Efectul magnetic al curentului electric LEIFIphysik
Efectul magnetic al curentului electric
Fapte cheie dintr-o privire
- Curentul electric are un efect magnetic, dar este foarte slab cu un simplu conductor drept.
- Dacă un material feromagnetic precum fierul este introdus într-o bobină, efectul magnetic este semnificativ crescut.
- Un mare avantaj al electroimanaților este că efectul lor magnetic aproape dispare atunci când curentul este oprit.
Dovada efectului magnetic în experimentul ØRSTED
Fizicianul Hans Christian ØERSTED a descoperit în 1819 că un curent electric care curge printr-un conductor creează o forță magnetică, însă forța magnetică a unui conductor drept nu este foarte mare. În experimentul Ørsted (Fig. 1) un curent mare prin conductorul drept este necesar pentru ca un ac magnetic ușor de rotit să devieze. Prin urmare, forța magnetică corespunzătoare emanată de conductor este foarte mică.
Înfășurare în formă de bobină și miez de fier
Cu toate acestea, dacă înfășurați un conductor ca sârmă de cupru într-o bobină mică, forța este mult mai mare. Cu toate acestea, ca un magnet practic de ridicare pentru materialele feromagnetice, această „bobină de aer-miez” nu este încă suficient de puternică.
Cu toate acestea, vă înfășurați ca în Fig. 2 bobina pornește un cui de fier, astfel încât să puteți ridica în siguranță agrafe de hârtie cu ajutorul forțelor magnetice. Unghia de fier crește astfel forța magnetică generată de curentul de curent prin bobină.
Prezentare model pentru a consolida efectul magnetic
În mica animație din Fig. 2 un model arată cum efectul magnetic este întărit de un miez de fier în bobină:
Fierul este așa-numitul feromagnet și are ca model mulți magneți elementari mici. În primul rând, acești magneți elementari sunt complet amestecați în mod aleatoriu în fier, efectele lor magnetice se anulează reciproc. Prin urmare, nu puteți ridica agrafe cu doar un cui de fier.
Dar dacă aduceți unghia de fier în interiorul unei bobine și lăsați curentul să curgă prin bobină, magneții elementari se aliniază datorită efectului magnetic al bobinei. Acum efectele magnetice ale magneților elementari se "adună" și măresc efectul magnetic al bobinei.
Electro-magneți puternici
Dacă se utilizează bobine mai mari și se utilizează curenți mai mari, atunci sarcinile foarte mari pot fi ridicate și cu ajutorul magneților, dacă sunt fabricate din material feromagnetic, cum ar fi fierul, nichelul sau cobaltul. De exemplu. mașini vechi crescute în curtea de gunoi cu ajutorul electro-magneților.
Recent, bobinele acestor magneți sunt realizate din material supraconductor (adică de la conductori extrem de buni), astfel încât curenții foarte mari pot curge prin bobine și se creează forțe magnetice extrem de puternice.
Avantajele electromagnetilor
Un avantaj al electromagnetilor este puterea lor. Cu ajutorul electromagnetilor, se pot aplica forțe magnetice semnificativ mai mari decât la magneții permanenți clasici și, de asemenea, forțe mai mari decât la magneții din neodim.
Al doilea avantaj major al unui electromagnet față de un magnet permanent este faptul că atunci când curentul bobinei este oprit, efectul magnetic aproape dispare. Aceasta este singura modalitate de a desprinde o mașină nedorită de magnet.