كيفية صنع مغناطيس كهربائي. كيفية صنع مغناطيس كهربائي بسيط - تعليمات خطوة بخطوة مع الرسوم البيانية

يقوم المغناطيس الكهربائي بإنشاء مجال مغناطيسي من خلال ملف من التيار الكهربائي. ومن أجل تقوية هذا المجال وتوجيه التدفق المغناطيسي على طول مسار معين، تحتوي معظم المغناطيسات الكهربائية على نواة مغناطيسية مصنوعة من الفولاذ المغناطيسي الناعم.

تطبيق المغناطيس الكهربائي

لقد أصبحت المغناطيسات الكهربائية منتشرة على نطاق واسع لدرجة أنه من الصعب تسمية مجال من مجالات التكنولوجيا حيث لا يتم استخدامها بشكل أو بآخر. توجد في العديد من الأجهزة المنزلية - آلات الحلاقة الكهربائية، وأجهزة التسجيل، وأجهزة التلفزيون، وما إلى ذلك. لا يمكن تصور أجهزة الاتصالات - الهاتف والتلغراف والراديو - دون استخدامها.

تعد المغناطيسات الكهربائية جزءًا لا يتجزأ من الآلات الكهربائية والعديد من أجهزة الأتمتة الصناعية ومعدات التحكم والحماية لمختلف التركيبات الكهربائية. المجال المتطور لتطبيق المغناطيسات الكهربائية هو المعدات الطبية. وأخيرًا، مغناطيسات كهربائية عملاقة للتسريع الجسيمات الأوليةالمستخدمة في السنكروفاسوترونات.

ويتراوح وزن المغناطيسات الكهربائية من أجزاء من الجرام إلى مئات الأطنان، وتتراوح الطاقة الكهربائية المستهلكة أثناء تشغيلها من المللي واط إلى عشرات الآلاف من الكيلووات.

مجال خاص لتطبيق المغناطيسات الكهربائية هو الآليات الكهرومغناطيسية. فيها، يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية كمحرك لتنفيذ الحركة الانتقالية اللازمة للجسم العامل أو تدويره ضمن زاوية محدودة، أو لإنشاء قوة قابضة.

ومن أمثلة هذه المغناطيسات الكهربائية مغناطيسات الجر الكهربائية، المصممة لأداء عمل محدد عند تحريك أجزاء عمل معينة؛ أقفال كهرومغناطيسية القوابض الكهرومغناطيسية ووصلات الكبح ومغناطيسات الفرامل الكهربائية؛ المغناطيسات الكهربائية التي تعمل على تشغيل أجهزة الاتصال في المرحلات، والموصلات، والمبتدئين، وقواطع الدائرة؛ رفع المغناطيسات الكهربائية، المغناطيسات الكهربائية الهزاز، الخ.

في عدد من الأجهزة، إلى جانب المغناطيسات الكهربائية أو بدلا منها، يتم استخدام المغناطيس الدائم (على سبيل المثال، الألواح المغناطيسية لآلات قطع المعادن، وأجهزة الكبح، والأقفال المغناطيسية، وما إلى ذلك).

تصنيف المغناطيسات الكهربائية

تتنوع المغناطيسات الكهربائية بشكل كبير في التصميم، حيث تختلف في خصائصها ومعلماتها، وبالتالي فإن التصنيف يسهل دراسة العمليات التي تحدث أثناء تشغيلها.

اعتمادًا على طريقة إنشاء التدفق المغناطيسي وطبيعة القوة المغناطيسية الحالية، يتم تقسيم المغناطيسات الكهربائية إلى ثلاث مجموعات: مغناطيسات كهربائية محايدة تعمل بالتيار المستمر، ومغناطيسات كهربائية مستقطبة تعمل بالتيار المستمر، ومغناطيسات كهربائية ذات تيار متردد.

مغناطيسات كهربائية محايدة

في المغناطيسات الكهربائية ذات التيار المستمر المحايدة، يتم إنشاء التدفق المغناطيسي العامل باستخدام ملف التيار المستمر. يعتمد عمل المغناطيس الكهربائي فقط على حجم هذا التدفق ولا يعتمد على اتجاهه، وبالتالي على اتجاه التيار في ملف المغناطيس الكهربائي. في غياب التيار، يكون التدفق المغناطيسي وقوة الجذب المؤثرة على عضو الإنتاج صفرًا تقريبًا.

