Электродвигатель постоянного тока также работает на принципе магнетизма. Его прообразом явился удивительный по простоте конструкции «электромагнитный самовращатель» венгерского изобретателя Едлика, конструкция которого в дальнейшем была значительно усовершенствована, благодаря чему он превратился в двигатель, нашедший сегодня самое широкое распространение.

Электромагнитные процессы помогли созданию машины без движущихся частей — трансформатора. Конструктивно трансформатор состоит из стального сердечника с двумя обмотками, изолированными как от сердечника, так и друг от друга.

Современные трансформаторы большой мощности представляют собой огромные сооружения. Сердечник о обмотками у них находится в кожухе из листовой стали, заполненном специальным маслом, которое хорошо изо­лирует витки обмотки друг от друга, обеспечивая бесперебойную и надежную работу трансформатора. У трансформатора есть любопытное свойство: он может быть и понижающим и повышающим, смотря к какой обмотке присоединен источник тока: если к обмотке с большим числом витков, трансформатор понизит напряжение, если к обмотке с меньшим числом витков — повысит.

Чрезвычайно широка область применения трансформаторов. Очень велико сегодня и количество типов трансформаторов. От крошечных звонковых трансформаторов мощностью в несколько ватт до трансформаторов в десятки и сотни тысяч киловатт, применяемых для передачи энергии от мощных гидро - и теплоэлектростанций.

Достижения радиотехники были бы немыслимы без магнитов. Основой любого радиогенератора (и передатчика, и приемника) служит так называемый колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки — электромагнита. Катушка эта является своеобразным «сердцем», пульсирующее магнитное поле которого поддерживает электрические колебания, создает электромагнитные  волны  в пространстве.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

И магнитная запись, и видеомагнитная запись осуществляются при помощи магнитной пленки.

       Электромагниты получили настолько широкое распространение, что трудно назвать область техники, где бы они не применялись в том или ином виде. Они содержатся во многих бытовых приборах – электробритвах, магнитофонах, телевизорах и т. п. Электромагниты являются неотъемлемой частью электрических машин, многих устройств промышленной автоматики, аппаратуры регулирования и защиты разнообразных электротехнических установок. Развивающейся областью применения электромагнитов является медицинская аппаратура. Гигантские электромагниты для ускорения элементарных частиц применяются в синхрофазотронах.

       Вес электромагнитов колеблется от долей грамма до сотен тонн, а потребляемая при их работе мощность – от милливатт до десятков тысяч киловатт.

       Особой областью применения электромагнитов являются электромагнитные механизмы. В них электромагниты используются в качестве привода для осуществления необходимого поступательного перемещения рабочего органа или поворота его в пределах ограниченного угла, или для создания удерживающей силы. Примером подобных электромагнитов являются тяговые электромагниты, предназначенные для совершения определённой работы при перемещении тех или иных рабочих органов; электромагнитные замки; электромагнитные муфты сцепления и торможения и тормозные электромагниты; электромагниты, приводящие в действие контактные устройства в реле, контакторах, пускателях, автоматических выключателях; подъёмные электромагниты; электромагниты вибраторов и т. п.

В ряде устройств наряду с электромагнитами или взамен их используются постоянные магниты (например, магнитные плиты металлорежущих станков, тормозные устройства, магнитные замки и т. д.).

При всём разнообразии электромагнитов, они состоят из основных частей одинакового назначения. К ним относятся катушка с расположенной на ней намагничивающей обмоткой (может быть несколько катушек и несколько обмоток), неподвижная часть магнитопровода, выполненного из ферромагнитного материала (ярмо и сердечник) и подвижная часть магнитопровода (якорь). В некоторых случаях неподвижная часть магнитопровода состоит из нескольких деталей (основания, корпуса, фланцев и т. д.).

Часто применяется обработка давлением — прессование, выдав­ливание, вытяжка. Эти методы прочно вошли в производственную практику промышленных предприятий. С их помощью изготавливают и кузова автомашин, и резервуары для химической и нефтяной промышленности, а также профили различных сечений, гладкие и ребристые трубы, кабели и многие другие изделия из алюминиевых, медных сплавов и других материалов.

Для магнитной штамповки и нужны токи в сотни тысяч ампер, больших мощностей при этом не требуется: эти токи получают при мгновенных разрядах батарей конденсаторов. Количество же энергии в разряде можно легко регулировать изменением емкости конденсаторов или изменением напряжения.

Осуществляется штамповка изделий с помощью магнитного поля. На твердосплавную матрицу, спрофилированную в соответствии с формой будущей детали, кладут плоскую заготовку. К заготовке подводят сверху плоский диск, так называемый' «магнитный молот». В диске смонтирована и залита снаружи эпоксидными смолами токоведушая спираль. На эту спираль разряжается конденсаторная батарея.

