Evde bir elektromıknatıs nasıl yapılır

elektromıknatıs – manyetik bir alanın ortaya çıktığı ve etrafındaki sargıdan bir elektrik akımının geçmesi sonucu ferromanyetik çekirdekte konsantre edildiği yapay bir mıknatıs, yani. akımı bobinden geçerken, içine yerleştirilen çekirdek doğal bir mıknatısın özelliklerini alır.

Elektromıknatısların kapsamı çok geniştir. Elektrikli makinelerde ve cihazlarda, otomasyon cihazlarında, tıpta, çeşitli bilimsel araştırmalarda kullanılırlar. Çoğu zaman, elektromıknatıslar ve solenoidler bir tür mekanizmayı hareket ettirmek için ve yükleri kaldırmak için fabrikalarda kullanılır.

Bu nedenle, örneğin, kaldırma elektromıknatısı çok kullanışlı, üretken ve ekonomik bir mekanizmadır: taşınan yükün güvenliğini sağlamak ve serbest bırakmak için bakım personeli gerekli değildir. Hareketli yükün üzerine bir elektromıknatıs koymak ve elektromıknatısın bobinindeki elektrik akımını açmak yeterlidir ve yük elektromıknatısa çekilir ve yükü serbest bırakmak için sadece akımı kapatmanız gerekir.

Elektromıknatısın tasarımı tekrarlamak kolaydır ve özünde iletkenin çekirdeği ve bobininden başka bir şey değildir. Bu yazıda kendi ellerinizle bir elektromıknatısın nasıl yapılacağı sorusuna cevap vereceğiz?

Bir elektromıknatıs nasıl (teori)

İletken içinden bir elektrik akımı geçerse, bu iletkenin etrafında manyetik bir alan oluşur. Akım sadece devre kapalıyken akabildiğinden, iletken en basit kapalı döngü olan daire gibi kapalı bir döngü olmalıdır.

Daha önce, merkezinde bulunan manyetik bir iğne üzerindeki akımın etkisini gözlemlemek için genellikle bir daire içinde yuvarlanan bir iletken kullanılıyordu. Bu durumda, ok, iletkenin tüm kısımlarından eşit bir mesafede bulunur ve akımın mıknatıs üzerindeki etkisini gözlemlemeyi kolaylaştırır.

Bir elektrik akımının bir mıknatıs üzerindeki etkisini arttırmak için, önce akımı arttırmak mümkündür. Bununla birlikte, içinden bir akımın kapladığı devrenin etrafından iki kez aktığı iletkenin etrafında giderseniz, akımın mıknatıs üzerindeki etkisi iki katına çıkacaktır.

Böylece, bu eylem, iletken belirli bir devre etrafında uygun sayıda döndürülerek birçok kez arttırılabilir. Sayıları keyfi olabilen bireysel dönüşlerden oluşan elde edilen iletken gövdeye bobin denir.

Okul fiziğinin seyrini hatırlayın, yani bir elektrik akımı bir iletkenden aktığında manyetik alan oluşur. İletken bir bobine sarılırsa, tüm dönüşlerin manyetik indüksiyon hatları oluşturulacak ve ortaya çıkan manyetik alan, tek bir iletkenden daha güçlü olacaktır.

Bir elektrik akımı tarafından üretilen manyetik alan, prensip olarak, bir manyetik alana kıyasla önemli bir fark içermez, eğer elektromıknatıslara geri dönersek, çekiş kuvveti için formül şöyle görünür:

F = 40550 ∙ B²∙ S,

burada F çekiş kuvveti, kg (kuvvet ayrıca Newton cinsinden ölçülür, 1 kg = 9.81 N veya 1 N = 0.102 kg); B - indüksiyon, T; S, elektromıknatısın m2 kesit alanıdır.

Yani, bir elektromıknatısın çekiş gücü manyetik indüksiyona bağlıdır, formülünü düşünün:

Burada U0 manyetik sabittir (12.5 * 107 GN / m), U ortamın manyetik geçirgenliğidir, N / L solenoidin birim uzunluğu başına dönüş sayısıdır, I mevcut güçtür.

Mıknatısın bir şey çektiği kuvvetin mevcut güce, dönüş sayısına ve ortamın manyetik geçirgenliğine bağlı olduğu sonucu çıkar. Bobinde çekirdek yoksa, ortam havadır.

Aşağıda farklı ortamlar için göreceli manyetik geçirgenliklerin bir tablosu bulunmaktadır. Havada 1 olduğunu, diğer malzemelerde onlarca hatta yüzlerce kat daha fazla olduğunu görüyoruz.

Elektrik mühendisliğinde, çekirdekler için özel bir metal kullanılır, genellikle elektrik veya transformatör çeliği olarak adlandırılır. Tablonun üçüncü sırasında göreceli manyetik geçirgenliğin 7 * 103 veya 7000 GN / m olduğu "Silikonlu demir" ifadesini görürsünüz.

Transformatör çeliği için ortalama değerdir. Her zamanki gibi aynı silikon içeriğinden farklıdır. Pratikte, göreceli manyetik geçirgenliği uygulanan alana bağlıdır, ancak ayrıntılara girmeyeceğiz. Bobin içindeki çekirdeği ne verir? Elektrik çeliğinin çekirdeği bobinin manyetik alanını yaklaşık 7000-7500 kez artıracaktır!