المغناطيسات الكهربائية المستقطبة

تتميز المغناطيسات الكهربائية المستقطبة ذات التيار المستمر بوجود تدفقين مغناطيسيين مستقلين: (الاستقطاب والعامل).يتم إنشاء التدفق المغناطيسي الاستقطابي في معظم الحالات باستخدام المغناطيس الدائم.وفي بعض الأحيان يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية لهذا الغرض.يحدث تدفق العمل تحت تأثير المغناطيس الدائم. القوة المغناطيسية لملف العمل أو التحكم. إذا كان التيار غائبًا، فإن القوة الجذابة الناتجة عن التدفق المغناطيسي المستقطب تعمل على عضو الإنتاج.يعتمد عمل المغناطيس الكهربائي المستقطب على كل من حجم واتجاه تدفق العمل ، أي على اتجاه التيار في ملف العمل.

مغناطيس كهربائي للتيار المتردد

في المغناطيسات الكهربائية ذات التيار المتردد، يتم تغذية الملف من مصدر تيار متردد. يتغير التدفق المغناطيسي الناتج عن اللف الذي يمر من خلاله التيار المتردد بشكل دوري من حيث الحجم والاتجاه (التدفق المغناطيسي المتناوب)، ونتيجة لذلك تنبض قوة الجذب الكهرومغناطيسي من الصفر إلى الحد الأقصى عند ضعف تردد تيار الإمداد.

ومع ذلك، بالنسبة للمغناطيسات الكهربائية الجر، فإن انخفاض القوة الكهرومغناطيسية تحت مستوى معين أمر غير مقبول، لأن هذا يؤدي إلى اهتزاز المحرك، وفي بعض الحالات إلى انتهاك مباشر للتشغيل العادي. لذلك، في مغناطيسات الجر الكهربائية التي تعمل بتدفق مغناطيسي متناوب، من الضروري اللجوء إلى تدابير لتقليل عمق نبض القوة (على سبيل المثال، استخدام ملف حماية يغطي جزءًا من عمود المغناطيس الكهربائي).

بالإضافة إلى الأصناف المدرجة، يتم الآن استخدام المغناطيسات الكهربائية التي تعمل على تصحيح التيار على نطاق واسع، والتي يمكن تصنيفها من حيث مصدر الطاقة على أنها مغناطيسات كهربائية ذات تيار متناوب، وفي خصائصها قريبة من المغناطيسات الكهربائية ذات التيار المباشر. لأنه لا يزال هناك بعض مواصفات خاصةعملهم.

اعتمادًا على طريقة التشغيل، يتم تمييز اللفات المغناطيسات الكهربائية ذات الملفات المتسلسلة والمتوازية.

اللفات المتسلسلة، التي تعمل بتيار معين، مصنوعة بعدد صغير من اللفات لمقطع عرضي كبير. لا يعتمد التيار الذي يمر عبر مثل هذا الملف عمليا على معلماته، ولكن يتم تحديده من خلال خصائص المستهلكين المتصلين بالملف على التوالي.

اللفات الموازية، التي تعمل بجهد معين، كقاعدة عامة، تحتوي على عدد كبير جدًا من المنعطفات وهي مصنوعة من سلك مقطع عرضي صغير.

بواسطة طبيعة اللفوتنقسم المغناطيسات الكهربائية إلى تلك التي تعمل فيها وسائط طويلة الأجل ومتقطعة وقصيرة الأجل.

بواسطة سرعة العمليمكن أن يكون مع المغناطيسات الكهربائية السرعة العاديةالأفعال، سريعة المفعول، وبطيئة المفعول.وهذا التقسيم تعسفي إلى حد ما، ويشير بشكل رئيسي إلى ما إذا كان قد تم اتخاذ تدابير خاصة للحصول على سرعة العمل المطلوبة.

جميع الخصائص المذكورة أعلاه تترك بصماتها على ميزات تصميم المغناطيسات الكهربائية.

رفع المغناطيسات الكهربائية

جهاز كهرومغناطيسي

في الوقت نفسه، مع كل مجموعة متنوعة من المغناطيسات الكهربائية التي تمت مواجهتها في الممارسة العملية، فإنها تتكون من أجزاء أساسية لها نفس الغرض. وتشمل هذه ملفًا به ملف مغنطيسي موجود عليه (قد يكون هناك عدة ملفات وعدة ملفات) وجزء ثابت من الدائرة المغناطيسية مصنوع من مادة مغناطيسية حديدية (نير ونواة) وجزء متحرك من الدائرة المغناطيسية (عضو الإنتاج). في بعض الحالات، يتكون الجزء الثابت من الدائرة المغناطيسية من عدة أجزاء (قاعدة، مبيت، فلنجات، إلخ). أ)

يتم فصل عضو الإنتاج عن الأجزاء المتبقية من الدائرة المغناطيسية عن طريق فجوات هوائية وهو جزء من المغناطيس الكهربائي، الذي، عند إدراك القوة الكهرومغناطيسية، ينقلها إلى الأجزاء المقابلة من الآلية المدفوعة.

تسمى أسطح الجزء المتحرك أو الثابت من الدائرة المغناطيسية التي تحد من فجوة الهواء العامل بالأعمدة.

