Elektromagnes

Model prostego elektromagnesu

Tradycyjny dzwonek z elektromagnesem

Elektromagnes – urządzenie wytwarzające pole magnetyczne w wyniku przepływu przez nie prądu elektrycznego. Zbudowany jest z cewki nawiniętej zazwyczaj na rdzeniu ferromagnetycznym, o otwartym obwodzie magnetycznym, zwiększającym natężenie pola magnetycznego w części otoczenia zwojnicy. Pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes wzrasta przy wzroście natężenia prądu elektrycznego płynącego przez cewkę. Pole magnetyczne zanika, gdy prąd przestaje płynąć.

Pierwszy elektromagnes zbudował William Sturgeon w 1825 roku. Zwinął on wokół żelaznej sztabki izolowany drut miedziany. W czasie przepływu prądu układ ten stawał się silnym magnesem. Od tamtej pory elektromagnes znalazł mnóstwo zastosowań praktycznych. Pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes wzrasta po zwiększeniu liczby zwojów lub natężenia przepływającego prądu przy stałej długości zwojnicy. Im więcej cewka ma zwojów oraz im większy przepływa przez nią prąd, tym silniejsze jest pole magnetyczne elektromagnesu. Obecnie najsilniejsze elektromagnesy buduje się przy użyciu cewek nadprzewodzących. Są one wykonane z materiałów zwanych nadprzewodnikami, nie wykazujących żadnego oporu elektrycznego w bardzo niskich temperaturach (bliskich zera bezwzględnego). Fizycy szukają tanich nadprzewodników wysokotemperaturowych, co może spowodować rozpowszechnienie elektromagnesów nadprzewodzących. Granica efektu nadprzewodnictwa, jaką obecnie udało się osiągnąć wynosi 138 K.

Zastosowania

• Maszyny elektryczne
  • silnik elektryczny
  • prądnice
• głośniki, dzwonki, przekaźniki, styczniki, itp.
• kolej magnetyczna
• w urządzeniach wykorzystujących jądrowy rezonans magnetyczny
• dźwigi elektromagnetyczne
  • huty (przenoszenie złomu żelaznego)
  • stocznie (transport blach stalowych)
  • hale (utrzymywanie ciężkich części stalowych)
• akcelerator kołowy
• lampy kineskopowe
• instalacje alarmowe
• zamki

W dzwonku elektrycznym po włączeniu prądu elektromagnes przyciąga młoteczek do dzwonka. Ruch młoteczka przerywa obwód elektryczny i sprężynujący młoteczek powraca do poprzedniej pozycji. Wówczas prąd zaczyna znowu płynąć i sytuacja się powtarza. Dzwonek dzwoni tak długo, aż prąd zostanie wyłączony. Potężne elektromagnesy są często używane w składnicach złomu. Po wyłączeniu prądu pole znika i wtedy unoszony ładunek spada. Służą do utrzymywania stalowych i żeliwnych elementów poddawanych obróbce mechanicznej.