كيفية صنع المغناطيس الكهربائي في المنزل

الكهرطيس المغناطيس الكهربائي – مغناطيس اصطناعي يظهر فيه مجال مغناطيسي ويتركز في القلب المغناطيسي المغنطيسي نتيجة مرور تيار كهربائي عبر الملء المحيط به ، أي عندما يمر التيار عبر الملف ، يكتسب اللب الموجود داخله خصائص المغناطيس الطبيعي.

نطاق المغناطيس الكهربائي واسع جدا. يتم استخدامها في الآلات والأجهزة الكهربائية ، وأجهزة التشغيل الآلي ، والطب ، وأنواع مختلفة من البحث العلمي. في معظم الأحيان ، يتم استخدام المغناطيس الكهربائي والملفات اللولبية لنقل نوع من الآليات ، وفي المصانع لرفع الأحمال.

على سبيل المثال ، يعد مغناطيس الرفع آلية مريحة ومثمرة واقتصادية للغاية: لا يُطلب من موظفي الصيانة تأمين البضائع المنقولة وإطلاقها. يكفي وضع مغنطيس كهربائي على الحمل المنقول وتشغيل التيار الكهربائي في ملف المغنطيس الكهربائي وسيتم جذب الحمل إلى مغنطيس كهربائي ، ولتحريره من الحمل ، تحتاج فقط إلى إيقاف التيار.

من السهل تكرار تصميم المغناطيس الكهربي ، وهو في جوهره ليس سوى جوهر الملف. في هذه المقالة سوف نجيب على سؤال حول كيفية صنع المغناطيس الكهربائي بيديك؟

كيف المغناطيس الكهربائي (نظرية)

في حالة تدفق تيار كهربائي عبر الموصل ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي حول هذا الموصل. نظرًا لأن التيار لا يمكن أن يتدفق إلا عندما تكون الدائرة مغلقة ، يجب أن يكون الموصل حلقة مغلقة ، مثل الدائرة ، وهي أبسط حلقة مغلقة.

في السابق ، كان يستخدم في كثير من الأحيان موصل تدحرجت في دائرة لمراقبة عمل التيار على إبرة مغناطيسية تقع في وسطها. في هذه الحالة ، يكون السهم على مسافة متساوية من جميع أجزاء الموصل ، مما يسهل مراقبة تأثير التيار على المغناطيس.

من أجل تعزيز تأثير التيار الكهربائي على المغناطيس ، من الممكن أولاً زيادة التيار. ومع ذلك ، إذا تدور حول الموصل الذي يتدفق عبره بعض التيار مرتين حول الدائرة التي يغطيها ، فإن تأثير التيار على المغناطيس سيتضاعف.

وبالتالي ، يمكن زيادة هذا الإجراء عدة مرات عن طريق تقريب الموصل بعدد مناسب من المرات حول دائرة معينة. الجسم الناتج الناتج ، والذي يتكون من المنعطفات الفردية ، والتي يمكن أن يكون عددها تعسفيًا ، يسمى الملف.

تذكر دورة الفيزياء المدرسية ، وهي أنه عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر موصل يحدث المجال المغناطيسي. إذا تم توصيل الموصل إلى ملف ، يتم تشكيل خطوط الحث المغناطيسي لجميع المنعطفات ، وسيكون المجال المغناطيسي الناتج أقوى من الموصل الواحد.

لا يوجد اختلاف جوهري في المجال المغنطيسي الناتج عن تيار كهربائي ، مقارنةً بالمجال المغنطيسي ، إذا عدنا إلى المغناطيسات الكهربائية ، فإن صيغة قوة الجر تبدو كما يلي:

F = 40550 ∙ B²∙ S ،

حيث F هي قوة الجر ، كجم (يتم قياس القوة أيضًا في نيوتن ، 1 كجم = 9.81 N ، أو 1 N = 0.102 كجم) ؛ ب - الحث ، T ؛ S هي مساحة المقطع العرضي للمغناطيس الكهربائي ، m2.