اعتمادًا على موقع عضو الإنتاج بالنسبة للأجزاء المتبقية من المغناطيس الكهربائي، توجد المغناطيسات الكهربائية ذات عضو الإنتاج الخارجي الجاذب، والمغناطيسات الكهربائية ذات عضو الإنتاج المتراجع، والمغناطيسات الكهربائية ذات عضو الإنتاج الخارجي المتحرك بشكل عرضي.

ميزة مميزة مغناطيسات كهربائية ذات تجهيزات خارجية جذابةهو الموقع الخارجي للعضو المحرك بالنسبة لللف. يتأثر بشكل رئيسي بتدفق العمل الذي يمر من عضو الإنتاج إلى نهاية الغطاء الأساسي. يمكن أن تكون طبيعة حركة عضو الإنتاج دورانية (على سبيل المثال، الملف اللولبي للصمام) أو متعدية. لا تؤدي تدفقات التسرب (المغلقة بالإضافة إلى فجوة العمل) في مثل هذه المغناطيسات الكهربائية إلى إنشاء قوة جر، وبالتالي يتم السعي إلى تقليلها. المغناطيسات الكهربائية من هذه المجموعة قادرة على تطوير قوة كبيرة إلى حد ما، ولكنها تستخدم عادةً مع أشواط عمل صغيرة نسبيًا لعضو الإنتاج.

ميزة المغناطيسات الكهربائية مع حديد التسليح قابل للسحبهي الترتيب الجزئي للعضو في موضعه الأولي داخل الملف وحركته الإضافية داخل الملف أثناء التشغيل. إن تدفقات التسرب لهذه المغناطيسات الكهربائية، خاصة مع وجود فجوات هوائية كبيرة، تخلق قوة جر معينة، ونتيجة لذلك تكون مفيدة، خاصة مع ضربات حديد التسليح الكبيرة نسبيًا. يمكن تصنيع هذه المغناطيسات الكهربائية مع أو بدون توقف، ويمكن أن يختلف شكل الأسطح التي تشكل فجوة العمل اعتمادًا على خاصية الجر التي يجب الحصول عليها.

المغناطيسات الكهربائية مع حديد التسليح قابل للسحبيمكن أن تطور قوى ولها ضربات حديدية تختلف على نطاق واسع جدًا، مما يجعلها منتشرة على نطاق واسع.

في مغناطيسات كهربائية ذات محرك خارجي متحرك بشكل عرضييتحرك عضو الإنتاج عبر خطوط القوة المغناطيسية، ويدور خلال زاوية محدودة معينة. عادةً ما تطور مثل هذه المغناطيسات الكهربائية قوى صغيرة نسبيًا، ولكنها تسمح، من خلال مطابقة أشكال الأعمدة وأعضاء الإنتاج بشكل مناسب، بالحصول على تغييرات في خصائص الجر ومعامل عودة مرتفع.

في كل مجموعة من المجموعات الثلاث المدرجة من المغناطيسات الكهربائية، هناك عدد من الاختلافات في التصميم المرتبطة بطبيعة التيار المتدفق عبر اللف والحاجة إلى ضمان الخصائص والمعلمات المحددة للمغناطيسات الكهربائية.

هناك أربع قوى أساسية في الفيزياء، وواحدة منها تسمى الكهرومغناطيسية. المغناطيس التقليدي له استخدام محدود. المغناطيس الكهربائي هو جهاز يولد تيارًا كهربائيًا أثناء المرور. بما أنه يمكن تشغيل وإيقاف الكهرباء، كذلك يمكن للمغناطيس الكهربائي. ويمكن حتى إضعافه أو تقويته عن طريق تقليل أو زيادة التيار. تجد المغناطيسات الكهربائية استخداماتها في مجموعة متنوعة من الأجهزة الكهربائية اليومية، وفي مختلف المجالات الصناعية، بدءًا من المفاتيح العادية وحتى أنظمة دفع المركبات الفضائية.

ما هو المغناطيس الكهربائي؟

يمكن اعتبار المغناطيس الكهربائي بمثابة مغناطيس مؤقت يعمل مع تدفق الكهرباء ويمكن تغيير قطبيته بسهولة عن طريق التغيير. كما يمكن تغيير قوة المغناطيس الكهربائي عن طريق تغيير كمية التيار المتدفق خلاله.

نطاق تطبيق الكهرومغناطيسية واسع بشكل غير عادي. على سبيل المثال، تُفضل المفاتيح المغناطيسية لأنها أقل عرضة للتغيرات في درجات الحرارة وقادرة على الحفاظ على التيار المقنن دون حدوث إزعاج.

