電磁鐵,是通電后能夠產(chǎn)生電磁的一種裝置,在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組,這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性,叫做電磁鐵。它可以像磁鐵一樣可以吸附鐵類物體。電磁鐵是可以通電流來產(chǎn)生磁力的器件,屬*久磁鐵,可以很容易地將其磁性啟動或是消除。
當(dāng)在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后,鐵芯被通電螺線管的磁場磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個磁體,這樣由于兩個磁場互相疊加,從而使螺線管的磁性大大增強。為了使電磁鐵的磁性更強,通常將鐵芯制成蹄形或條形,以使鐵芯更加容易磁化。另外,為了使電磁鐵斷電立即消磁,我們往往采用消磁較快的的軟鐵或硅鋼材料來制做。這樣的電磁鐵在通電時有磁性,斷電后磁就隨之消失。
簡單了解電磁,需要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反,一邊順時針,另一邊必須逆時針。如果繞向相同,兩線圈對鐵芯的磁化作用將相互抵消,使鐵芯不顯磁性。另外,為了使電磁鐵斷電立即消磁,電磁鐵的鐵芯使用軟鐵或硅鋼制做,而不能用鋼制做。否則鋼一旦被磁化后,將長期保持磁性而不能退磁,則其磁性的強弱就不能用電流的大小來控制,而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點。
當(dāng)電流通過導(dǎo)線時,會在導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生磁場。應(yīng)用這性質(zhì),將電流通過螺線管時,則會在螺線管之內(nèi)制成均勻磁場。假設(shè)在螺線管的中心置入鐵磁性物質(zhì),則此鐵磁性物質(zhì)會被磁化,而且會大大增強磁場。
一般而言,電磁鐵所產(chǎn)生的磁場與電流大小、線圈圈數(shù)及中心的鐵磁體有關(guān)。在設(shè)計電磁鐵時,會注重線圈的分布和鐵磁體的選擇,并利用電流大小來控制磁場。由于線圈的材料具有電阻,這限制了電磁鐵所能產(chǎn)生的磁場大小,但隨著超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,將有機會超越現(xiàn)有的限制。
電磁鐵的磁場方向可以用安培定則來判斷。
安培定則是表示電流和電流激發(fā)磁場的磁感線方向間關(guān)系的定則,也叫右手螺旋定則。
(1)通電直導(dǎo)線中的安培定則(安培定則一):用右手握住通電直導(dǎo)線,讓大拇指指向電流方向,四指指向通電直導(dǎo)線周圍磁力線方向。(電流方向的辨別:無論是直導(dǎo)線還是螺線管,都與電源相接,那么導(dǎo)線或螺線管中的電流方向就是從接“正極”的接點,經(jīng)過導(dǎo)線或是螺線管再流回電源“負(fù)極”!也就是通過所接電源的正負(fù)極來判斷電流的方向。)
(2)通電螺線管中的安培定則(安培定則二):用右手握住通電螺線管,使四指彎曲與電流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。
電磁鐵在我們的日常生活中有著極其廣泛的應(yīng)用,由于它的發(fā)明也使發(fā)電機的功率得到了很大的提高。電磁鐵可以應(yīng)用于多種領(lǐng)域,如大型起重機利用電磁鐵將廢棄車輛抬起;大型游樂設(shè)備,汽車,航天,工業(yè),等各項事業(yè)。常見的電磁鐵應(yīng)用如:上班打卡的打卡鐘,超市的收銀機,進入一些單位的自動門。這些電磁鐵是通過電能轉(zhuǎn)換為磁場,再由磁場產(chǎn)生的磁力,作用于電磁鐵中心的鐵芯,使鐵芯動作。
電磁鐵主要的應(yīng)用就是鐵芯動作所產(chǎn)生的力量。此力量小可以做到幾克幾十克,在理論上可以做到無限大,基本上能夠做到幾百千克就差不多了。 電流的磁效應(yīng)是可以證明電流周圍存在磁場的。電磁鐵在通電時,有電流通過線圈而產(chǎn)生磁場,使磁場作用于鐵芯而產(chǎn)生動作。