電磁鐵工作原理是什么?電磁鐵制作原理了解嗎?

時(shí)間：2022-08-08 00:07:11

關(guān)鍵字：電磁鐵指數(shù) 磁場(chǎng)

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[導(dǎo)讀]為繼續(xù)增進(jìn)大家對(duì)電磁鐵的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)電磁鐵原理，以及電磁鐵的制作原理予以介紹。

電磁鐵在生活中還是比較常見的一種裝置，大多數(shù)朋友應(yīng)該對(duì)見過電磁鐵。為繼續(xù)增進(jìn)大家對(duì)電磁鐵的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)電磁鐵原理，以及電磁鐵的制作原理予以介紹。如果你對(duì)電磁鐵具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。

一、電磁鐵原理

電磁鐵是通電產(chǎn)生電磁的一種裝置。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，它也叫做電磁鐵(electromagnet)。我們通常把它制成條形或蹄形狀，以使鐵芯更加容易磁化。另外，為了使電磁鐵斷電立即消磁，我們往往采用消磁較快的軟鐵或硅鋼材料來制做。這樣的電磁鐵在通電時(shí)有磁性，斷電后磁就隨之消失。電磁鐵在我們的日常生活中有著極其廣泛的應(yīng)用，由于它的發(fā)明也使發(fā)電機(jī)的功率得到了很大的提高。

當(dāng)在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場(chǎng)磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個(gè)磁體，這樣由于兩個(gè)磁場(chǎng)互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)。為了使電磁鐵的磁性更強(qiáng)，通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反，一邊順時(shí)針，另一邊必須逆時(shí)針。如果繞向相同，兩線圈對(duì)鐵芯的磁化作用將相互抵消，使鐵芯不顯磁性。另外，電磁鐵的鐵芯用軟鐵制做，而不能用鋼制做。否則鋼一旦被磁化后，將長期保持磁性而不能退磁，則其磁性的強(qiáng)弱就不能用電流的大小來控制，而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點(diǎn)。

電磁鐵是可以通電流來產(chǎn)生磁力的器件，屬非永久磁鐵，可以很容易地將其磁性啟動(dòng)或是消除。例如：大型起重機(jī)利用電磁鐵將廢棄車輛抬起。

當(dāng)電流通過導(dǎo)線時(shí)，會(huì)在導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。應(yīng)用這性質(zhì)，將電流通過螺線管時(shí)，則會(huì)在螺線管之內(nèi)制成均勻磁場(chǎng)。假設(shè)在螺線管的中心置入鐵磁性物質(zhì)，則此鐵磁性物質(zhì)會(huì)被磁化，而且會(huì)大大增強(qiáng)磁場(chǎng)。

一般而言，電磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電流大小、線圈圈數(shù)及中心的鐵磁體有關(guān)。在設(shè)計(jì)電磁鐵時(shí)，會(huì)注重線圈的分布和鐵磁體的選擇，并利用電流大小來控制磁場(chǎng)。由于線圈的材料具有電阻，這限制了電磁鐵所能產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小，但隨著超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，將有機(jī)會(huì)超越現(xiàn)有的限制。

二、電磁鐵制作原理

1.圓形線圈通往電流形成的磁場(chǎng)

(1)線圈中心處的磁場(chǎng)方向可將線圈上某一小段導(dǎo)線視為直線，由安培右手定則判定之。

(2)通有電流的圓形線圈上每一小段電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在線圈內(nèi)都指向同一方向，故線圈內(nèi)的磁場(chǎng)較直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度大。

(3)圓形導(dǎo)線通入電流時(shí)，線圈外的磁場(chǎng)因各小段電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向不一致，因此產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)較圈內(nèi)磁場(chǎng)弱。

(4)圓形線圈的電流愈大，半徑愈小，則線圈中心處的磁場(chǎng)強(qiáng)度即愈大。

(5)圓形線圈和圓盤形薄磁鐵的磁力線形狀相似。

2.螺線形線圈電流的磁場(chǎng)

(1)用一條長導(dǎo)線繞成螺線形的長線圈，相當(dāng)于由很多個(gè)圓形線圈所串聯(lián)而成，每一圓形導(dǎo)線在中心處所建立的磁場(chǎng)均為同向，可以增強(qiáng)效應(yīng)，故線圈中心處的磁場(chǎng)較單匝圓形線圈為強(qiáng)。

(2)線圈內(nèi)部磁力線形成方向相同的直線，在線圈約兩端磁力線則漸彎曲向外。

(3)螺線形線圈的磁力線特性與棒形磁鐵的磁力線相似，線圈內(nèi)的磁力線與線圈外方向恰相反。

(4)線圈內(nèi)磁場(chǎng)的強(qiáng)度與線圈上的電流及單位長度內(nèi)線圈的圈數(shù)成正比。