المغناطيسات الكهربائية وتطبيقاتها

فيما يلي بعض الأمثلة حيث يتم استخدامها:

• المحركات والمولدات. بفضل المغناطيسات الكهربائية، أصبح من الممكن إنتاج محركات ومولدات كهربائية تعمل على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. تم اكتشاف هذه الظاهرة العالم مايكلفاراداي. لقد أثبت أن التيار الكهربائي يخلق مجالًا مغناطيسيًا. استخدامات المولد قوة خارجيةتعمل الرياح أو الماء المتحرك أو البخار على تدوير العمود، مما يؤدي إلى تحرك مجموعة من المغناطيسات حول سلك ملفوف لإنشاء تيار كهربائي. وهكذا، تقوم المغناطيسات الكهربائية بتحويل أنواع الطاقة الأخرى إلى طاقة كهربائية.
• ممارسة الاستخدام الصناعي. فقط المواد المصنوعة من الحديد والنيكل والكوبالت أو سبائكها، وكذلك بعض المعادن الطبيعية، تتفاعل مع المجال المغناطيسي. أين يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية؟ أحد مجالات التطبيق العملي هو فرز المعادن. وبما أن العناصر المذكورة تستخدم في الإنتاج، فإن السبائك المحتوية على الحديد يتم فرزها بشكل فعال باستخدام المغناطيس الكهربائي.
• أين يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية؟ ويمكن أيضًا استخدامها لرفع وتحريك الأجسام الضخمة، مثل السيارات قبل التخلص منها. كما أنها تستخدم في وسائل النقل. تستخدم القطارات في آسيا وأوروبا المغناطيس الكهربائي لنقل السيارات. وهذا يساعدهم على التحرك بسرعات هائلة.

المغناطيس الكهربائي في الحياة اليومية

غالبًا ما تُستخدم المغناطيسات الكهربائية لتخزين المعلومات، نظرًا لأن العديد من المواد قادرة على امتصاص المجال المغناطيسي، والذي يمكن بعد ذلك قراءته لاسترجاع المعلومات. يجدون التطبيق في أي جهاز حديث تقريبًا.

أين يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية؟ في الحياة اليومية، يتم استخدامها في عدد من الأجهزة المنزلية. إحدى الخصائص المفيدة للمغناطيس الكهربائي هي أنه يمكن أن يتغير مع التغيرات في قوة واتجاه التيار المتدفق عبر الملفات أو اللفات المحيطة به. مكبرات الصوت ومكبرات الصوت ومسجلات الأشرطة هي الأجهزة التي يتحقق فيها هذا التأثير. يمكن أن تكون بعض المغناطيسات الكهربائية قوية جدًا، ويمكن تعديل قوتها.

أين تستخدم المغناطيسات الكهربائية في الحياة؟ أبسط الأمثلة هي الأقفال الكهرومغناطيسية. يتم استخدام قفل كهرومغناطيسي للباب، مما يخلق مجالًا قويًا. وطالما يمر التيار عبر المغناطيس الكهربائي، يظل الباب مغلقًا. أجهزة التلفاز وأجهزة الكمبيوتر والسيارات والمصاعد وآلات النسخ هي الأماكن التي يتم فيها استخدام المغناطيسات الكهربائية، على سبيل المثال لا الحصر.

القوى الكهرومغناطيسية

قوة حقل كهرومغناطيسييمكن تعديلها عن طريق تغيير التيار الكهربائي الذي يمر عبر الأسلاك الملفوفة حول المغناطيس. إذا تم عكس اتجاه التيار الكهربائي، فإن قطبية المجال المغناطيسي تنعكس أيضًا. يُستخدم هذا التأثير لإنشاء حقول في الشريط المغناطيسي للكمبيوتر أو القرص الصلب لتخزين المعلومات، وكذلك في مكبرات الصوت في أجهزة الراديو والتلفزيون وأنظمة الاستريو.

المغناطيسية والكهرباء

تختلف تعريفات القاموس للكهرباء والمغناطيسية، على الرغم من أنهما مظهران لنفس القوة. عندما يقومون بإنشاء مجال مغناطيسي. ويؤدي تغييره بدوره إلى توليد تيار كهربائي.

يستخدم المخترعون القوى الكهرومغناطيسية لإنشاء محركات كهربائية ومولدات وألعاب وأجهزة إلكترونية استهلاكية والعديد من الأجهزة الأخرى التي لا تقدر بثمن والتي بدونها يستحيل تخيل الحياة اليومية. الإنسان المعاصر. ترتبط المغناطيسات الكهربائية ارتباطًا وثيقًا بالكهرباء، فهي ببساطة لا تستطيع العمل بدون مصدر طاقة خارجي.

