. Электромагниты находят свое применение в различных повседневных электроприборах, в разных областях промышленности, от обычных переключателей до двигательных установок космических аппаратов.
Что такое электромагнит? Электромагнит можно рассматривать как временный магнит, который функционирует с потоком электричества, и его полярность может быть легко изменена путем изменения направления тока. Также сила электромагнита может быть изменена путем изменения величины тока, протекающего через него. Сфера применения электромагнетизма необычайно широка. Например, магнитные выключатели являются предпочтительными в использовании тем, что они менее восприимчивы к изменениям температуры и способны поддерживать номинальный ток без ложного срабатывания.
Вот некоторые из примеров, где используются электромагниты:
- Моторы и генераторы. Благодаря электромагнитам стало возможным производство электродвигателей и генераторов, которые работают по принципу электромагнитной индукции. Это явление было открыто ученым Майклом Фарадеем. Он доказал, что электрический ток создает магнитное поле.
Генератор использует внешнюю силу ветра, движущейся воды или пара, вращает вал, который заставляет двигаться набор магнитов вокруг спирального провода, чтобы создать электрический ток. Таким образом, электромагниты преобразуют в электрическую другие виды энергии.
- Практика промышленного использования. Только материалы, сделанные из железа, никеля, кобальта или их сплавов, а также некоторые природные минералы реагируют на магнитное поле. Где используют электромагниты? Одной из сфер практического применения является сортировка металлов. Поскольку упомянутые элементы используются в производстве, с помощью электромагнита эффективно сортируют железосодержащие сплавы.
- С помощью электромагнитов можно также поднимать и перемещать массивные объекты, например, автомобили перед утилизацией. Они также используются в транспортировке.
- Электромагниты часто используются для хранения информации, так как многие материалы способны поглощать магнитное поле, которое может быть впоследствии считано для извлечения информации.
- В быту электромагниты используются в ряде бытовых приборов. Одной из полезных характеристик электромагнита является возможность изменения магнитной силы, при изменении силы и направление тока, текущего через катушки или обмотки вокруг него. Колонки, громкоговорители и магнитофоны - это устройства, в которых реализуется этот эффект.
Некоторые электромагниты могут быть очень сильными, причем их сила может регулироваться. Простейшими примерами служат электромагнитные замки. Используется электромагнитная блокировка для двери, создавая сильное поле. Пока ток проходит через электромагнит, дверь остается закрытой.
Телевизоры, компьютеры, автомобили, лифты и копировальные аппараты - вот где применяют электромагниты, и это далеко не полный список.
Силу электромагнитного поля можно регулировать путем изменения электрического тока, проходящего через провода, обернутые вокруг магнита. Если изменить направление электрического тока, полярность магнитного поля также меняется на противоположную. Этот эффект используется для создания полей в магнитной ленте или жестком диске компьютера для хранения информации, а также в громкоговорителях акустических колонок в радио, телевизоре и стереосистемах.
Контрольные вопросы
1. Что является «прямой» задачей при расчете неразветвленной магнитной цепи?
2. Что является «обратной» задачей при расчете неразветвленной магнитной цепи?
3. Что произойдет с проводником, по которому протекает электрический ток, если его поместить в магнитное поле?
4. Каким образом можно определить направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?
5. Каким образом можно изменить направление электромагнитной силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?
6. Сформулируйте закон Ампера (для определения величины электромагнитной силы).
7. Охарактеризуйте понятие энергия магнитного поля? От каких величин она зависит, по какой формуле определяется? Откуда появляется энергия магнитного поля тока?
8. Что такое электромагнит? Приведите примеры применения электромагнитов.