Artikel ini menjelaskan apa itu elektromagnet, prinsip penyusunannya, dan di bidang apa magnet jenis ini digunakan.
Magnetisme
Mungkin salah satu reaksi fisik yang paling menakjubkan namun sederhana adalah magnetisme. Lebih dari tiga ribu tahun yang lalu, banyak ilmuwan Yunani dan Cina kuno mengetahui sifat-sifat yang tidak biasa dari "batu magnet".
Saat ini, Anda tidak akan mengejutkan siapa pun dengan magnet, bahkan yang paling kuat - berdasarkan neodymium. Mereka sering dijual sebagai pernak-pernik atau dapat ditemukan di dalam berbagai peralatan dan mekanisme. Namun, hanya sedikit orang yang tahu betapa pentingnya magnet bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Tetapi pada awal abad ke-19, alat seperti elektromagnet telah dibuat. Jadi apa itu elektromagnet, bagaimana cara kerjanya dan di mana digunakan? Kita akan membicarakannya di artikel ini.
Definisi
Elektromagnet adalah perangkat khusus yang operasinya menciptakan medan magnet ketika arus listrik diterapkan padanya. Paling sering, elektromagnet terdiri dari gulungan primer dan inti yang memiliki sifat feromagnetik.
Gulungan biasanya terbuat dari kawat tembaga atau aluminium berbagai macamketebalan, harus ditutup dengan insulasi. Tetapi ada juga elektromagnet yang terbuat dari bahan superkonduktor. Sirkuit magnetik itu sendiri terbuat dari baja, paduan besi-nikel atau besi tuang. Dan untuk meminimalkan kerugian arus eddy, sirkuit magnetik secara struktural dibuat dari seluruh rangkaian lembaran tipis. Sekarang kita tahu apa itu elektromagnet. Mari kita lihat lebih dekat sejarah perangkat yang berguna ini.
Sejarah
Pencipta elektromagnet adalah William Sturgeon. Dialah yang pada tahun 1825 membuat magnet pertama. Secara struktural, perangkat itu adalah sepotong besi silindris di mana kawat tembaga berinsulasi tebal dililitkan. Pada saat arus listrik melewatinya, batang logam memperoleh sifat-sifat magnet. Dan ketika aliran arus terputus, perangkat segera kehilangan semua magnet. Kualitas inilah - menyalakan dan mematikan jika perlu - yang memungkinkan penggunaan elektromagnet di sejumlah bidang teknologi dan industri.
Kami telah membahas pertanyaan tentang apa itu elektromagnet. Sekarang mari kita lihat tipe utamanya. Mereka dibagi tergantung pada metode menciptakan medan magnet. Tapi fungsinya tetap sama.
Tampilan
Elektromagnet adalah dari jenis berikut:
- DC Netral. Dalam perangkat seperti itu, fluks magnet dibuat melalui arus listrik langsung yang melewati belitan. Ini berarti bahwa gaya tarik-menarik elektromagnet semacam itu hanya bervariasi tergantung pada besarnyaarus, dan bukan dari arahnya di belitan.
- DC terpolarisasi. Tindakan elektromagnet semacam ini didasarkan pada keberadaan dua fluks magnet independen. Jika kita berbicara tentang polarisasi, maka keberadaannya biasanya dibuat oleh magnet permanen (dalam kasus yang jarang terjadi, elektromagnet tambahan), dan diperlukan untuk menciptakan gaya tarik menarik ketika belitan dimatikan. Dan kerja elektromagnet tersebut bergantung pada besar dan arah arus listrik yang bergerak pada belitan.
- AC. Dalam perangkat seperti itu, koil elektromagnet ditenagai oleh listrik arus bolak-balik. Dengan demikian, dengan periodisitas tertentu, fluks magnet mengubah arah dan besarnya. Dan gaya tarik-menarik hanya bervariasi besarnya, itulah sebabnya ia "berdenyut" dari nilai minimum hingga maksimum dengan frekuensi dua kali frekuensi arus listrik yang mengalirkannya.
Kami telah membiasakan diri dengan apa jenisnya. Sekarang perhatikan contoh penggunaan elektromagnet.
Industri
Mungkin setiap orang setidaknya sekali, tetapi melihat berbagai perangkat seperti elektromagnet pengangkat. Ini adalah "pancake" tebal dengan berbagai diameter, yang memiliki daya tarik yang besar dan digunakan untuk mengangkut kargo, besi tua, dan secara umum logam lainnya. Kenyamanannya terletak pada kenyataan bahwa itu cukup untuk mematikan daya - dan seluruh beban segera dilepaskan, dan sebaliknya. Ini sangat menyederhanakan proses bongkar muat.
Kekuatanelektromagnet, omong-omong, dihitung dengan rumus berikut: F=40550∙B^2∙S. Mari kita pertimbangkan lebih detail. Dalam hal ini, F adalah gaya dalam kilogram (juga dapat diukur dalam Newton), B adalah nilai induksi, dan S adalah luas permukaan kerja perangkat.
Kedokteran
Sejak akhir abad ke-19, elektromagnet digunakan dalam pengobatan. Salah satu contohnya adalah alat khusus yang dapat menghilangkan benda asing (serutan logam, karat, kerak, dll.) dari mata.
Dan di zaman kita, elektromagnet juga banyak digunakan dalam pengobatan, dan mungkin salah satu perangkat yang pernah didengar semua orang adalah MRI. Ia bekerja berdasarkan resonansi nuklir magnetik, dan, pada kenyataannya, adalah elektromagnet yang besar dan kuat.
Teknik
Juga, magnet serupa digunakan dalam berbagai teknik dan elektronik, dan di bidang domestik, misalnya, sebagai kunci. Kunci seperti itu nyaman karena sangat cepat dan mudah digunakan, tetapi pada saat yang sama cukup untuk menghilangkan energi bangunan dalam keadaan darurat - dan semuanya akan terbuka, yang sangat nyaman jika terjadi kebakaran.
Dan, tentu saja, pengoperasian semua relai didasarkan pada prinsip elektromagnetisme.
Seperti yang Anda lihat, ini adalah perangkat yang sangat penting yang telah menemukan aplikasi di berbagai bidang sains dan teknologi.
