Electromagneții ș i utilizarea lor

1. Electromagneții și utilizarea lor Bogdan Teodor Savin Ilie Andreas

2. S-a stabilit încă din secolul trecut că în jurul unui conductor prin care trece curent electric se creează un cîmp magnetic, iar liniile lui de forţă au forma unor inele care înconjoară conductorul. Cu cât curentul este mai puternic, cu atât câmpul magnetic din jurul conductorului va fi mai puternic. • Pe măsura îndepărtării de la conductor, câmpul slăbeşte.

3. Pentru a obţine cu ajutorul curentului electric un cîmp magnetic mai puternic, se întrebuinţează bobine de sârmă. In acest caz, câmpul magnetic al fiecărei spire din bobină se adună, iar liniile lor de forţă se contopesc într-un singur flux magnetic. • Cîmpul magnetic al unei bobine se aseamănă foarte mult cu câmpul unui magnet permanent. La capătul bobinei în care curentul trece în sensul acului ceasornicului, se obţine polul Sud, iar la celălalt capăt, polul Nord . • Schimbând sensul curentului, putem schimba sensul fluxului magnetic şi în acest caz polii magnetici de la capetele bobinei, se vor inversa.

5. Fluxul magnetic al bobinei se va intensifica de cîteva ori, dacă vom introduce în bobină un miez de fier. Aceasta se explică prin faptul că sub acţiunea cîmpului, fierul se magnetizează şi creează un flux magnetic suplimentar, mai puternic decît cîmpul bobinei însăşi .

6. Bobina cu miez de fier se numeşte electromagnet. Cu cât bobina are mai multe spire şi cu cât curentul din ea este mai mare, cu atât fluxul magnetic va fi mai mare şi cu atât electromagnetul va fi mai puternic .Se obişnuieşte să se spună că fluxul magnetic din electromagnet este cu atât mai puternic, cu cât numărul de amperspire este mai mare, adică produsul dintre curent în amperi şi numărul spirelor. • De exemplu acelaşi flux magnetic poate fi obţinut dacă vom lua o bobină cu 50 spire cu un curent de 10 A, sau dacă vom trece un curent de 1 A, printr-o bobină cu 500 spire. In ambele cazuri, electromagnetul are 500 amperspire.

7. Fluxul magnetic din electromagnet este în funcţie şi de construcţia miezului. Pentru a mări fluxul magnetic este nevoie ca, pe cât este posibil, liniile de forţă să nu treacă prin aer, deoarece aerul are o mare reluctanţă la trecerea linilor de forţă. Cel mai puternic flux magnetic se va obţine într-un miez închis. In acesta, liniile de forţă străbat toată calea numai prin fier, care are o reluctanţă de multe ori mai mică decât aerul.

9. Cel mai mic întrefier dintr-un asemenea miez închis va mări simţitor reluctanţa magnetică şi va micşora fluxul magnetic. Deasemenea, nu trebue să luăm un miez cu o suprafaţă mică a secţiunii transversale, întrucât în acest caz poate interveni saturaţia magnetică, şi chiar dacă mărim mai mult amperspirele, fluxul magnetic nu va mai creşte. • Materialul din care este confecţionat miezul are un rol foarte mare. Un miez din oţel călit se magnetizează mult mai puţin decât un miez din fier moale, în schimb, după întreruperea curentului el va rămîne magnetizat. In prezent, magneţii permanenţi se fabrică după metoda de mai sus.

10. În fierul moale, precum şi în unele aliaje feromagnetice care prezintă cea mai mică reluctanţă liniilor de forţă se obţine fluxul magnetic cel mai intens. Totuşi, ele au un magnetism permanent foarte slab şi la întreruperea curentului se demagnetizează aproape complect. • Miezurile electromagneţilor se fabrică tocmai din asemenea materiale şi deaceea electromagneţii sunt magneţi care acţionează numai atâta timp cât trece curent prin înfăşurare.În multe cazuri, această proprietate a electromagneţilor este foarte mult utilizată.

11. Din fenomenele electromagnetice face parte şi acţiunea reciprocă între câmpul magnetic şi conductorul prin care trece curentul. Conductorul cu curent care se află într-un câmp magnetic, este supus acţiunii unei forţe mecanice din partea câmpului, forţă care tinde să deplaseze conductorul sub un unghi drept pe liniile de forţă magnetice. Câmpul magnetic principal acţionează reciproc (interacţionează) cu câmpul magnetic al curentului şi drept rezultat ia naştere o forţă mecanică, la fel ca şi în cazul atracţiei sau respingerii reciproce a doi poli magnetici.

12. Forţa care acţionează asupra conductorului este cu atât mai mare cu cât câmpul magnetic principal este mai intens, cu cât curentul în conductor este mai mare şi cu cât lungimea porţiunii conductorului, situată în câmpul magnetic este mai mare. • Această forţă va fi maximă, atunci când conductorul este aşezat în unghi drept faţă de liniile de forţă magnetică. Dacă conductorul este aşezat însă dealungul liniilor de forţă, câmpul nu va acţiona asupra lui.

13. Sensul deplasării conductorului cu curent în câmpul magnetic este în funcţie de sensul curentului din conductor şi de sensul câmpului. Pentru a inversa sensul deplasării conductorului, este suficient, fie că schimbăm sensul curentului din conductor, fie să schimbăm sensul liniilor de forţă ale câmpului magnetic principal.

14. Magneţii permanenţi şi electromagneţii au foarte multe aplicaţii practice importante. Ei constituie partea componentă principală a majorităţii difuzoarelor şi telefoanelor. Apariţia şi dispariţia câmpului magnetic la închiderea şi întreruperea curentului în electromagneţi, este folosită în buzere şi la vibratori, care închid şi deschid automat circuitul electric, de mai multe ori pe secundă. Acelaşi fenomen este folosit şi la relee, care servesc la anclanşarea şi declanşarea diferitelor circuite electrice. • Deplasarea conductorului cu curent în câmpul magnetic, precum şi alte fenomene electromagnetice sunt folosite la multe aparate electrice de măsurat, precum şi la motoarele electrice în care se obţine o rotaţie continuă a electromagnetului mobil, care poartă denumirea de rotor şi care se află în câmpul magnetic al unui alt electromagnet fix.

18. Bibliografie: • http://tehnium.org/wp/?p=2679#.Uayhm9JM_aN • http://ro.wikipedia.org/wiki/Pagina_principal%C4%83 • http://www.scritube.com/