وهذا هو ، قوة الجر المغناطيس الكهربائي يعتمد على الحث المغناطيسي ، والنظر في صيغته:

هنا U0 هو الثابت المغناطيسي (12.5 * 107 Gn / m) ، U هي النفاذية المغناطيسية للوسط ، N / L هو عدد اللفات لكل وحدة طول الملف اللولبي ، I هي القوة الحالية.

ويترتب على ذلك أن القوة التي يجذب بها المغناطيس شيئًا ما تعتمد على القوة الحالية وعدد المنعطفات والنفاذية المغناطيسية للوسيط. إذا لم يكن هناك جوهر في الملف ، يكون الوسط هو الهواء.

يوجد أدناه جدول للنفاذية المغناطيسية النسبية للوسائط المختلفة. نرى أنه في الهواء هو 1 ، بينما في المواد الأخرى يكون عشرات أو حتى مئات المرات.

في الهندسة الكهربائية ، يتم استخدام معدن خاص للنوى ، وغالبًا ما يطلق عليه الصلب أو المحولات الكهربائية. في الصف الثالث من الجدول ، ترى "Iron with Silicon" حيث تكون النفاذية المغناطيسية النسبية 7 * 103 أو 7000 GN / m.

هذا هو متوسط ​​قيمة محول الصلب. إنه يختلف عن المعتاد في نفس محتوى السيليكون. في الممارسة العملية ، تعتمد نفاذية المغناطيسية النسبية على الحقل المطبق ، لكننا لن ندخل في التفاصيل. ما يعطي الأساسية في الملف؟ سوف صلب الصلب الكهربائية تعزيز المجال المغناطيسي للملف حوالي 7000-7500 مرة!

كل ما تحتاج إلى أن تتذكره هو أنه يعتمد على المادة الأساسية داخل الملف الحث المغناطيسي، والقوة التي ستسحب بها المغناطيس الكهربائي تعتمد عليها.

ممارسة

واحدة من أكثر التجارب شعبية التي يتم إجراؤها لإثبات حدوث مجال مغناطيسي حول الموصل هي تجربة نجارة المعادن. يتم تغطية الموصل بورقة من الورق ويتم سكب الرقائق الممغنطة عليه ، ثم يمر تيار كهربائي عبر الموصل ، وتغير الرقاقة موقعها بطريقة ما على الورقة. هذا هو ما يقرب من المغناطيس الكهربائي.

لكن بالنسبة للمغناطيس الكهربائي ، لا يكفي مجرد جذب الرقائق المعدنية. لذلك ، من الضروري تقويتها ، بناءً على ما تقدم - تحتاج إلى عمل جرح ملف على قلب معدني. أبسط مثال على ذلك هو سلك نحاس معزول حول الجرح أو مسمار.

مثل هذا المغناطيس الكهربائي قادر على جذب دبابيس مختلفة ، scrapie وما شابه ذلك.

كسلك ، يمكنك استخدام أي سلك في PVC أو غيره من المواد العازلة ، أو سلك نحاس في عزل بالورنيش من النوع PEL أو PEV ، والتي تستخدم لفائف المحولات ، ومكبرات الصوت ، والمحركات ، إلخ. يمكنك العثور عليه إما جديد في الملفات ، أو الترجيع من نفس المحولات.

10 فروق دقيقة في صناعة المغناطيس الكهربائي بكلمات بسيطة:

1. يجب أن يكون العزل على طول الموصل بالكامل موحدًا وسليمًا بحيث لا توجد أخطاء متقاطعة.

2. يجب أن يتم اللف في اتجاه واحد كما هو الحال في بكرة من الخيط ، أي أنه لا يمكنك ثني السلك 180 درجة والانتقال في الاتجاه المعاكس. هذا يرجع إلى حقيقة أن المجال المغنطيسي الناتج سيكون مساوياً للمجموع الجبري لحقول كل منعطف ، إذا لم تدخل في التفاصيل ، فسوف تولد جرح المنعطفات في الاتجاه المعاكس مجالًا مغناطيسيًا للكهرمغن ، حيث سيتم طرح الحقل المغنطيسي ، ونتيجة لذلك ، سيتم طرح قوة المجال الكهرومغناطيسي وإذا كان هناك نفس العدد من المنعطفات في اتجاه واحد وفي الاتجاه الآخر ، فلن يجذب المغناطيس أي شيء على الإطلاق ، لأن الحقول تقمع بعضها البعض.