تطبيق الرفع والمغناطيسات الكهربائية واسعة النطاق

تعتبر المحركات والمولدات الكهربائية أمرًا حيويًا في العالم الحديث. يأخذ المحرك الطاقة الكهربائية ويستخدم المغناطيس لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية. ومن ناحية أخرى، يقوم المولد بتحويل الحركة باستخدام المغناطيس لتوليد الكهرباء. عند تحريك الأجسام المعدنية الكبيرة، يتم استخدام المغناطيس الكهربائي للرفع. كما أنها ضرورية عند فرز الخردة المعدنية، لفصل الحديد الزهر والمعادن الحديدية الأخرى عن المعادن غير الحديدية.

المعجزة الحقيقية للتكنولوجيا هي القطار الياباني المحلق القادر على الوصول إلى سرعات تصل إلى 320 كيلومترًا في الساعة. ويستخدم مغناطيسًا كهربائيًا لمساعدته على الطفو في الهواء والتحرك بسرعة لا تصدق. تجري البحرية الأمريكية تجارب عالية التقنية باستخدام مدفع كهرومغناطيسي مستقبلي. يمكنها توجيه مقذوفاتها لمسافات كبيرة وبسرعة كبيرة. وتتمتع المقذوفات بطاقة حركية هائلة، لذا يمكنها إصابة الأهداف دون استخدام المتفجرات.

مفهوم الحث الكهرومغناطيسي

عند دراسة الكهرباء والمغناطيسية، هناك مفهوم مهم وهو عندما يحدث تدفق للكهرباء في موصل في وجود مجال مغناطيسي متغير. يتم استخدام استخدام المغناطيسات الكهربائية مع مبادئ الحث الخاصة بها بنشاط في المحركات الكهربائية والمولدات والمحولات.

أين يمكن استخدام المغناطيس الكهربائي في الطب؟

تعمل ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) أيضًا باستخدام المغناطيسات الكهربائية. هذه طريقة طبية متخصصة للفحص اعضاء داخليةالأشخاص غير المتاحين للفحص المباشر. جنبا إلى جنب مع المغناطيس الرئيسي، يتم استخدام مغناطيس متدرج إضافي.

أين يتم استخدام المغناطيسات الكهربائية؟ وهي موجودة في جميع أنواع الأجهزة الكهربائية، بما في ذلك محركات الأقراص الصلبة ومكبرات الصوت والمحركات والمولدات. تُستخدم المغناطيسات الكهربائية في كل مكان، وعلى الرغم من كونها غير مرئية، فإنها تحتل مكانًا مهمًا في حياة الإنسان الحديث.

جنبا إلى جنب مع المغناطيس الدائم، منذ القرن التاسع عشر، بدأ الناس في استخدام المغناطيس المتغير بنشاط في التكنولوجيا والحياة اليومية، والتي يمكن تنظيم تشغيلها من خلال توفير التيار الكهربائي. من الناحية الهيكلية، المغناطيس الكهربائي البسيط عبارة عن ملف من مادة عازلة للكهرباء مع سلك ملفوف عليه. إذا كان لديك الحد الأدنى من المواد والأدوات، فليس من الصعب صنع مغناطيس كهربائي بنفسك. سنخبرك بكيفية القيام بذلك في هذه المقالة.

عندما يمر تيار كهربائي عبر موصل، يظهر مجال مغناطيسي حول السلك، وعندما ينقطع التيار، يختفي المجال. لتعزيز الخصائص المغناطيسية، يمكن إدخال قلب فولاذي في مركز الملف أو يمكن زيادة التيار.

استخدام المغناطيس الكهربائي في الحياة اليومية

يمكن استخدام المغناطيس الكهربائي لحل عدد من المشاكل:

1. لجمع وإزالة برادة الفولاذ أو السحابات الفولاذية الصغيرة؛
2. في عملية التصنيع ألعاب مختلفةوالألعاب مع الأطفال؛
3. لكهربة المفكات والبتات، مما يسمح لك بمغنطة البراغي وتسهيل عملية ربطها؛
4. لإجراء تجارب مختلفة على الكهرومغناطيسية.

صنع مغناطيس كهربائي بسيط

يمكن صنع أبسط مغناطيس كهربائي مناسب تمامًا لحل مجموعة صغيرة من المشكلات المنزلية العملية بيديك دون استخدام ملف.

للعمل، قم بإعداد المواد التالية:

1. قضيب فولاذي يبلغ قطره 5-8 ملم أو 100 مسمار ؛
2. سلك نحاسي عازل بالورنيش يبلغ قطره 0.1-0.3 ملم ؛
3. قطعتين من الأسلاك النحاسية بطول 20 سم في عزل PVC؛
4. شريط عازل
5. مصدر الكهرباء (البطارية، المركم، الخ).

من الأدوات، قم بإعداد مقص أو قواطع سلكية (قواطع جانبية) لقطع الأسلاك والكماشة والولاعة.

