สนามแม่เหล็กของขดลวดกับกระแส แม่เหล็กไฟฟ้าและการประยุกต์ใช้

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือการรวมกันของปรากฏการณ์,เนื่องจากมีการจับคู่กระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก บางครั้งการเชื่อมต่อนี้นำไปสู่อาการไม่พึงประสงค์ ตัวอย่างเช่นกระแสที่ไหลผ่านสายไฟฟ้าบนเรือทำให้เกิดความเบี่ยงเบนที่ไม่จำเป็นของเข็มทิศเรือ อย่างไรก็ตามมักใช้ไฟฟ้าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กความเข้มสูง ตัวอย่างเช่นเราสามารถพูดถึงแม่เหล็กไฟฟ้าได้ เราจะพูดถึงพวกเขาในวันนี้

กระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

ความเข้มของสนามแม่เหล็กสามารถกำหนดได้จำนวนของเส้นฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งต่อหน่วยพื้นที่ สนามแม่เหล็กเกิดขึ้นได้ทุกที่ที่กระแสไฟฟ้าไหลเวียนและฟลักซ์แม่เหล็กในอากาศเป็นสัดส่วนกับหลัง ลวดตรงที่มีกระแสไฟฟ้าสามารถพับเข้าขดลวดได้ ด้วยรัศมีเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่มีขนาดเล็กทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของสนามแม่เหล็ก ปัจจุบันไม่เพิ่มขึ้น

ผลของความเข้มข้นฟลักซ์แม่เหล็กสามารถเพิ่มจำนวนรอบการหมุนเช่นขดลวดในขดลวด สิ่งที่ตรงกันข้ามก็เป็นความจริง สนามแม่เหล็กของขดลวดกับกระแสจะลดลงถ้าจำนวนรอบลดลง

เราได้รับความสัมพันธ์ที่สำคัญ ณ จุดสูงสุดของความหนาแน่นของสนามแม่เหล็ก (มันต่อหน่วยพื้นที่มากที่สุดสายไหล) ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าฉันที่จำนวนรอบของลวด n และแม่เหล็ก B จะแสดงดังต่อไปนี้: ในสัดส่วนปัจจุบันโวลต์ 12 A, ปัจจุบันผ่านขดลวด 3 รอบ มันจะสร้างตรงสนามแม่เหล็กเช่นเดียวกับปัจจุบันของ 3 ที่ปัจจุบันผ่านขดลวด 12 รอบ มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะรู้ว่าการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติ

ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า

ม้วนลวดบาดแผลสร้างสนามแม่เหล็กเรียกว่าขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า สายไฟสามารถพันด้วยเหล็ก (แกนเหล็ก) นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่แม่เหล็ก (ตัวอย่างเช่นแกนอากาศ) อย่างที่คุณเห็นคุณสามารถใช้เหล็กไม่เพียง แต่สร้างขดลวดสนามแม่เหล็กด้วยกระแสไฟฟ้า จากมุมมองของขนาดของการไหลนั้นแกนแม่เหล็กใด ๆ ที่เทียบเท่ากับอากาศ นั่นคือความสัมพันธ์ดังกล่าวข้างต้นเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าจำนวนรอบและฟลักซ์ในกรณีนี้จะดำเนินการค่อนข้างถูกต้อง ดังนั้นสนามแม่เหล็กของขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าสามารถลดลงได้โดยการใช้ความสม่ำเสมอนี้

การใช้เหล็กในโซลินอยด์

ธาตุเหล็กที่ใช้ในขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร? การปรากฏตัวของมันมีผลต่อสนามแม่เหล็กของขดลวดปัจจุบันในสองประการ จะเพิ่มการกระทำของแม่เหล็กในปัจจุบันบ่อยครั้งและนับพัน ๆ ครั้ง อย่างไรก็ตามความสัมพันธ์เชิงสัดส่วนที่สำคัญอย่างใดอย่างหนึ่งอาจถูกละเมิด นี่คือหนึ่งที่มีอยู่ระหว่างฟลักซ์แม่เหล็กและกระแสในขดลวดที่มีแกนอากาศ