3. تعتمد قوة المغناطيس الكهربائي أيضا على القوة الحالية ، وتعتمد على الجهد المطبق على الملف ومقاومته. تعتمد مقاومة الملف على طول السلك (كلما كان أطول ، أكبر حجمه) ومساحته المستعرضة (كلما كان المقطع العرضي أكبر ، كلما قلت المقاومة) يمكن إجراء حساب تقريبي وفقًا للصيغة - R = p * L / S

4. إذا كان التيار مرتفعًا جدًا ، فسيحترق الملف.

5. مع التيار المباشر - سيكون التيار أكبر من التيار المتناوب بسبب تأثير محاثة المفاعل.

6. عند العمل على التيار المتناوب - المغناطيس الكهربائي سوف يسمع صوته وحشرجة الموت ، فإن مجاله سوف يغير اتجاهه باستمرار ، وسوف تكون قوة الجر أقل (مرتين) من العمل عند الجهد المستمر. في هذه الحالة ، يتكون قلب لفائف التيار المتناوب من الصفائح المعدنية ، تتجمع معًا ، بينما يتم عزل الصفائح عن بعضها بواسطة ورقة أو طبقة رقيقة الحجم (أكسيد) ، ما يسمى يمزج - للحد من الخسائر والتيارات فوكو.

7. بنفس قوة الجر ، سوف يزن مغناطيس التيار الكهربائي المتناوب ضعف ذلك ، وستزداد الأبعاد وفقًا لذلك.

8. لكن تجدر الإشارة إلى أن مغناطيس التيار المتردد أسرع من مغناطيس التيار المستمر.

9. النوى من المغناطيس الكهربائي العاصمة

10. يمكن أن يعمل كلا النوعين من المغنطيسات الكهربائية على التيار المباشر أو التيار المتردد ، والسؤال الوحيد هو نوع القوة التي ستحصل عليها ، وما هي الخسائر والتدفئة التي ستحدث.

3 أفكار للمغناطيس الكهربائي من أدوات مرتجلة في الممارسة العملية

كما ذكرنا سابقًا ، فإن أسهل طريقة لصنع مغناطيس كهربائي هي استخدام قضيب معدني وسلك نحاسي عن طريق التقاط واحد والآخر للحصول على الطاقة المطلوبة. يتم اختيار الجهد الكهربائي لهذا الجهاز على أساس تجريبي على القوة الحالية وتسخين الهيكل. للراحة ، يمكنك استخدام بكرة بلاستيكية من الخيط أو ما شابه ذلك ، وتحت حفرة داخلية اختر نواة - مسمارًا أو مسمارًا.

الخيار الثاني هو استخدام مغناطيس كهربائي جاهز تقريبًا. فكر في أجهزة التبديل الكهرومغناطيسية - المرحلات ، والبداية المغناطيسية والملامسات. للاستخدام في التيار المباشر وبجهد 12 فولت ، من المريح استخدام لفائف من مرحلات السيارات. كل ما عليك القيام به هو إزالة القضية ، وكسر جهات الاتصال المنقولة وتوصيل الطاقة.

بالنسبة للعمل من 220 أو 380 فولت ، من الملائم استخدام الملفات المشغلات المغناطيسية والقواطعهم الجرح على مغزل ويمكن إزالتها بسهولة. حدد النواة بناءً على مساحة المقطع المستعرض للفتحة الموجودة في الملف.

بحيث يمكنك تشغيل المغناطيس من المخرج ، ومن المريح ضبط قوته إذا كنت تستخدم مقاومة متغيرة أو تحد من التيار باستخدام مقاومة قوية ، على سبيل المثال ، دوامة نيتشروم.