المرحلة الأولى هي لف الأسلاك الكهربائية. قم بلف عدة مئات من لفات السلك الرقيق مباشرة على القلب الفولاذي (المسمار). يستغرق تنفيذ هذه العملية يدويًا وقتًا طويلاً. استخدم جهاز لف بسيط. قم بتثبيت المسمار في ظرف مفك البراغي أو المثقاب الكهربائي، وقم بتشغيل الأداة، وتوجيه السلك، ولفه. لف قطعًا من الأسلاك ذات القطر الأكبر على أطراف سلك الجرح واعزل نقاط الاتصال بشريط عازل.

عند تشغيل المغناطيس، يبقى فقط توصيل الأطراف الحرة للأسلاك بأقطاب المصدر الحالي. لا يؤثر توزيع قطبية الاتصال على تشغيل الجهاز.

باستخدام التبديل

لسهولة الاستخدام، نقترح تحسين المخطط الناتج قليلاً. يجب إضافة عنصرين آخرين إلى القائمة أعلاه. الأول منهم هو السلك الثالث في العزل PVC. والثاني هو مفتاح من أي نوع (لوحة المفاتيح، زر الضغط، وما إلى ذلك).

وبالتالي، فإن مخطط اتصال المغناطيس الكهربائي سيبدو كما يلي:

• يربط السلك الأول جهة اتصال واحدة للبطارية بجهة اتصال المفتاح ؛
• يقوم السلك الثاني بتوصيل جهة الاتصال الثانية للمفتاح بإحدى جهات الاتصال الخاصة بسلك المغناطيس الكهربائي ؛

يكمل السلك الثالث الدائرة، ويربط جهة الاتصال الثانية للمغناطيس الكهربائي بجهة الاتصال المتبقية للبطارية.

باستخدام المفتاح، سيكون تشغيل وإيقاف المغناطيس الكهربائي أكثر ملاءمة.

لفائف على أساس المغناطيس الكهربائي

يتم تصنيع مغناطيس كهربائي أكثر تعقيدًا على أساس ملف من المواد العازلة الكهربائية - الورق المقوى والخشب والبلاستيك. إذا لم يكن لديك مثل هذا العنصر، فمن السهل أن تفعل ذلك بنفسك. خذ أنبوبًا صغيرًا من المواد المحددة وألصق به غسالات ذات فتحات في الأطراف. من الأفضل أن تكون الغسالات موجودة على مسافة صغيرة من أطراف الملف.

أهلاً بكم! سأخبركم اليوم عن تجربة سهلة للغاية ولكنها مذهلة، واسمها: "المغناطيس الكهربائي"! أنا متأكد من أن كل هواة الراديو المبتدئين يعرفون ذلك، ولكن بالنسبة للمبتدئين هذا صحيح تمامًا. لقد قمت بإجراء هذه المراجعة محلية الصنع لأولئك المهتمين بكيفية عمل المغناطيس.

قبل التعليمات، دعونا نلقي نظرة على مبدأ تشغيل المغناطيس الكهربائي. ما تخبرنا به ويكيبيديا:

المغناطيس الكهربائي هو جهاز يقوم بإنشاء مجال مغناطيسي عندما يمر تيار كهربائي من خلاله. عادةً، يتكون المغناطيس الكهربائي من ملف ونواة مغناطيسية حديدية، والتي تكتسب خصائص المغناطيس عندما يمر تيار كهربائي عبر الملف.

• غير واضح؟ اسمحوا لي أن أشرح ببساطة:

عندما تمر الكهرباء عبر الأسلاك وتدور حول المسمار (القلب)، ويكتسب المسمار خصائص المغناطيس الطبيعي (مثل الثلاجة (المصنوعة من خام مغناطيسي)). وبدون مسمار، يمكن للمغناطيس أن يعمل بشكل أضعف بكثير.

• أين يتم استخدام المغناطيس الكهربائي:

تُستخدم المغناطيسات الكهربائية القوية في آليات مختلفة لأغراض مختلفة. على سبيل المثال، يتم استخدام الرافعة الكهرومغناطيسية في مصانع معالجة المعادن والمعادن لنقل الخردة المعدنية والأجزاء النهائية. غالبًا ما تعمل المصانع بآلات تسمى أيضًا "الطاولات المغناطيسية"، والتي يمكنك من خلالها العمل بمنتجات الحديد أو الصلب المثبتة بالمغناطيس باستخدام مغناطيسات كهربائية قوية. كل ما عليك فعله هو تشغيل التيار لتأمين الجزء بإحكام في أي موضع مرغوب على الطاولة، وإيقاف التيار لتحرير المنتج. عند تعبئة الخامات المغناطيسية من الخامات غير المغناطيسية، على سبيل المثال، عند تنظيف قطع خام الحديد من النفايات الصخرية، يتم استخدام الفواصل المغناطيسية، حيث يمر الخام المراد تنقيته عبر مجال مغناطيسي قوي من المغناطيسات الكهربائية، والذي يجمع كل العناصر المغناطيسية من هو - هي.

