Elektromagnety se tak rozšířily, že je obtížné pojmenovat oblast technologie, kde se nepoužívají v té či oné formě. Nacházejí se v mnoha domácích spotřebičích – elektrických holicích strojcích, magnetofonech, televizorech atd. Komunikační zařízení – telefonie, telegrafie a rádio – jsou nemyslitelná bez jejich použití.
Elektromagnety jsou nedílnou součástí elektrických strojů, mnoha průmyslových automatizačních zařízení, řídicích a ochranných zařízení pro různé elektrické instalace.
Rozvíjející se oblastí použití elektromagnetů jsou lékařské přístroje. V neposlední řadě se v synchrofasotronech používají obří elektromagnety pro urychlování elementárních částic.
Hmotnost elektromagnetů se pohybuje od zlomků gramu až po stovky tun a elektrický výkon spotřebovaný při jejich provozu se pohybuje od miliwattů až po desítky tisíc kilowattů.
Speciální oblastí použití elektromagnetů jsou elektromagnetické mechanismy. Elektromagnety se v nich používají jako pohon k provedení potřebného translačního pohybu pracovního tělesa nebo jeho otáčení v omezeném úhlu, případně k vytvoření přídržné síly.
Příklady takových elektromagnetů jsou trakční elektromagnety určené k provádění určité práce při pohybu určitých pracovních částí; elektromagnetické zámky; elektromagnetické spojky a brzdy a brzdové elektromagnety; elektromagnety, které aktivují kontaktní zařízení v relé, stykačích, spouštěčích, jističích; zvedací elektromagnety, vibrační elektromagnety atd.
V řadě zařízení se permanentní magnety používají spolu s elektromagnety nebo místo nich (například magnetické desky obráběcích strojů, brzdová zařízení, magnetické zámky atd.).
Příklady použití elektromagnetů
Elektromagnetické jeřáby. Továrny používají elektromagnetické jeřáby, které dokáží nést obrovské náklady, aniž by je musely zajišťovat. Používají se zde elektromagnety. Dokud je vinutím elektromagnetu proud, žádné železné těleso z něj nespadne. Pokud se však proud ve vinutí z nějakého důvodu přeruší, je nehoda nevyhnutelná. A takové případy se stávají.
Aby se předešlo opakování takových nehod a také aby se ušetřila spotřeba elektrické energie, začala se instalovat speciální zařízení s elektromagnety.
Poté, co magnet zvedne přepravované předměty, se na boku spustí a pevně uzavřou silné ocelové úchyty, které pak samy podepírají náklad a během přepravy se přeruší proud.
V námořních přístavech se pro manipulaci s kovovým šrotem používají pravděpodobně nejvýkonnější kruhové zvedací elektromagnety. Jejich hmotnost dosahuje 10 tun, nosnost až 64 tun a odtrhovací síla až 128 tun.
V závislosti na svém účelu mohou elektromagnety vážit od zlomků gramu do stovek tun a spotřebovávat elektrickou energii od zlomků wattu do desítek megawattů.
Obrázek 2.12 – Schéma zapojení zvonu
Školní zvonek a zvonek v bytě mají podobný elektrický obvod.
Po propojení kontaktů 1 a 2 dle obrázku 2.12 začne uzavřeným obvodem protékat elektrický proud k výstupu zdroje proudu (část kotvy I v tomto elektrickém obvodu působí jako vodič, právě přes kotvu protéká elektrický proud a pouze počáteční poloha kotvy vytváří uzavřený elektrický obvod). Kolem elektromagnetu E vzniká magnetické pole, které přitahuje železnou kotvu I. Elektrický obvod se otevře a magnetické pole zmizí. Kotva se vrátí do původní polohy a narazí druhým koncem do kovového kalíšku (je slyšet zvuk nárazu). Když se kotva vrátí do původní polohy, obvod se opět uzavře a začne jí opět protékat elektrický proud. Kolem elektromagnetu se opět vytvoří magnetické pole a vše začíná znovu.
Vysokozdvižný vozík s magnetickou lopatou. Běžný vysokozdvižný vozík pro sběr kovového šrotu je vybaven elektromagnetem. Železná tělesa roztroušená po zemi jsou přitahována do lopaty, což usnadňuje nakládání a přenášení nákladu.