โดเมนจุลภาคในต่อมโดเมน(อย่างแม่นยำมากขึ้นช่วงเวลาแม่เหล็กของพวกเขา) ภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยปัจจุบันจะถูกสร้างขึ้นในทิศทางเดียว เป็นผลให้ในขณะที่มีแกนเหล็กกระแสไฟฟ้านี้จะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กขนาดใหญ่ต่อหน่วยตัดขวางของเส้นลวด ดังนั้นความหนาแน่นของฟลักซ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก เมื่อโดเมนทั้งหมดถูกจัดแนวในทิศทางเดียวการเพิ่มขึ้นอีกครั้งในปัจจุบัน (หรือจำนวนรอบในขดลวด) เพียงเล็กน้อยเพิ่มความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก

ตอนนี้เราพูดถึงการเหนี่ยวนำเล็กน้อย นี่เป็นส่วนสำคัญของหัวข้อที่เราสนใจ

การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กของขดลวดด้วยกระแส

แม้ว่าสนามแม่เหล็กของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ากับเหล็กแกนจะแข็งแรงกว่าสนามแม่เหล็กของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีแกนอากาศขนาดของมันถูก จำกัด ด้วยคุณสมบัติของเหล็ก ขนาดของสิ่งที่สร้างขึ้นโดยขดลวดแกนอากาศในทางทฤษฎีไม่มีขีด จำกัด อย่างไรก็ตามตามกฎแล้วมันเป็นเรื่องยากมากและมีราคาแพงที่จะได้รับกระแสใหญ่ที่จำเป็นในการสร้างสนามเทียบเคียงในขนาดไปยังเขตขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีแกนเหล็ก คุณไม่ควรไปเส้นทางนี้เสมอ

เกิดอะไรขึ้นถ้าคุณเปลี่ยนสนามแม่เหล็กของขดลวดด้วยปัจจุบันหรือไม่? การกระทำนี้สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้เช่นเดียวกับกระแสไฟฟ้าที่สร้างสนามแม่เหล็ก เมื่อแม่เหล็กเข้าใกล้ตัวนำเส้นแรงแม่เหล็กของตัวนำจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้น ขั้วของแรงดันเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับขั้วและทิศทางของการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก ผลกระทบนี้มีมากขึ้นในขดลวดมากกว่าในขดลวดแยกต่างหาก: มันเป็นสัดส่วนกับจำนวนรอบในคดเคี้ยว ในการปรากฏตัวของแกนเหล็กแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น ด้วยวิธีนี้จำเป็นต้องเลื่อนตัวนำที่สัมพันธ์กับฟลักซ์แม่เหล็ก ถ้าตัวนำไม่ผ่านเส้นฟลักซ์แม่เหล็กจะไม่มีแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้น

วิธีรับพลังงาน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างกระแสที่พื้นฐานของหลักการเดียวกัน โดยปกติแม่เหล็กจะหมุนระหว่างขดลวด แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับความแรงของสนามแม่เหล็กและความเร็วของการหมุน (กำหนดอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก) แรงดันไฟฟ้าในตัวนำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วของฟลักซ์แม่เหล็กในนั้น

ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำนวนมากแม่เหล็กจะถูกแทนที่ด้วยขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อที่จะสร้างสนามแม่เหล็กของขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าโซลีนอยด์จะเชื่อมต่อกับแหล่งกระแสไฟฟ้า สิ่งที่ในกรณีนี้จะเป็นพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า? เท่ากับผลิตภัณฑ์ของแรงดันและกระแส ในทางตรงกันข้ามความสัมพันธ์ระหว่างกระแสในตัวนำและฟลักซ์แม่เหล็กทำให้สามารถใช้ฟลักซ์ที่สร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กเพื่อให้เกิดการเคลื่อนที่เชิงกล ตามหลักการนี้มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องมือวัดไฟฟ้าบางประเภท อย่างไรก็ตามเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวในพวกเขามีความจำเป็นต้องใช้จ่ายพลังงานไฟฟ้าเพิ่มเติม