سنحتاج إلى:

• مسمار الحديد
• سلك معزول رفيع (كلما كان ذلك أفضل)
• البطارية (أي قوة، لا تقل عن 1.5 فولت)
• أشياء لاختبار المغناطيس (مشابك الورق، الأزرار، الدبابيس)
• متجرد الأسلاك (اختياري)
• شريط لاصق

لوائح السلامة:

1. لا تحاول توصيل الأسلاك بمنفذ 220 فولت. يستخدم المغناطيس الكهربائي الكهرباء، وعندما تقوم بتوصيله بالجهد العالي القياسي، ستؤدي إلى قصر دائرة المنزل بأكمله.
2. يجب أن يكون لديك الكثير من الأسلاك الحرة حتى البطارية. إذا حدث هذا، فلن يكون لديك قوي المقاومة الكهربائية، وسوف تدمر البطارية نفسها ذاتيًا!
3. يحتاج المغناطيس الكهربائي لدينا إلى جهد منخفض فقط. إذا كنت ستستخدم الجهد العالي
   سوف تتلقى صدمة كهربائية.

والآن إلى التعليمات:
1. لف السلك النحاسي حول الظفر، ولكن بحيث يتبقى حوالي 30 سم عند كل طرف، تأكد من أن السلك ملتوي في اتجاه واحد فقط وإلا سيكون لديك حقلين صغيرين يتداخلان مع بعضهما البعض. هام: يجب لف السلك بحيث لا يكون بعيدًا عن الخصلة السابقة، ولكن ليس فوقها.
تلميح: كلما زاد عدد الطبقات، أصبح المغناطيس أقوى، ويمكنك حتى صنع طبقة متعددة الطبقات.

2. الآن دعونا ننظف أطراف السلك النحاسي (حوالي 3 سم)، ويفضل أن يتم ذلك باستخدام جهاز تنظيف الأسلاك. يجب تنظيفها لتحسين تدفق التيار. بعد التقشير، ستبدو الأطراف أفتح من الأطراف غير المقشرة.

3. خذ أحد طرفي السلك وقم بتوصيله بالجانب الإيجابي للبطارية، ثم قم بلصقهما معًا بشريط لاصق حتى يلامس كل منهما الآخر. وإذا ضغطنا بإصبعنا، فسنطلق المغناطيس.
مهم: يجب توصيل السلك والبطاريات الإضافية في جميع الأوقات.

ما فعلناه: قمنا بتوصيل جهات الاتصال في دائرة واحدة (في الأساس دائرة كهربائية قصيرة) وشكلنا مجالًا مغناطيسيًا (لقد كتبت بالفعل عن هذا أعلاه). لإيقاف تشغيله، تحتاج إلى تحرير السلك.

المغناطيس الكهربائي هو مغناطيس يعمل (يخلق مجالًا مغناطيسيًا) فقط عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر الملف. لصنع مغناطيس كهربائي قوي، عليك أن تأخذ قلبًا مغناطيسيًا وتغلفه بسلك نحاسي وتمرير التيار عبر هذا السلك. سيبدأ الملف في مغنطة النواة المغناطيسية ويبدأ في جذب الأجسام الحديدية. إذا كنت تريد مغناطيسًا قويًا، قم بزيادة الجهد والتيار، قم بالتجربة. وحتى لا تقلق بشأن تجميع المغناطيس بنفسك، يمكنك ببساطة إزالة الملف من البادئ المغناطيسي (وهي تأتي بأنواع مختلفة، 220 فولت/380 فولت). تقوم بإخراج هذا الملف وإدخال قطعة من أي قطعة حديد بداخله (على سبيل المثال، مسمار سميك عادي) وتوصيلها بالشبكة. سيكون هذا مغناطيسًا جيدًا حقًا. وإذا لم تتاح لك الفرصة للحصول على ملف من مشغل مغناطيسي، فسننظر الآن في كيفية صنع مغناطيس كهربائي بنفسك.

لتجميع مغناطيس كهربائي، ستحتاج إلى سلك ومصدر للتيار المستمر ونواة. الآن نأخذ الأسلاك النحاسية الأساسية والرياح حولها (من الأفضل أن ندير دورة واحدة في كل مرة، وليس بكميات كبيرة - ستزداد الكفاءة). إذا أردنا صنع مغناطيس كهربائي قوي، فإننا نلفه في عدة طبقات، أي. عندما تقوم بجرح الطبقة الأولى، انتقل إلى الطبقة الثانية، ثم قم بلف الطبقة الثالثة. عند اللف، ضع في اعتبارك أن الملف الذي تقوم بلفه له مفاعلة، وعندما يتدفق خلال هذا الملف، سيتدفق تيار أقل مع زيادة المفاعلة. لكن ضع في اعتبارك أيضًا أننا بحاجة إلى تيار مهم، لأننا سنستخدم التيار لمغنطة النواة، التي تعمل كمغناطيس كهربائي. لكن التيار الكبير سوف يسخن بشكل كبير الملف الذي يتدفق من خلاله التيار، لذا قم بربط هذه المفاهيم الثلاثة: مقاومة الملف والتيار ودرجة الحرارة.