Čištění krve pomocí elektromagnetu. Lékaři vyvinuli velmi slibnou metodu čištění krve v případě závažných krevních infekcí, které nelze vyčistit léky. Byl vytvořen neškodný fyziologický roztok obsahující drobné železné kuličky potažené činidlem. Činidlo je schopno „přilnout“ k určitému typu škodlivých mikrobů, které se objevují v lidské krvi během nemocí. Roztok se zavede do lidského těla a poté krev s roztokem prochází elektromagnetickým zařízením, které z krve „zachytí“ a odstraní železné částice s bakteriemi, které se na nich uchytily.
Každý z vás se samozřejmě setkal s jevem magnetismu.
Proč magnet – kus železné rudy – přitahuje
hřebíky, špendlíky a další ocelové předměty? Z fyziky vy
Víš, že se to děje, protože v prostoru kolem
Magnet má speciální silové pole zvané
magnetický.
3.
Magnetické pole existuje nejen kolem přírodních
magnety. Lze jej také vytvořit pomocí elektrických
proud. Pokud tedy vodičem prochází elektrický proud,
kolem něj také vzniká magnetické pole. Pokud
Pokud vypnete elektrický proud, magnetické pole okamžitě zmizí
zmizet.
4.
Magnetické pole, které vzniká ve vodiči při jeho průchodu
proud procházející jím, velmi slabý. Aby se to výrazně zesílilo,
Drát je navinutý na dutý rám ve tvaru cívky vyrobené z
dielektrikum a získáme elektromagnet. Elektromagnety
různých velikostí a tvarů se používají v elektromotorech,
jeřáby v telegrafních a telefonních přístrojích,
pro výrobu relé, automatických zařízení,
elektrické zvonky atd.
5.
V praxi je elektromagnet cívka.
izolovaný měděný drát, kterým protéká proud
elektrický proud, který dává cívce magnetické vlastnosti. Pro
další vylepšení magnetických vlastností cívky
je vloženo ocelové jádro.
Elektromagnet:
a – cívka s jádrem,
b – schematické znázornění
6.
Obrázek znázorňuje symbol elektromagnetu.
na elektrických obvodech a schématu zapojení elektromagnetu
do elektrického obvodu.
Konvenční označení (a) a schéma zapojení (b) elektromagnetu v
elektrický obvod
7.
Pro výrobu cívek nebo vinutí elektromagnetů
používá se speciální zařízení – navíjecí zařízení
stroj. Rám 1 je upevněn na hřídeli pomocí 3 pryžových kroužků
2 a cívka 5, ze které je navíjen drát, je zapnutá
kovová svislá tyč 4. Konec drátu
protáhněte otvorem v lícnici 6 rámu a zajistěte.
Drát je navíjen ve vrstvách, pevně položenými závity a
zatímco je vedl rukou.
Navíjení elektromagnetického drátu:
1 – navíjecí rám,
2— gumové kroužky,
3— hřídel,
4— tyč,
5— cívka,
6 – otvor pro upevnění
provokace
8.
Po navinutí požadovaného počtu závitů se drát
odříznutý, konec je provlečen otvorem v lícnici rámu
a upevněte. Povrch vinutí je izolován
několik vrstev papíru, vyznačených na cívce
počet závitů ve vinutí a průřez drátu, ze kterého je vyrobeno
dokončeno.
9.
Ve vinutích elektromagnetů, které se používají k
laboratorní a praktická práce, závěry
vyrobeno z montážního (ohebného) drátu. Montáž
Drát je připojen k vinutí pájením a pájecí bod
izolovat a zabezpečit.
10.
Četné experimenty ukázaly, že pro zlepšení
magnetické pole elektromagnetu musí být buď zvětšeno
počet závitů se stejným jádrem nebo zvýšení
proud v cívce nebo zvětšit velikost jádra.
11.
Elektromagnet, stejně jako permanentní magnet, má dva
magnetické póly. Ale na rozdíl od permanentního magnetu
Elektromagnet lze ovládat. Elektromagnet
přitahuje materiály k sobě pouze tehdy, když je na ně aplikován proud
prochází jeho vinutím. Pokud je proud vypnut,
Elektromagnet ztrácí své magnetické vlastnosti.
