Электромагниты и их применение

Действие магнитного поля катушки с током можно значительно усилить, если поместить внутрь катушки сердечник из железа. Рассмотрим это явление подробнее.

На рисунке 283 изображена цепь, состоящая из источника тока, катушки, реостата и ключа. Вблизи катушки расположена магнитная стрелка. При замыкании цепи в катушке возникает ток и стрелка поворачивается на некоторый угол. Если стрелку отодвинуть на большее расстояние, то при той же силе тока в катушке она поворачивается на меньший угол. Следовательно, действие магнитного поля на стрелку с увеличением расстояния уменьшается.

При изменении силы тока действие магнитного поля катушки изменяется: при увеличении силы тока — усиливается, при уменьшении — ослабляется.

Если ввести внутрь катушки железный сердечник, то стрелка в нашем опыте резко отклонится. Железо, введенное внутрь катушки, усиливает действие магнитного поля подобно тому, как усиливает действие магнитного поля увеличение силы тока.

Катушку с железным сердечником внутри называют электромагнитом. Электромагниты бывают различной формы, На рисунке 284 изображен дугообразный электромагнит, удерживающий якорь с подвешенным к нему грузом.

Электромагниты широко применяют в технике благодаря их замечательном свойствам: они быстро размагничиваются при выключении тока, их можно изготавливать в зависимости, от назначения самых различных размеров, во время работы электромагнита можно регулировать его магнитное действие, меняя силу тока в катушке.

Электромагниты, обладающие большой подъемной силой, используют на заводах для переноски изделий из стали или чугуна, а также стальных и чугунных стружек, слитков (рис. 285).

На рисунке 286 показан в разрезе магнитный сепаратор для зерна. В зерно подмешивают очень мелкие железные опилки. Эти опилки не прилипают к гладким зернам полезных злаков, но прилипают к зернам сорняков. Зерно 1 высыпается из бункера на вращающийся барабан 2. Внутри барабана находится сильный электромагнит. Притягивая железные частицы 4, он извлекает зерна сорняков из потока зерна 3 и таким путем очищает зерно от сорняков и случайно попавших железных предметов.

Применяются электромагниты и в телеграфе, телефоне и многих других устройствах.

Вопросы. 1. Какими способами можно усилить магнитное поле катушки? 2. Что называют электромагнитом? 3. Для каких целей используют на заводах электромагниты? 4. Как устроен магнитный сепаратор для зерна?

Упражнения. 1. Нужно построить электромагнит, подъемную силу которого можно регулировать. Как это сделать? 2. Какими способами можно увеличить подъемную силу электромагнита? 3. Как построить сильный электромагнит, если конструктору дано условие, чтобы ток в электромагните был сравнительно малым? 4. Используемые в подъемном кране электромагниты обладают громадной мощностью. Электромагниты, при помощи которых удаляют из глаз случайно попавшие железные опилки, очень слабы. Какими способами достигают такого различия?

Задания.

1. На рисунке 287 дана схема устройства электрического звонка. На ней буквами обозначено: ЭМ — дугообразный электромагнит. Я — железная пластинка — якорь, М — молоточек, 3—звонковая чаща, К — контактная пружина, касающаяся винта С. Рассмотрите схему звонка и объясните, как он действует.
2. На рисунке 288 показана схема телеграфной установки, позволяющей передавать телеграммы со станции А на станцию S. На схеме цифрами обозначены: 1 — ключ, 2—электромагнит, 3 —якорь, 4 — пружина, 5 — колесико, смазанное краской.

По схеме объясните работу установки.

3. В мощных электрических двигателях, применяемых в прокатных станах, шахтных подъемниках, насосах, сила тока достигает нескольких тысяч ампер. Так как в последовательно соединенных проводниках сила тока одинакова, то такой же ток будет течь во всех соединительных проводах этой цепи. Это очень неудобно, особенно если потребитель тока находится и на большом расстоянии от пульта управления, где включается ток. Такие цепи можно включать при помощи специального устройства — электромагнитного реле (рис. 289), приводя его в действие малой силой тока.

По схеме (рис. 289), где 1 —электромагнит, 2 —якорь, 3 —контакты рабочей цепи, 4 — пружина, 5 —электродвигатель, объясните, как действует этот прибор.