Comment électro-aimants travail

Un champ magnétique Entoure un fil chargé

• Le crédit va à Hans Christian Oersted pour découvrir l'effet électromagnétique en 1820. Il a remarqué qu'un fil chargé influencé l'orientation d'une aiguille de la boussole. Il a postulé une force de rotation autour du fil. En fait le fil crée un champ magnétique, perpendiculaire au fil.

  Un principe appelé "la règle de la main droite" décrit le flux de ce champ autour du fil. Imaginez saisir un fil chargé avec votre main droite, avec votre pouce étendu. Vos doigts recourbés pointent dans la direction du flux du champ magnétique perpendiculaire au fil, et vos points de pouce dans la direction du flux de courant.

Effet d'amplification d'un noyau, fer ou acier

• Le filage des électrons dans les atomes de fer ou d'acier peut générer une force magnétique, mais ils sont normalement orientés de façon aléatoire à l'intérieur de domaines de cristaux individuels. Les pages HyperPhysics de la Georgia State University expliquent comment, quand un fil chargé boucles autour d'un noyau comme une tige, le champ magnétique perpendiculaire au fil rend les électrons aligner leurs orbites, unir pour former un seul champ magnétique dans le noyau. Cela amplifie considérablement le champ d'origine autour du fil. Si les revers actuels, la polarité du noyau inverse. Si le courant est retiré, le noyau revient à orientation aléatoire et perd de son magnétisme.

CORE un électro-aimant présente des limitations

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  Alors que les électrons alignés d'une base augmentent la puissance d'un champ magnétique généré autour de lui, le noyau ne peut fournir une certaine quantité de boost avant tout de ses électrons sont alignés et il n'y a pas plus d'effet d'amplification à gagner, même si plus courant est appliqué. Cet effet est appelé saturation.

  "Les aciers électriques" est un alliage de fer et de silicium avec une faible quantité de carbone qui le American National Standards Institute décrit comme "à grains orientés" et utilisé dans des applications électriques comme les transformateurs, qui sont une forme d'électro-aimant.

Ampères-tours Multipliez de créer un potentiel magnétique

• Une boucle de fil chargé avec ou sans un noyau de fer crée un champ magnétique, appelé flux. Avec plusieurs boucles de fil, les effets de magnétisation augmente parce que le champ de chaque boucle ajoute aux autres, en combinant en un seul grand champ. La force magnétomotrice, ou potentiel magnétique (écrit comme MMF ou parfois F), de ce champ ressemble le potentiel de tension en un courant électrique. L'unité de mesure est ampères-tours, notées comme NI, où N est le nombre de spires multiplié par I, qui est le courant en ampères. Un courant 5 ampères dans 100 boucles de fil va créer un MMF de 500 NI, et il en sera un courant de 10 ampères en 50 boucles de fil.

  Un diamètre de fil plus mince permet plus de boucles pour une quantité donnée de matière, l'espace et le poids. Un fil mince possède également une résistance plus élevée, donc il est un compromis parce que le fil plus mince ne sera pas transporter autant de courant comme un fil plus épais, à toute tension donnée. La loi d'Ohm donne la raison pour cela, que le courant est égale à la tension divisée par la résistance (I = V / R). La plus grande résistance du fil plus mince nécessite plus de tension pour produire un courant donné.

Amélioration de la Performance d'aimants supraconducteurs

• Chilling un électro-aimant avec de l'hélium liquide à environ 2 degrés Kelvin, proche du zéro absolu, provoque un état supercondutcing dans la bobine. HyperPhysics décrit comment différents modèles de fil intègrent alliages supraconducteurs en niobium-étain comme et le niobium-titane comme fibres noyées dans une matrice de fil de cuivre. L'Institut national des normes et de la technologie décrit certaines caractéristiques des aimants supraconducteurs. Une fois que le courant a les sous tension, le courant peut être retiré et les bobines restera activée aussi longtemps que l'aimant reste froid. Les opérateurs peuvent tourner cet effet sur et en chauffant une petite section de fil pour le faire sortir de l'état supraconducteur. Un phénomène appelé "trempe" qui peut arriver si quelque chose provoque les bobines de revenir à un état résistif, provoquant un éclat saisissant de l'hélium échappement du bain d'hélium liquide.