บทความนี้อธิบายว่าแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร จัดเรียงตามหลักการอย่างไร และใช้แม่เหล็กประเภทนี้ในพื้นที่ใด
แม่เหล็ก
ปฏิกิริยาทางกายภาพที่เรียบง่ายแต่น่าทึ่งที่สุดอย่างหนึ่งน่าจะเป็นแม่เหล็ก กว่าสามพันปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์หลายคนในกรีกโบราณและจีนรู้จักคุณสมบัติที่ผิดปกติของ "หินแม่เหล็ก"
ในยุคของเรา คุณจะไม่แปลกใจเลยที่แม่เหล็กจะดึงดูดใครๆ แม้แต่แม่เหล็กที่ทรงพลังที่สุด - อิงจากนีโอไดเมียม มักขายเป็นเครื่องประดับเล็กหรือสามารถพบได้ในเครื่องใช้และกลไกต่างๆ อย่างไรก็ตาม มีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่าแม่เหล็กมีความสำคัญต่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างไร
แต่ต้นศตวรรษที่ 19 อุปกรณ์เช่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ถูกสร้างขึ้น แม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร ทำงานอย่างไร และใช้งานที่ไหน? เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในบทความนี้
คำจำกัดความ
แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์พิเศษที่การทำงานจะสร้างสนามแม่เหล็กเมื่อมีการจ่ายกระแสไฟฟ้า ส่วนใหญ่แล้วแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยขดลวดปฐมภูมิและแกนที่มีคุณสมบัติเฟอร์โรแม่เหล็ก
ขดลวดมักจะทำจากทองแดงหรือลวดอลูมิเนียมต่างๆความหนาจำเป็นต้องหุ้มด้วยฉนวน แต่ก็มีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำจากวัสดุตัวนำยิ่งยวดด้วย วงจรแม่เหล็กทำจากเหล็ก โลหะผสมเหล็ก-นิกเกิล หรือเหล็กหล่อ และเพื่อลดการสูญเสียกระแสไหลวนให้น้อยที่สุด วงจรแม่เหล็กจึงถูกสร้างขึ้นจากแผ่นบางทั้งชุด ตอนนี้เรารู้แล้วว่าแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร มาดูประวัติของอุปกรณ์ที่มีประโยชน์นี้กันดีกว่า
ประวัติศาสตร์
ผู้สร้างแม่เหล็กไฟฟ้าคือวิลเลียม สเตอร์เจียน เขาเป็นคนที่สร้างแม่เหล็กชนิดนี้ขึ้นในปี พ.ศ. 2368 ตามโครงสร้างแล้ว อุปกรณ์นี้เป็นเหล็กรูปทรงกระบอกซึ่งมีลวดทองแดงหุ้มฉนวนหนา ในขณะที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แท่งโลหะได้คุณสมบัติของแม่เหล็ก และเมื่อกระแสไฟถูกขัดจังหวะ อุปกรณ์ก็จะสูญเสียสนามแม่เหล็กไปในทันที นี่คือคุณภาพ - เปิดและปิดหากจำเป็น - ที่ช่วยให้สามารถใช้แม่เหล็กไฟฟ้าในด้านเทคโนโลยีและอุตสาหกรรมจำนวนมาก
เราได้พิจารณาคำถามว่าแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร ตอนนี้เรามาดูประเภทหลักกัน พวกมันถูกแบ่งออกตามวิธีการสร้างสนามแม่เหล็ก แต่หน้าที่ของพวกเขายังคงเหมือนเดิม
ดู
แม่เหล็กไฟฟ้ามีประเภทต่อไปนี้:
- DC เป็นกลาง. ในอุปกรณ์ดังกล่าว ฟลักซ์แม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าตรงที่ไหลผ่านขดลวด ซึ่งหมายความว่าแรงดึงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวจะแปรผันตามขนาดเท่านั้นปัจจุบันไม่ใช่จากทิศทางที่คดเคี้ยว
