O artigo descreve o que é um eletroímã, em que princípio ele é organizado e em que áreas esse tipo de ímã é usado.
Magnetismo
Provavelmente uma das reações físicas mais surpreendentes e simples é o magnetismo. Há mais de três mil anos, muitos cientistas da Grécia e China antigas conheciam as propriedades incomuns das "pedras magnéticas".
Em nosso tempo, você não surpreenderá ninguém com ímãs, mesmo os mais poderosos - baseados em neodímio. Eles são frequentemente vendidos como bugigangas ou podem ser encontrados dentro de vários aparelhos e mecanismos. No entanto, poucas pessoas sabem o quão importante é o magnetismo para o progresso científico e tecnológico.
Mas no início do século 19, um dispositivo como um eletroímã foi criado. Então, o que é um eletroímã, como funciona e onde é usado? Falaremos sobre isso neste artigo.
Definição
Um eletroímã é um dispositivo especial cuja operação cria um campo magnético quando uma corrente elétrica é aplicada a ele. Na maioria das vezes, os eletroímãs consistem em um enrolamento primário e um núcleo que possui propriedades ferromagnéticas.
O enrolamento geralmente é feito de fio de cobre ou alumínio de váriasespessura, necessariamente coberta com isolamento. Mas também existem eletroímãs feitos de materiais supercondutores. Os próprios circuitos magnéticos são feitos de aço, ligas de ferro-níquel ou ferro fundido. E para minimizar as perdas por correntes parasitas, os circuitos magnéticos são feitos estruturalmente de um conjunto inteiro de folhas finas. Agora sabemos o que é um eletroímã. Vamos dar uma olhada na história desse dispositivo útil.
Histórico
O criador do eletroímã é William Sturgeon. Foi ele quem, em 1825, fez o primeiro ímã desse tipo. Estruturalmente, o dispositivo era um pedaço cilíndrico de ferro ao redor do qual um grosso fio de cobre isolado era enrolado. No momento em que uma corrente elétrica passava por ela, a haste de metal adquiria as propriedades de um ímã. E quando o fluxo de corrente foi interrompido, o dispositivo imediatamente perdeu todo o magnetismo. É esta qualidade - ligar e desligar se necessário - que permite o uso de eletroímãs em vários campos tecnológicos e industriais.
Nós consideramos a questão do que é um eletroímã. Agora vamos ver seus principais tipos. Eles são divididos dependendo do método de criação de um campo magnético. Mas sua função permanece a mesma.
Visualizações
Eletroímãs são dos seguintes tipos:
- DC Neutro. Em tal dispositivo, o fluxo magnético é criado por meio de uma corrente elétrica direta que passa pelo enrolamento. Isso significa que a força atrativa de tal eletroímã varia dependendo apenas da magnitudecorrente, e não de sua direção no enrolamento.
- CC Polarizada. A ação de um eletroímã desse tipo é baseada na presença de dois fluxos magnéticos independentes. Se falamos de polarização, sua presença geralmente é criada por ímãs permanentes (em casos raros, eletroímãs adicionais), e é necessário criar uma força atrativa quando o enrolamento está desligado. E a ação de tal eletroímã depende da magnitude e direção da corrente elétrica que se move no enrolamento.
- AC. Em tais dispositivos, a bobina do eletroímã é alimentada por eletricidade de corrente alternada. Assim, com uma certa periodicidade, o fluxo magnético muda sua direção e magnitude. E a força de atração varia apenas em magnitude, razão pela qual ela "pulsa" de um valor mínimo a um máximo com uma frequência que é o dobro da frequência da corrente elétrica que a alimenta.
Já nos familiarizamos com quais são os tipos deles. Agora considere exemplos do uso de eletroímãs.
Indústria
Provavelmente todos pelo menos uma vez, mas viram uma variedade de tal dispositivo como um eletroímã de elevação. Trata-se de uma “panqueca” grossa de vários diâmetros, que tem uma força de atração enorme e serve para transportar cargas, sucatas e em geral qualquer outro metal. Sua conveniência reside no fato de que basta desligar a energia - e toda a carga é imediatamente desconectada e vice-versa. Isso simplifica muito o processo de carregamento e descarregamento.
Forçao eletroímã, aliás, é calculado pela seguinte fórmula: F=40550∙B^2∙S. Vamos considerá-lo com mais detalhes. Nesse caso, F é a força em quilogramas (também pode ser medida em Newtons), B é o valor de indução e S é a área da superfície de trabalho do dispositivo.
Medicina
No final do século XIX, os eletroímãs eram usados na medicina. Um exemplo é um aparelho especial que pode remover corpos estranhos (lascas de metal, ferrugem, escamas, etc.) do olho.
E em nosso tempo, os eletroímãs também são amplamente utilizados na medicina, e provavelmente um desses dispositivos que todo mundo já ouviu falar é a ressonância magnética. Ele funciona com base na ressonância nuclear magnética e, na verdade, é um eletroímã enorme e poderoso.
Técnica
Além disso, ímãs semelhantes são usados em várias técnicas e eletrônicas, e na esfera doméstica, por exemplo, como fechaduras. Essas fechaduras são convenientes porque são muito rápidas e fáceis de usar, mas ao mesmo tempo é suficiente para desenergizar o prédio em caso de emergência - e todas elas se abrirão, o que é muito conveniente em caso de incêndio.
E, claro, a operação de todos os relés é baseada nos princípios do eletromagnetismo.
Como você pode ver, este é um dispositivo muito importante que encontrou aplicação em vários campos da ciência e tecnologia.
