соленоїд
Наша сеть партнеров Banwar
Соленоїдом називається провідник, свити спіраллю, по якому пропущений електричний струм (рисунок 1, а).
Якщо подумки розрізати витки соленоїда поперек, позначити напрямок струму в них, як було зазначено вище, і визначити напрямок магнітних індукційних ліній по "правилу свердлика", то магнітне поле всього соленоїда буде мати такий вигляд, як показано на малюнку 1, б.
Малюнок 1. Соленоид (а) і його магнітне поле (б)
Малюнок 2. Комп'ютерна модель соленоїда
На осі нескінченно довгого соленоїда, на кожній одиниці довжини якого намотано n 0 витків, напруженість магнітного поля всередині соленоїда визначається формулою:
H = I × n 0.
У тому місці, де магнітні лінії входять в соленоїд, утворюється південний полюс, де вони виходять - північний полюс.
Для визначення полюсів соленоїда користуються "правилом свердлика", застосовуючи його в такий спосіб: якщо розташувати буравчик уздовж осі соленоїда і обертати його у напрямку струму в витках котушки соленоїда, то поступальний рух гвинта покаже напрямок магнітного поля (малюнок 3).
Відео про соленоїд:
електромагніт
Соленоїд, усередині якого знаходиться сталевий (залізний) сердечник, називається електромагнітом (рисунок 4 і 5). Магнітне поле у електромагніту сильніше, ніж у соленоїда, так як шматок сталі, вкладений в соленоїд, намагнічується і результуюче магнітне поле посилюється. Полюси у електромагніту можна визначити, так само як і у соленоїда, по "правилу свердлика".
Малюнок 5. Котушка електромагніта
Електромагніти широко застосовуються в техніці. Вони служать для створення магнітного поля в електричних генераторах і двигунах, в приладах, електричних апаратах і таке інше.
В установках великої потужності для відключення пошкодженої ділянки ланцюга замість плавких запобіжників застосовуються автоматичні, масляні і повітряні вимикачі. Для приведення в дію відключають котушок автоматичних вимикачів застосовуються різні реле. Реле називаються прилади або автомати, що реагують на зміну струму, напруги, потужності, частоти та інших параметрів.
З великого числа реле, різних за своїм призначенням, принципом дії і конструкції, коротко розглянемо пристрій електромагнітних реле. На малюнку 6 представлені конструкції цих реле. Робота реле заснована на взаємодії магнітного поля, що створюється нерухомою котушкою, по якій проходить струм, і сталевого рухомого якоря електромагніту. При зміні умов роботи в ланцюзі силового струму котушка реле збуджується, магнітний потік сердечника підтягує (повертає або втягує) якір, який замикає контакти ланцюга, що відключає котушки привода масляних і повітряних вимикачів або допоміжних реле.
Малюнок 6. Електромагнітне реле
Реле знайшли собі застосування також в автоматики і телемеханіки.
Магнітний потік соленоїда (електромагніту) збільшується зі збільшенням числа витків і струму в ньому. Сила, що намагнічує залежить від твору струму на число витків (числа ампер-витків).
Якщо, наприклад, взяти соленоїд, по обмотці якого проходить струм 5 А і число витків якого дорівнює 150, то число ампер-витків буде 5 × 150 = 750. Той же магнітний потік вийде якщо взяти 1500 витків і пропустити по ним ток 0,5 А, так як 0,5 × 1500 = 750 ампер-витків.
Збільшити магнітний потік соленоїда можна наступними шляхами: 1) вкласти в соленоїд сталевий сердечник, перетворивши його в електромагніт; 2) збільшити перетин сталевого сердечника електромагніту (так як при даних струмі, напруженості магнітного поля, і стало бути, магнітної індукції збільшення перетину веде до зростання магнітного потоку); 3) зменшити повітряний зазор сердечника електромагніту (так як при зменшенні шляху магнітних ліній по повітрю зменшується магнітний опір).
Відео про електромагніт:
Джерело: Кузнецов М. І., "Основи електротехніки" - 9-е видання, виправлене - Москва: Вища школа, 1964 - 560с.