Başlamak için hatırlamanız gereken tek şey, bobinin içindeki çekirdek malzemeye bağlı olmasıdır. manyetik indüksiyonve elektromıknatısın çekeceği kuvvet ona bağlıdır.

uygulama

Bir iletken çevresinde manyetik bir alanın meydana geldiğini göstermek için yapılan en popüler deneylerden biri, metal yongaları ile olan deneyimdir. İletken bir kağıtla kaplanır ve üzerine manyetik çipler dökülür, daha sonra iletkenden bir elektrik akımı geçirilir ve çip, bir şekilde tabaka üzerindeki konumunu değiştirir. Bu neredeyse bir elektromıknatıs.

Ancak bir elektromıknatıs için, sadece metal cipsleri çekmek yeterli değildir. Bu nedenle, yukarıdakilere dayanarak onu güçlendirmek gerekir - metal bir çekirdek üzerine bir bobin yarası yapmanız gerekir. En basit örnek, bir çivi veya cıvatanın etrafına sarılmış yalıtılmış bir bakır tel olacaktır.

Böyle bir elektromıknatıs, farklı pimleri, scrapie ve benzerlerini çekebilir.

Tel olarak, transformatörlerin, hoparlörlerin, motorların vb. Sargıları için kullanılan PVC veya herhangi bir yalıtımdaki herhangi bir teli veya PEL veya PEV tipi vernik yalıtımında bir bakır tel kullanabilirsiniz. Ya bobinlerde yeni bulabilirsiniz ya da aynı transformatörlerden geri alabilirsiniz.

10 Basit sözcüklerle elektromanyetik üretmenin nüansları:

1. İletkenin tüm uzunluğu boyunca yalıtım düzgün ve sağlam olmalıdır, böylece dönüşler arası arıza olmaz.

2. Sargı bir iplik makarasında olduğu gibi bir yöne gitmelidir, yani teli 180 derece bükemez ve ters yöne gidemezsiniz. Bunun nedeni, ortaya çıkan manyetik alanın, her bir bobinin alanlarının cebirsel toplamına eşit olması, eğer detaylara girmemeniz durumunda, aksi yönde sarılmış bobinlerin zıt işaretin bir elektromanyetik alanını üreteceği, bunun sonucu olarak alanın sonucu çıkarılacak ve sonuç olarak elektromıknatısın gücü daha az olacaktır. ve eğer bir yönde ve diğer yönde aynı sayıda dönüş olacaksa, mıknatıs hiçbir şey çekmeyecektir, çünkü alanlar birbirini bastırır.

3. Elektromıknatısın gücü ayrıca akım gücüne ve bobine uygulanan gerilime ve direncine bağlıdır. Bobinin direnci, telin uzunluğuna (ne kadar uzunsa, o kadar büyüktür) ve kesit alanına (kesit ne kadar büyükse, daha az direnç) bağlıdır - R = p * L / S formülü ile yaklaşık bir hesaplama yapılabilir.

4. Akım çok yüksekse, bobin yanar.

5. Doğru akım ile - reaktans endüktansının etkisinden dolayı akım alternatif akımdan daha büyük olacaktır.

6. Alternatif akım üzerinde çalışırken - elektromıknatıs vızıldayacak ve çınlayacak, alanı sürekli olarak yönü değiştirecek ve çekiş kuvveti sabit çalışmadan daha az (iki kez) olacaktır. Bu durumda, alternatif akım bobinleri için çekirdek sac bir araya getirilir, bir araya getirilirken, plakalar birbirinden vernik veya ince bir ölçek tabakası (oksit) ile izole edilir. karışımları - kayıpları ve Foucault akımlarını azaltmak için.

7. Aynı çekiş kuvveti ile, alternatif akım elektrik mıknatısı iki kat daha ağır olacak ve boyutlar buna göre artacaktır.

8. Ancak, AC elektromıknatısların DC mıknatıslardan daha hızlı olduğunu düşünmeye değer.

9. DC elektromıknatısların çekirdekleri

10. Her iki tip elektromıknatıs hem doğrudan hem de alternatif akım üzerinde çalışabilir, tek soru ne tür bir güce sahip olacağı, hangi kayıplar ve ısıtmanın olacağıdır.

Uygulamada doğaçlama aletlerden elektromıknatıs için 3 fikir

Daha önce de belirtildiği gibi, bir elektromıknatıs yapmanın en kolay yolu, gerekli güç için birini ve diğerini alarak bir metal çubuk ve bir bakır tel kullanmaktır. Bu cihazın besleme gerilimi ampirik olarak yapının mevcut gücüne ve ısınmasına bağlı olarak seçilir. Kolaylık sağlamak için plastik bir iplik makarası veya benzeri kullanabilirsiniz ve iç deliğinin altında bir çekirdek - bir cıvata veya çivi seçin.

İkinci seçenek neredeyse hazır bir elektromıknatıs kullanmaktır. Elektromanyetik anahtarlama cihazlarını düşünün - röleler, manyetik yol vericiler ve kontaktörler. Doğru akım ve 12V voltajda kullanım için, otomotiv rölelerinden bir bobin kullanmak uygundur. Tek yapmanız gereken kasayı çıkarmak, hareketli kontakları kırmak ve gücü bağlamaktır.

220 veya 380 volttan itibaren çalışmak için bobinleri kullanmak uygundur manyetik yol vericiler ve kontaktörlerBir mandrel üzerine sarılırlar ve kolayca çıkarılabilirler. Bobin içindeki deliğin kesit alanına göre çekirdeği seçin.

Böylece mıknatısı prizden açabilirsiniz ve bir reosta kullanırsanız veya akımı güçlü bir direnç yardımıyla sınırlarsanız, gücünü ayarlamak uygundur, örneğin, nikrom spiral.