12.
V elektromagnetech používaných v různých zařízeních,
Vinutí je vyrobeno z izolovaného měděného drátu.
V závislosti na svém účelu má různý průřez a
počet závitů. Vinutí je navinuto na rám, který
mohou být vyrobeny z kartonu, textolitu, plastu a
jiných izolačních materiálů. Drží vinutí a
izoluje ho od jádra.
13.
Jádra neboli magnetické obvody elektromagnetu mohou
být různého designu. Široce používané
elektromagnety s atraktivním a zatahovacím jádrem —
kotva.
Naviják
Magnetické jádro
Elektromagnet s
obloukovité jádro
a kotevní úchyt
Naviják
Zatahovací
Elektromagnet
s výsuvnou kotvou
Rovnovážná poloha kotvy
14.
Pokud je k pólům elektromagnetu přitahována zvláštní síla
železná deska (kotva) je tažná konstrukce.
Používá se v technologii k provádění nějakého druhu
akce, jako je zavření nebo otevření
elektrické kontakty. Po vypnutí elektrických
proud v cívce, jádro a kotva jsou téměř úplně
demagnetizované, tj. přitažlivost kotvy k pólům
elektromagnet se zastaví.
15.
Elektromagnety s výsuvnou kotvou nebo trakcí
Elektromagnety se v elektrotechnice používají jako
pohon. S pomocí takového elektromagnetu je možné řídit
do pohybu, například šípku elektrického měřicího přístroje
zařízení. Zatahovací kotva je ve stavu
stabilní rovnováha, pokud jsou její konce stejně vzdálené
od středu cívky. Pokud se z této cívky vyjme jádro
polohu, pak síla F působící na ni ze strany
magnetické pole cívky má tendenci ji směřovat zpět.
Naviják
Zatahovací
Rovnovážná poloha kotvy
16.
Zvažme použití elektromagnetů na příkladu
elektromagnetické relé a elektrický zvonek.
Elektromagnetické relé je zařízení, které používá
který je ovládán někým jiným
elektrické spotřebiče na dálku.
Elektromagnetické relé: a – zařízení: 1,2 – kontaktní destičky,
3— horní rameno kotvy, 4— navíjení, 5— spodní rameno kotvy;
b – symboly
17.
Pod vlivem magnetického pole vytvořeného vinutím
cívky 4, horní rameno kotvy 3 je přitahováno k jádru.
Spodní rameno kotvy 5 vychyluje kontaktní desku 2,
dokud se nedotkne kontaktní desky 1.
Kontakty, které se dotýkají, uzavírají elektrický obvod,
ve kterém je zahrnut jakýkoli spotřebitel. Kdy
po odpojení proudu se kotva s kontaktní deskou 2 posune směrem od
jádro a elektrické kontakty 1, 2 se rozbíhají,
přerušení obvodu.
18.
Elektromagnetická relé mohou být vybavena následujícími kontakty:
zavírání, otevírání a přepínání. Podmíněné
označení vinutí relé a kontaktů na schématech zapojení
Elektrické obvody jsou znázorněny na obrázku.
19.
Pro zvuk se používá elektrický zvonek
signalizace v automatických řídicích zařízeních,
ochrana doma i v práci.
20.
Hlavní částí elektrického zvonku je
elektromagnet. Když stisknete tlačítko (v zařízeních
ochrana a ovládání jsou kontakty relé nebo spínačů)
elektrický obvod je uzavřený. Proud procházející vinutím
elektromagnet 3 zmagnetuje jádro, které
přitahuje kotvu kladivem 4 a kontaktem 2, když
V tomto případě kladivo narazí na zvonový hrnec 5, kontakty 2 a 1
otevřený a elektrický obvod je přerušen. V důsledku toho
jádro se demagnetizují a uvolní kotvu, kontakt 2
díky elasticitě se znovu spojí s kontaktem 1 a to je vše
opakuje se od začátku.
1
2
3
4
5
Elektrický zvonek:
1,2 – kontakty,
3— vinutí elektromagnetu,
4 – kotva s kladivem,
5 – šálek zvonu
