L'articolo descrive cos'è un elettromagnete, su quale principio è disposto e in quali aree viene utilizzato questo tipo di magnete.
Magnetismo
Probabilmente una delle reazioni fisiche più sorprendenti ma semplici è il magnetismo. Più di tremila anni fa, molti scienziati dell'antica Grecia e della Cina conoscevano le proprietà insolite delle "pietre magnetiche".
Ai nostri tempi, non sorprenderai nessuno con i magneti, anche i più potenti, a base di neodimio. Sono spesso venduti come ninnoli o possono essere trovati all'interno di vari apparecchi e meccanismi. Tuttavia, poche persone sanno quanto sia importante il magnetismo per il progresso scientifico e tecnologico.
Ma all'inizio del 19° secolo fu creato un dispositivo come un elettromagnete. Quindi cos'è un elettromagnete, come funziona e dove viene utilizzato? Ne parleremo in questo articolo.
Definizione
Un elettromagnete è un dispositivo speciale il cui funzionamento crea un campo magnetico quando viene applicata una corrente elettrica. Molto spesso, gli elettromagneti sono costituiti da un avvolgimento primario e un nucleo che ha proprietà ferromagnetiche.
L'avvolgimento è solitamente realizzato con filo di rame o alluminio di vario generespessore, necessariamente ricoperto di isolante. Ma ci sono anche elettromagneti realizzati con materiali superconduttori. I circuiti magnetici stessi sono realizzati in acciaio, leghe ferro-nichel o ghisa. E per ridurre al minimo le perdite di correnti parassite, i circuiti magnetici sono strutturalmente costituiti da un'intera serie di fogli sottili. Ora sappiamo cos'è un elettromagnete. Diamo un'occhiata più da vicino alla storia di questo utile dispositivo.
Cronologia
Il creatore dell'elettromagnete è William Sturgeon. Fu lui che nel 1825 realizzò il primo magnete del genere. Strutturalmente, il dispositivo era un pezzo di ferro cilindrico attorno al quale era avvolto uno spesso filo di rame isolato. Nel momento in cui una corrente elettrica l'attraversava, l'asta di metallo acquisiva le proprietà di un magnete. E quando il flusso di corrente è stato interrotto, il dispositivo ha perso immediatamente tutto il magnetismo. È questa qualità - accensione e spegnimento se necessario - che consente l'uso degli elettromagneti in numerosi campi tecnologici e industriali.
Abbiamo considerato la domanda su cosa sia un elettromagnete. Ora diamo un'occhiata ai suoi tipi principali. Sono divisi in base al metodo di creazione di un campo magnetico. Ma la loro funzione rimane la stessa.
Viste
Gli elettromagneti sono dei seguenti tipi:
- CD neutrale. In un tale dispositivo, il flusso magnetico viene creato per mezzo di una corrente elettrica continua fatta passare attraverso l'avvolgimento. Ciò significa che la forza di attrazione di un tale elettromagnete varia a seconda solo della grandezzacorrente e non dalla sua direzione nell'avvolgimento.
- CC polarizzata. L'azione di un elettromagnete di questo tipo si basa sulla presenza di due flussi magnetici indipendenti. Se parliamo di polarizzazione, la sua presenza è solitamente creata da magneti permanenti (in rari casi, elettromagneti aggiuntivi) ed è necessaria per creare una forza attrattiva quando l'avvolgimento è spento. E l'azione di un tale elettromagnete dipende dall'intensità e dalla direzione della corrente elettrica che si muove nell'avvolgimento.
- AC. In tali dispositivi, la bobina dell'elettromagnete è alimentata da corrente alternata. Di conseguenza, con una certa periodicità, il flusso magnetico cambia direzione e grandezza. E la forza di attrazione varia solo in grandezza, motivo per cui "pulsa" da un valore minimo a un valore massimo con una frequenza doppia rispetto alla frequenza della corrente elettrica che lo alimenta.
Abbiamo già familiarizzato con quali sono i tipi. Consideriamo ora esempi di utilizzo di elettromagneti.
Industria
Probabilmente tutti almeno una volta, ma hanno visto una varietà di tali dispositivi come un elettromagnete di sollevamento. Si tratta di una spessa "frittella" di vari diametri, che ha un'enorme forza di attrazione e viene utilizzata per trasportare merci, rottami metallici e in generale qualsiasi altro metallo. La sua comodità sta nel fatto che è sufficiente spegnere l'alimentazione e l'intero carico viene immediatamente sganciato e viceversa. Ciò semplifica notevolmente il processo di carico e scarico.
Forzal'elettromagnete, tra l' altro, è calcolato con la seguente formula: F=40550∙B^2∙S. Consideriamolo più in dettaglio. In questo caso, F è la forza in chilogrammi (può essere misurata anche in Newton), B è il valore di induzione e S è la superficie di lavoro del dispositivo.
Medicina
Già alla fine del 19° secolo, gli elettromagneti erano usati in medicina. Uno di questi esempi è un apparato speciale in grado di rimuovere corpi estranei (trucioli di metallo, ruggine, incrostazioni, ecc.) dall'occhio.
E ai nostri tempi, gli elettromagneti sono ampiamente utilizzati anche in medicina e probabilmente uno di questi dispositivi di cui tutti hanno sentito parlare è la risonanza magnetica. Funziona sulla base della risonanza magnetica nucleare e, in effetti, è un elettromagnete enorme e potente.
Tecnica
Inoltre, magneti simili sono usati in varie tecniche ed elettroniche, e in ambito domestico, ad esempio, come serrature. Tali serrature sono convenienti perché sono molto veloci e facili da usare, ma allo stesso tempo è sufficiente diseccitare l'edificio in caso di emergenza - e tutte si apriranno, il che è molto conveniente in caso di incendio.
E, naturalmente, il funzionamento di tutti i relè si basa sui principi dell'elettromagnetismo.
Come puoi vedere, questo è un dispositivo molto importante che ha trovato applicazione in vari campi della scienza e della tecnologia.