عند لف السلك، حدد السُمك الأمثل للسلك النحاسي (حوالي 0.5 مم). أو يمكنك التجربة، مع الأخذ في الاعتبار أنه كلما كان المقطع العرضي للسلك أصغر، زادت المفاعلة، وبالتالي سيتدفق تيار أقل. ولكن إذا قمت باللف بسلك سميك (حوالي 1 مم)، فلن يكون الأمر سيئًا، لأنه كلما كان الموصل أكثر سمكًا، كان المجال المغناطيسي حول الموصل أقوى، علاوة على ذلك، سيتدفق تيار أكبر، لأن سيكون التفاعل أقل. سيعتمد التيار أيضًا على تردد الجهد (إذا كان على التيار المتردد). ومن الجدير أيضًا أن نقول بضع كلمات عن الطبقات: كلما زاد عدد الطبقات، زاد المجال المغناطيسي للملف وزادت قوة مغنطة القلب، لأن عند تراكب الطبقات، تتراكم المجالات المغناطيسية.

حسنًا، لقد تم جرح الملف وإدخال القلب في الداخل، والآن يمكنك البدء في تطبيق الجهد على الملف. قم بتطبيق الجهد وابدأ في زيادته (إذا كان لديك مصدر طاقة مع تنظيم الجهد، فقم بزيادة الجهد تدريجيًا). في الوقت نفسه، نتأكد من أن ملفنا لا يسخن. نختار الجهد بحيث يكون الملف دافئًا قليلاً أو دافئًا فقط أثناء التشغيل - سيكون هذا هو وضع التشغيل الاسمي، ويمكنك أيضًا معرفة التيار والجهد المقدر عن طريق القياس على الملف ومعرفة استهلاك الطاقة للمغناطيس الكهربائي عن طريق ضرب التيار والجهد.

إذا كنت ستقوم بتشغيل مغناطيس كهربائي من منفذ 220 فولت، فتأكد أولاً من قياس مقاومة الملف. عندما يمر تيار شدته 1 أمبير عبر الملف، يجب أن تكون مقاومة الملف 220 أوم. إذا كان 2 أمبير، ثم 110 أوم. هذه هي الطريقة التي نحسب بها التيار = الجهد/المقاومة = 220/110 = 2 أ.

هذا كل شيء، قم بتشغيل الجهاز. حاول أن تمسك مسمارًا أو مشبك ورق - يجب أن يجذبك. إذا كان ينجذب بشكل سيء أو يتم الاحتفاظ به بشكل سيء للغاية، فسيتم لف خمس طبقات من الأسلاك النحاسية: سيزداد المجال المغناطيسي وستزداد المقاومة، وإذا زادت المقاومة، فستتغير البيانات الاسمية للمغناطيس الكهربائي وسيكون من الضروري لإعادة تكوينه.

إذا كنت ترغب في زيادة قوة المغناطيس، فخذ نواة على شكل حدوة حصان ولف السلك على الجانبين، حتى تحصل على طعم حدوة حصان يتكون من قلب ولفائفين. المجالات المغناطيسيةسيتم إضافة ملفين، مما يعني أن المغناطيس سيعمل بقوة أكبر مرتين. يلعب قطر وتكوين النواة دورًا كبيرًا. مع مقطع عرضي صغير، سنحصل على مغناطيس كهربائي ضعيف، حتى لو قمنا بتطبيق الجهد العالي، ولكن إذا قمنا بزيادة المقطع العرضي للقلب، فسنحصل على مغناطيس كهربائي جيد. نعم، إذا كان اللب مصنوعًا أيضًا من سبيكة من الحديد والكوبالت (تتميز هذه السبائك بموصلية مغناطيسية جيدة)، فستزداد الموصلية ونتيجة لذلك سيكون اللب ممغنطًا بشكل أفضل بواسطة مجال الملف.

الاستنتاجات:

1. إذا أردنا تجميع مغناطيس كهربائي قوي، فإننا نلف الحد الأقصى لعدد الطبقات (قطر السلك ليس مهمًا جدًا).
2. من الأفضل أن تأخذ نواة على شكل حدوة حصان (ستحتاج فقط إلى تشغيل الملف الثاني).
3. يجب أن يكون جوهر سبيكة من الحديد والكوبالت.
4. إذا كان ذلك ممكنا، يجب أن يتدفق التيار قدر الإمكان، لأنه يخلق المجال المغناطيسي.