Жасанды магниттер. Соленоид. Физика, 10 сынып, қосымша материал 3.

 СОЛЕНОИДЭЛЕКТРОМАГНИТ

 Соленоид – это катушка индуктивности в виде намотанного на цилиндрическую поверхность изолированного проводника, по которому течёт электрический ток. Электрический ток в обмотке создает в окружающем пространстве магнитное поле соленоида.

 Соленоид становится магнитом.Железные опилки притягиваются к концам катушки при прохождении через нее электрического тока и отпадают при отключении тока.

 Сила магнитного поля катушки с током зависит от числа витков катушки, от силы тока в цепи и от наличия сердечника в катушке. Чем большее число витков в катушке и чем больше сила тока, тем сильнее магнитное поле. Железный сердечник, введенный внутрь катушки с током усиливает магнитное поле катушки___ Если подвесить соленоид на нити, то он повернется и сориентируется в магнитном поле Землиподобно свободно вращающейся магнитной стрелке.

 Конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, становится северным полюсом, а другой конец, в который магнитные линии входят, - южным полюсом магнита-соленоида. ___

 Графически изображение магнитного поля соленоида похоже на магнитное поле полосового магнита.

 Магнитные линии магнитного поля катушки с током замкнутые кривые и направлены снаружи катушки от северного полюса к южному полюсу.___Внутри соленоида, длина которого значительно больше диаметра, магнитные линии магнитного поля параллельны и направлены вдоль соленоида. Здесь магнитное поле однородно, его напряжённость пропорциональна силе тока и числу витков. Внешнее магнитное поле соленоида неоднородно.____Соленоид с сердечником во внутренней полости представляет собой электромагнит.Электромагнит – это устройство, состоящее из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается при прохождении по обмотке электрического тока и притягивающегося якоря.

 Обмотка выполняется из изолированного алюминиевого или медного провода.Существуют также электромагниты с обмоткой из сверхпроводящих материалов. Сердечники изготавливают из стали или чугуна, или железоникелевых ( железокобальтовых ) сплавов, которые с целью уменьшения вредных вихревых токов выполняют не цельными, а из набора листов.

 Дуугообразный электромагнит используется для поднятия тяжестей. Через катушку пропускается электрический ток, в результате намагничивается сердечник и притягивает якорь с подвешенным грузом.

 Действие электромагнита зависит как от силы магнитного поля, так и от силы и направления электрического тока в обмотке.

 Полезные свойства электромагнитов:быстро размагничиваются при выключении тока,можно изготовить любых размеров,при работе можно регулировать магнитное действие, меняя силу тока в цепи.

 ___В основном область применения электромагнитов - электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру защиты электротехнических установок. Электромагниты используют в подъемных устройствах, для очищения угля от металла, для сортировки разных сортов семян, для формовки железных деталей , в магнитофонах. Электромагниты применяются и в электроизмерительных приборах. Развивающейся областью применения электромагнитов является медицинская аппаратура.

 Первые электромагниты, когда ещё не умели изготавливать изолированную проволоку, делали так: железный стержень обматывали шелком, поверх него наматывали проволоку так, чтобы витки не соприкасались!

   Джозеф Генри ) (1797–1878)

   - американский физик, работы по электричеству и магнетизму. Усовершенствовал электромагнит. В 1827 г. Дж. Генри стал изолировать уже не сердечник, а саму проволоку. Только тогда появилась возможность наматывать витки в несколько слоев. Исследовал различные методы намотки провода для получения электромагнита. Создал 29 килограммовый магнит, удерживающий гигантский по тем временам вес - 936 кг.

 Дж. Генри сконструировал праобраз электромагнитного телеграфа, который состоял из батареи и электромагнита, соединенных медным проводом длиной в милю (1.85 км), протянутого по стенам лекционного зала.

 Сэмюэл Финли Бриз Морзе

 - публично продемонстрировал практически пригодную телеграфную систему, которую позднее назвали телеграфным аппаратом Морзе.

 Электрические импульсы, переданные аппаратом Морзе по проводам на расстояние 2-х миль (3.7 км), привели в действие электромагнит и на бумажной ленте точками и черточками чернил (кодом Морзе) были напечатаны символы первого телеграфного сообщения.

 ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ

 Электромагнитные подъемные краны

 На заводах применяются электромагнитные подъемные краны, которые могут переносить огромные грузы без их крепления. Здесь используются электромагниты.Пока в обмотке электромагнита есть ток, ни одна железяка не упадет с него.  Но если ток в обмотке почему-либо прервется, авария неизбежна. И такие случаи бывали. На одном американском заводе электромагнит поднимал железные болванки.Внезапно на электростанции Ниагарского водопада, подающей ток, что-то случилось, ток в обмотке электромагнита пропал; масса металла сорвалась с электромагнитаи всей своей тяжестью обрушилась на голову рабочего. Чтобы избежать повторения подобных несчастных случаев, а также с целью сэкономить потребление электрической энергии, при электромагнитах стали устраивать особые приспособления. После того как переносимые предметы подняты магнитом, сбоку опускаются и плотно закрываются прочные стальные подхватки, которые затем сами поддерживают груз,ток же во время транспортировки прерывается.

 В морских портах для перегрузки металлолома используются , наверное, самые мощные круглые грузоподъемные электромагниты. Их масса достигает 10 тонн, грузоподъемность до 64 тонн,а отрывное усилие до 128 тонн. В зависимости от назначения электромагниты могут весить от долей грамма до сотен тонн и потреблять электрическую мощность - от долей ватта до десятков мегаватт.

 Электрический звонокпринципиальная электрическая схемаШкольный звонок, квартирный звонок имеют подобную электрическую схему. После подсоединения контактов 1 и 2 к выходу источника тока по замкнутой цепи начинает протекать электрический ток ( часть якоря Я выполняет роль проводника в этой эл. цепи, именно через якорь течет эл. ток и только первоначальное положение якоря создает замкнутую эл. цепь). Вокруг электромагнита Э возникает магнитное поле и притягивает к себе железный якорь Я. Электрическая цепь размыкается и магнитное поле пропадает. Якорь возвращается в первоначальное положение, ударяясь своим другим концом о металлическую чашку (слышен звук удара). При возвращении якоря в первоначальное положение цепь опять замыкается, и по ней снова начинает течь электрический ток. Опять образуется вокруг электромагнита магнитное поле, и все начинается по новой.Автопогрузчик с магнитным ковшом

 Обычный автопогрузчик для сбора металлолома оборудован электромагнитом. Разбросанные по земле железяки сами притягиваются внутрь ковша, облегчая погрузку и перенос груза.Очиска крови с помощью электромагнитаОчень перспективный метод очистки крови при серьезных заражениях крови, которые не поддаются медикаментозной очистке, разработан медиками. Создан безвредный для организма солевой раствор, содержащий мельчайшие железные шарики, покрытые реагентом. Реагент способен "прилипать" к определенному виду вредных микробов, которые появляются в крови человека при болезнях. Раствор вводится в организм человека, а затем кровь с раствором пропускается через электромагнитную установку, которая "отлавливает" и удаляет из крови железные частицы с налипшими на них бактериями.Электромагнитный скоростной транспортПерспективно использование электромагнитов на скоростных транспортных средствах для создания " магнитной подушки".

  или