Чтобы обеспечить нормальный ход процесса, необходимо соблюдать определенную закономерность в его течении. Так, например, ток, протекающий через заготовку, может быть постоянным, переменным или пульсирующим, но при этом обязательно, чтобы и магнитное поле на каретке было соответственно постоянным, переменным или пульсирующим.

Эффективен магнитно-тепловой способ при обработке труб. Пустотелые трубные заготовки не обязательно даже доводить до плавления. Их раскаленные стенки будут послушно вытягиваться и в полужидком или пластическом, слегка размягченном состоянии, как при горячей штамповке — вытяжке. Такая технологичность достигается вследствие того, что уже при сравнительно высоких напряжениях магнитного поля давление силовых линий на металл достигает нескольких килограммов на квадратный сантиметр.

Что можно еще обрабатывать магнитно-тепловым способом? Очень многое. Прежде всего получать фасонные изделия из твердых сплавов, высоколегированных сталей.

Достаточно внутрь пылающей газовой или электрической дуги ввести струю сжатого воздуха, как магнитно-тепловая установка легко превращается в воздушно-дуговую — в мощный резак.

Магнитные интроскопы прежде всего нужны технике, промышленности и сельскому хозяйству.

Принцип работы этих приборов основан на том, что магнитные поля, проходя сквозь металлы, взаимодействуют с ними и «рисуют» на их поверхности или на экране электронно-лучевой трубки внутреннее строение исследуемых материалов и изделий. И тем самым позволяют обнаружить скрытые в их толще дефекты.

Физической основой магнитной интроскопии является взаимодействие магнитного поля с исследуемым веществом.

Магнитно-порошковый метод выявления поверхностных дефектов является сегодня одним из распространенных и надежных.

Более подробно об этих и других устройствах студенты получат при изучении таких дисциплин, как «Электрические машины», «Электрические измерения», «Электрооборудование электрических машин», «Техническое обслуживание электрического  и электромеханического оборудования» и т. д.

Демонстрация работы электромагнитного реле студентом 2 курса.

Обсуждение доклада

ВЫВОДЫ (записываются в тетрадь)

Электромагнит создаёт магнитное поле с помощью обмотки, обтекаемой электрическим током. Для того, чтобы усилить это поле и направить магнитный поток по определённому пути, в большинстве электромагнитов имеется магнитопровод, выполняемый из магнитомягкой стали.

В зависимости от способа создания магнитного потока  и характера действующей намагничивающей силы, электромагниты подразделяются на три группы: электромагниты постоянного тока нейтральные, электромагниты постоянного тока поляризованные и электромагниты переменного тока.

5. Доклад (Применение силы Лоренца.

Ускорители элементарных частиц, андронный  коллайдер)

Движущиеся электрические заряды создают вокруг себя магнитные поля, которые распространяются в вакууме со скоростью света.

Если же заряд движется во внешнем магнитном поле, то происходит силовое взаимодействие магнитных полей, определяемое по закону Ампера. Процесс взаимодействия магнитных полей исследовался Лоренцом, который вывел формулу для расчёта силы, действующей со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Эта сила впоследствии была названа его именем.

Очень важным оказалось использование явления действия магнитного поля на движущийся электрический заряд при исследованиях космических частиц, для определения знаков их зарядов и во многих случаях практического применения.

Вот уже два тысячелетия человек, упорно допрашивая природу, властно вторгается в тайны строения вещества, открывает новые зависимости и законы.

Человек хочет все больше и больше знать о характере и возможности атомов. Хотя сегодня о них известно уже немало, ученые продолжают интенсивные исследования этой элементарной частицы. Они направляют свои усилия прежде всего на то, чтобы понять источник и закономерности колоссальных внутриядерных сил.

Чтобы расчленить атомное ядро и таким образом понять его устройство, ученые применяют ускорители заряженных частиц — циклотроны, синхрофазотроны. Это сложные инженерные сооружения, главной рабочей частью которых являются гигантские электромагниты, а вес достигает десятки тысяч тонн. Достаточно сказать, что электромагниты дубненского синхрофазотрона весят около 40 тысяч тонн. Наружный диаметр его 72 метра. Во время работы этого гиганта мощность агрегатов достигает 140 тысяч киловатт, что соответствует почти четверти мощности Днепрогэса.

Синхрофазотрон — это настоящий индустриальный гигант с электростанциями, радиостанциями, сложной автоматикой и другой уникальной аппаратурой. Здесь все отличается удивительной слаженностью взаимодействия всех частей сложного хозяйства, максимальной точностью. С точностью до 0,1 миллиметра установлены полюса громадного электромагнита. Напряжение в сотни тысяч вольт поддерживается с точностью до одной сотой процента.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4