- โพลาไรซ์ดีซี. การกระทำของแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดนี้ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของฟลักซ์แม่เหล็กอิสระสองตัว หากเราพูดถึงเรื่องโพลาไรซ์ การมีอยู่ของมันมักจะถูกสร้างขึ้นโดยแม่เหล็กถาวร (ในบางกรณีที่หายาก จะมีแม่เหล็กไฟฟ้าเพิ่มเติม) และจำเป็นต้องสร้างแรงดึงดูดเมื่อปิดขดลวด และการกระทำของแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ในขดลวด
- เอซี. ในอุปกรณ์ดังกล่าว ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าใช้พลังงานจากไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้น ด้วยช่วงระยะเวลาหนึ่ง ฟลักซ์แม่เหล็กจะเปลี่ยนทิศทางและขนาดของมัน และแรงดึงดูดจะแปรผันตามขนาดเท่านั้น จึงเป็นเหตุว่าทำไมมันจึง "พัลส์" จากค่าต่ำสุดไปยังค่าสูงสุดด้วยความถี่ที่สองเท่าของความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่ป้อนเข้าไป
เรารู้แล้วว่าพวกมันมีกี่ประเภทกัน ลองพิจารณาตัวอย่างการใช้แม่เหล็กไฟฟ้า
อุตสาหกรรม
น่าจะเป็นทุกคนอย่างน้อยหนึ่งครั้ง แต่เห็นอุปกรณ์หลายอย่างเช่นแม่เหล็กไฟฟ้ายก นี่คือ "แพนเค้ก" แบบหนาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ ซึ่งมีแรงดึงดูดมหาศาล และใช้สำหรับบรรทุกสินค้า เศษโลหะ และโดยทั่วไปแล้วโลหะอื่นๆ ความสะดวกของมันอยู่ที่การปิดเครื่อง - และโหลดทั้งหมดจะถูกปลดทันทีและในทางกลับกัน วิธีนี้ช่วยลดความยุ่งยากในกระบวนการขนถ่าย
ความแรงโดยวิธีการคำนวณแม่เหล็กไฟฟ้าโดยสูตรต่อไปนี้: F=40550∙B^2∙S ลองพิจารณาในรายละเอียดเพิ่มเติม ในกรณีนี้ F คือแรงในหน่วยกิโลกรัม (สามารถวัดเป็นนิวตันได้) B คือค่าเหนี่ยวนำ และ S คือพื้นที่ผิวทำงานของอุปกรณ์
ยา
ช่วงปลายศตวรรษที่ 19 มีการใช้แม่เหล็กไฟฟ้าในการแพทย์ ตัวอย่างหนึ่งคือเครื่องมือพิเศษที่สามารถขจัดสิ่งแปลกปลอม (ขี้เลื่อย สนิม ตะกรัน ฯลฯ) ออกจากตาได้
และในยุคของเรา แม่เหล็กไฟฟ้ายังถูกใช้อย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ และอาจเป็นหนึ่งในอุปกรณ์เหล่านี้ที่ทุกคนเคยได้ยินคือ MRI มันทำงานบนพื้นฐานของการสั่นพ้องของนิวเคลียร์แบบแม่เหล็ก และที่จริงแล้ว เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่และทรงพลัง
เทคนิค
นอกจากนี้ แม่เหล็กที่คล้ายคลึงกันยังใช้ในเทคนิคและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ และในทรงกลมในประเทศ เช่น เป็นตัวล็อค ตัวล็อคดังกล่าวสะดวกเพราะรวดเร็วและใช้งานง่ายมาก แต่ในขณะเดียวกันก็เพียงพอที่จะเลิกใช้ไฟฟ้าในอาคารในกรณีฉุกเฉิน และล็อคทั้งหมดจะเปิดออก ซึ่งสะดวกมากในกรณีเกิดอัคคีภัย
และแน่นอนว่าการทำงานของรีเลย์ทั้งหมดนั้นขึ้นอยู่กับหลักการของแม่เหล็กไฟฟ้า
อย่างที่คุณเห็น นี่คืออุปกรณ์ที่สำคัญมากที่พบแอปพลิเคชั่นในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