Магнетен ефект на електричната струја LEIFIphysik
Магнетно дејство на електричната струја
Клучни факти на прв поглед
- Електричната струја има магнетски ефект, но е многу слаба со едноставен прав проводник.
- Ако феромагнетски материјал како железо се воведе во серпентина, магнетниот ефект е значително зголемен.
- Голема предност на електромагнетите е што нивниот магнетски ефект скоро исчезнува кога струјата е исклучена.
Доказ за магнетниот ефект во експериментот ØRSTED
Физичарот Ханс Кристијан ØERSTED открил во 1819 година дека проток на електрична струја низ спроводник создава магнетна сила.Сепак, магнетната сила на прав спроводник не е многу голема. Во експериментот Ørsted (Сл. 1) неопходна е голема струја преку правилниот спроводник за лесно отклонување на магнетната игла да се одврати. Соодветната магнетна сила што произлегува од спроводникот е многу мала.
Намотка во облик на калем и железно јадро
Меѓутоа, ако намотка на спроводник како бакарна жица во мала калем, силата е многу поголема. Сепак, оваа „воздушно-јадро серпентина“ сè уште не е доволно силна како практичен магнет за подигање на феромагнетни материјали.
Сепак, дали се завиткате како во Сл. 2 серпентина се вклучува на железен клинец, така што можете безбедно да подигнете клипови со помош на магнетните сили. Theелезниот клинец ја зголемува магнетната сила генерирана од протокот на струја низ серпентина.
Презентација на модел за зајакнување на магнетниот ефект
Во малата анимација во Сл. 2 модел покажува како магнетниот ефект се зајакнува со железно јадро во серпентина:
Ironелезото е таканаречен феромагнет и има многу мали елементарни магнети како модел. Како прво, овие елементарни магнети во железо се случајно измешани, нивните магнетни ефекти се откажуваат едни со други. Затоа, не можете да земете клипови за хартија само со железен клинец.
Но, ако го внесете железниот клинец внатре во серпентина и оставите струја да тече низ серпентина, основните магнети се порамнуваат поради магнетниот ефект на серпентина. Сега магнетните ефекти на елементарните магнети "се собираат" и го зголемуваат магнетниот ефект на серпентина.
Силни електромагнети
Ако се користат поголеми калеми и се користат поголеми струи, тогаш многу големи оптоварувања може да се подигнат и со електромагнети ако се направени од феромагнетски материјал како железо, никел или кобалт. На пример, старите автомобили се подигнуваат на ѓубриво со помош на електромагнети.
Неодамна, калемите на овие магнети се изработени од суперспроводлив материјал (т.е. од исклучително добри спроводници), така што многу големи струи можат да течат низ калемите и да се создадат екстремно силни магнетни сили.
Предности на електромагнетите
Една предност на електромагнетите е нивната јачина. Со помош на електромагнети, може да се применат значително поголеми магнетни сили отколку со класичните трајни магнети и исто така поголеми сили отколку со неодимиумските магнети.
Втората голема предност на електромагнетот во однос на постојан магнет е фактот дека кога струјата на серпентина е исклучена, магнетниот ефект речиси исчезнува. Ова е единствениот начин да се оддели несакана кола од магнетот.