สนามแม่เหล็กแรง

ขณะนี้ใช้ปรากฏการณ์เป็นตัวนำยิ่งยวดเป็นไปได้ที่จะได้สนามแม่เหล็กที่มีค่าความเข้มเป็นประวัติการณ์ของขดลวดด้วยกระแสไฟฟ้า แม่เหล็กไฟฟ้าสามารถมีประสิทธิภาพมาก ในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าในปัจจุบันไม่มีการสูญเสียนั่นคือไม่ทำให้เกิดความร้อนของวัสดุ นี้ช่วยให้คุณสามารถใช้แรงดันไฟฟ้าสูงใน solenoids กับแกนอากาศและเพื่อหลีกเลี่ยงข้อ จำกัด ที่เกิดจากผลกระทบของความอิ่มตัว สนามแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพเช่นขดลวดที่มีกระแสเปิดโอกาสที่ดีมาก แม่เหล็กไฟฟ้าและการประยุกต์ใช้ของพวกเขาไม่ใช่เรื่องที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนสนใจ หลังจากที่ทุกสาขาที่แข็งแกร่งสามารถใช้ในการเคลื่อนย้าย "เบาะ" แม่เหล็กและสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดใหม่ พวกเขามีความสามารถในการใช้พลังงานสูงในราคาที่ต่ำ

พลังงานสนามแม่เหล็กของขดลวดปัจจุบันใช้งานได้ใช้โดยมนุษยชาติ มีการใช้กันมานานหลายปีโดยเฉพาะอย่างยิ่งทางรถไฟ ตอนนี้เราจะพูดถึงวิธีการที่สนามแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กใช้สนามแม่เหล็กในปัจจุบันเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของรถไฟ

แม่เหล็กบนทางรถไฟ

รถไฟมักจะใช้ระบบซึ่งเพื่อประโยชน์ของแม่เหล็กไฟฟ้ามากขึ้นและแม่เหล็กถาวรเสริมกันและกัน ระบบเหล่านี้ทำงานอย่างไร? แม่เหล็กถาวรที่แข็งแรงติดอยู่ใกล้กับรางในระยะห่างที่กำหนดจากไฟจราจร ในระหว่างทางรถไฟเหนือแม่เหล็กแกนของแม่เหล็กแบนถาวรในรถแท็กซี่จะเปลี่ยนไปที่มุมเล็กน้อยหลังจากที่แม่เหล็กอยู่ในตำแหน่งใหม่

ควบคุมการจราจรบนทางรถไฟ

การเคลื่อนไหวของแม่เหล็กแบนรวมถึงสัญญาณระฆังหรือไซเรน ถัดมามีดังต่อไปนี้ หลังจากผ่านไปสองสามวินาทีแล้วรถคนขับรถจะผ่านแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเชื่อมต่อกับไฟจราจร ถ้าให้รถไฟเป็นถนนสีเขียวแล้วแม่เหล็กไฟฟ้าจะมีพลังงานและแกนของแม่เหล็กถาวรในรถจะหันไปยังตำแหน่งเดิมปิดสัญญาณในห้องโดยสาร เมื่อไฟสีแดงหรือสีเหลืองสว่างขึ้นที่ไฟจราจรไฟแม่เหล็กไฟฟ้าจะดับลงและหลังจากนั้นบางครั้งเบรคจะทำงานโดยอัตโนมัติหากผู้ขับขี่ลืมทำเช่นนี้ วงจรเบรค (เช่นเดียวกับสัญญาณเสียง) เชื่อมต่อกับเครือข่ายตั้งแต่ช่วงการหมุนแกนแม่เหล็ก ถ้าแม่เหล็กกลับสู่ตำแหน่งเดิมในระหว่างการหน่วงเวลาเบรคจะไม่ทำงาน