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电磁铁磁力小车,了解磁铁的性质

【摘要】:
电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组,这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性,它也叫做电磁铁
电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组,这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性,它也叫做电磁铁
 
电磁铁磁力小车
 
1、了解磁铁的性质:磁铁分为南极和北极(规定蓝色代表南极,红色代表北极)。南极对南极、北极对北极会相互排斥,南极对北极会相互吸引。即同极相互排斥(同极相斥)、异极相互吸引(异极相吸);
 
 
2、利用磁铁“同极相斥异极相吸”的原理制作一辆磁力小车,利用磁力(斥力、引力)让它动起来。
 
磁铁驱引棍、尾部贴有磁铁的磁力小车
 
 
电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组,这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性,它也叫做电磁铁(electromagnet)。我们通常把它制成条形或蹄形状,以使铁芯更加容易磁化。另外,为了使电磁铁断电立即消磁,我们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性,断电后磁就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用,由于它的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。
 
电磁铁原理
 
当在通电螺线管内部插入铁芯后,铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体,这样由电磁铁于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强,通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反,一边顺时针,另一边必须逆时针。如果绕向相同,两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消,使铁芯不显磁性。另外,电磁铁的铁芯用软铁制做,而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后,将长期保持磁性而不能退磁,则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制,而失去电磁铁应有的优点。
 
电磁铁是可以通电流来产生磁力的器件,属非永久磁铁,可以很容易地将其磁性启动或是消除。例如:大型起重机利用电磁铁将废弃车辆抬起。
 
当电流通过导线时,会在导线的周围产生磁场。应用这性质,将电流通过螺线管时,则会在螺线管之内制成均匀磁场。假设在螺线管的中心置入铁磁性物质,则此铁磁性物质会被磁化,而且会大大增强磁场。
 
一般而言,电磁铁所产生的磁场与电流大小、线圈圈数及中心的铁磁体有关。在设计电磁铁时,会注重线圈的分布和铁磁体的选择,并利用电流大小来控制磁场。由于线圈的材料具有电阻,这限制了电磁铁所能产生的磁场大小,但随着超导体的发现与应用,将有机会超越现有的限制。
 
分类
 
按电流分
 
1.交流电磁铁
2.直流电磁铁
 
按用途分
 
1.制动电磁铁:在电气传动装置中用作电动机的机械制动,以达到准确迅速停车的目的,常见的型号有MZD1(单相),MZS1(三相)系列。
2.起重电磁铁:用作起重装置来吊运钢材,铁砂等导磁材料,或用作电磁机械手夹持钢铁等导磁材料。
3.阀用电磁铁:利用磁力推动磁阀,从而达到阀口开启,关闭或换向的目的。
4.牵引电磁铁:主要用牵引机械装置以执行自动控制任务。
 
 
方向判断:电磁铁的磁场方向可以用安培定则来判断。
 
安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫右手螺旋定则。
(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流方向,四指指向通电直导线周围磁力线方向。
 
(2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
 
 
优点
 
电磁铁有许多优点:电磁铁的磁性有无可以用通、断电流控制;磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数多少来控制;也可通过改变电阻控制电流大小来控制磁性大小;它的磁极可以由改变电流的方向来控制,等等。即:磁性的强弱可以改变、磁性的有无可以控制、磁极的方向可以改变,磁性可因电流的消失而消失。
 
电磁铁是电流磁效应(电生磁)的一个应用,与生活联系紧密,如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车、电子门锁、智能通道匝、电磁流量计等。
 
 
分类
 
电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁,主要可分成以下五种:
(1)牵引电磁铁──主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门,以执行自动控制任务。
(2)起重电磁铁──用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。
(3)制动电磁铁──主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。
(4)自动电器的电磁系统──如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。
(5)其他用途的电磁铁──如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。