L'article décrit ce qu'est un électroaimant, sur quel principe il est disposé et dans quels domaines ce type d'aimant est utilisé.
Magnétisme
Probablement l'une des réactions physiques les plus étonnantes mais les plus simples est le magnétisme. Il y a plus de trois mille ans, de nombreux scientifiques de la Grèce antique et de la Chine connaissaient les propriétés inhabituelles des "pierres magnétiques".
À notre époque, vous ne surprendrez personne avec des aimants, même les plus puissants - à base de néodyme. Ils sont souvent vendus comme bibelots ou peuvent être trouvés à l'intérieur de divers appareils et mécanismes. Cependant, peu de gens savent à quel point le magnétisme est important pour le progrès scientifique et technologique.
Mais au début du 19e siècle, un appareil tel qu'un électroaimant a été créé. Qu'est-ce qu'un électroaimant, comment ça marche et où est-il utilisé ? Nous en parlerons dans cet article.
Définition
Un électroaimant est un appareil spécial dont le fonctionnement crée un champ magnétique lorsqu'un courant électrique lui est appliqué. Le plus souvent, les électroaimants sont constitués d'un enroulement primaire et d'un noyau aux propriétés ferromagnétiques.
Le bobinage est généralement constitué de fil de cuivre ou d'aluminium de diversépaisseur, nécessairement recouvert d'isolant. Mais il existe aussi des électroaimants en matériaux supraconducteurs. Les circuits magnétiques eux-mêmes sont en acier, en alliages fer-nickel ou en fonte. Et afin de minimiser les pertes par courants de Foucault, les circuits magnétiques sont structurellement constitués d'un ensemble de feuilles minces. Nous savons maintenant ce qu'est un électroaimant. Examinons de plus près l'histoire de cet appareil utile.
Histoire
Le créateur de l'électroaimant est William Sturgeon. C'est lui qui, en 1825, fabriqua le premier aimant de ce type. Structurellement, l'appareil était un morceau de fer cylindrique autour duquel un épais fil de cuivre isolé était enroulé. Au moment où un courant électrique la traversait, la tige métallique acquit les propriétés d'un aimant. Et lorsque le flux de courant a été interrompu, l'appareil a immédiatement perdu tout magnétisme. C'est cette qualité - s'allumer et s'éteindre si nécessaire - qui permet l'utilisation d'électroaimants dans de nombreux domaines technologiques et industriels.
Nous avons examiné la question de savoir ce qu'est un électroaimant. Voyons maintenant ses principaux types. Ils sont divisés en fonction de la méthode de création d'un champ magnétique. Mais leur fonction reste la même.
Vues
Les électroaimants sont des types suivants:
- CC neutre. Dans un tel dispositif, le flux magnétique est créé au moyen d'un courant électrique continu traversant le bobinage. Cela signifie que la force d'attraction d'un tel électroaimant ne varie qu'en fonction de la grandeurcourant, et non de sa direction dans l'enroulement.
- CC polarisé. L'action d'un tel électroaimant repose sur la présence de deux flux magnétiques indépendants. Si nous parlons de polarisation, sa présence est généralement créée par des aimants permanents (dans de rares cas, des électroaimants supplémentaires), et elle est nécessaire pour créer une force d'attraction lorsque l'enroulement est éteint. Et l'action d'un tel électroaimant dépend de l'amplitude et de la direction du courant électrique qui se déplace dans l'enroulement.
- AC. Dans de tels dispositifs, la bobine de l'électroaimant est alimentée en courant électrique alternatif. En conséquence, avec une certaine périodicité, le flux magnétique change de direction et d'amplitude. Et la force d'attraction ne varie qu'en amplitude, c'est pourquoi elle "pulse" d'une valeur minimale à une valeur maximale avec une fréquence qui est le double de la fréquence du courant électrique qui l'alimente.
Nous nous sommes déjà familiarisés avec leurs types. Considérons maintenant des exemples d'utilisation d'électroaimants.
Industrie
Probablement tout le monde au moins une fois, mais j'ai vu une variété d'appareils tels qu'un électroaimant de levage. Il s'agit d'une "crêpe" épaisse de différents diamètres, qui a une énorme force d'attraction et est utilisée pour transporter des marchandises, de la ferraille et en général tout autre métal. Sa commodité réside dans le fait qu'il suffit de couper l'alimentation - et toute la charge est immédiatement décrochée, et vice versa. Cela simplifie grandement le processus de chargement et de déchargement.
Forcel'électroaimant, soit dit en passant, est calculé par la formule suivante: F=40550∙B^2∙S. Considérons-le plus en détail. Dans ce cas, F est la force en kilogrammes (peut également être mesurée en Newtons), B est la valeur d'induction et S est la surface de travail de l'appareil.
Médecine
Dès la fin du XIXe siècle, les électroaimants étaient utilisés en médecine. Un tel exemple est un appareil spécial qui pourrait éliminer les corps étrangers (copeaux de métal, rouille, tartre, etc.) de l'œil.
Et à notre époque, les électro-aimants sont également largement utilisés en médecine, et l'IRM est probablement l'un de ces appareils dont tout le monde a entendu parler. Il fonctionne sur la base de la résonance nucléaire magnétique et, en fait, est un électroaimant énorme et puissant.
Technique
De plus, des aimants similaires sont utilisés dans diverses techniques et électroniques, et dans la sphère domestique, par exemple, comme serrures. Ces serrures sont pratiques car elles sont très rapides et faciles à utiliser, mais en même temps, il suffit de mettre le bâtiment hors tension en cas d'urgence - et toutes s'ouvriront, ce qui est très pratique en cas d'incendie.
Et, bien sûr, le fonctionnement de tous les relais est basé sur les principes de l'électromagnétisme.
Comme vous pouvez le voir, il s'agit d'un appareil très important qui a trouvé une application dans divers domaines de la science et de la technologie.
