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起重電磁鐵

時間:2023-12-05

內部帶有鐵芯的、利用通有電流的線圈使其像磁鐵一樣具有磁性的裝置叫做電磁鐵(electromagnet)。鐵芯要用容易磁化。這樣的電磁鐵在通電時有磁性,斷電后就隨之消失。電磁鐵在日常生活中有極其廣泛的應用。電磁鐵的發明也使發電機的功率得到了很大的提高。
中文名 :起重電磁鐵 外文名: electromagnet 形 狀 :條形或蹄形  材料 :軟鐵或硅鋼
產品歷史
起重電磁鐵有許多優點:起重電磁鐵磁性的有無可以用通、斷電流控制;磁性的大小可以用電流的強弱或線圈的匝數來控制;也可改變電阻控制電流大小來控制磁性大??;它的磁極可以由改變電流的方向來控制,等等。即:磁性的強弱可以改變、磁性的有無可以控制、磁極的方向可以改變。
電磁鐵的歷史 1822年,法國物理學家阿拉戈和呂薩克發現,當電流通過其中有鐵塊的繞線時,它能使繞線中的鐵塊磁化。這實際上是電磁鐵原理的最初發現。1823年,斯特金也做了一次類似的實驗:他在一根并非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線,當銅線與伏打電池接通時,繞在U型鐵棒上的銅線圈即產生了密集的磁場,這樣就使U型鐵棒變成了一塊“電磁鐵”。這種電磁鐵上的磁能要比永磁能大放多倍,它能吸起比它重20倍的鐵塊,而當電源切斷后,U型鐵棒就什么鐵塊也吸不住,重新成為一根普通的鐵棒。
斯特金的電磁鐵發明,使人們看到了把電能轉化為磁能的光明前景,這一發明很快在英國、美國以及西歐一些沿海國家傳播開來。
1829年,美國電學家亨利對斯特金電磁鐵裝置進行了一些革新,絕緣導線代替裸銅導線,因此不必擔心被銅導線過分靠近而短路。由于導線有了絕緣層,就可以將它們一圈圈地緊緊地繞在一起,由于線圈越密集,產生的磁場就越強,這樣就大大提高了把電能轉化為磁能的能力。到了1831年,亨利試制出了一塊更新的電磁鐵,雖然它的體積并不大,但它能吸起1噸重的鐵塊。
主要特點
1、采用全密封結構,防潮性能好。
2、經計算機優化設計,結構合理、自重輕、吸力大、能耗低。
3、勵磁線圈經特殊工藝處理,提高了線圈的電器和機械性能,絕緣材料熱等級達到C級,使用壽命長。
4、普通型電磁鐵的額定通電持續率由過去的50%提高到60%,提高了電磁鐵的使用效率。
5、超高溫型電磁鐵采用獨特隔熱方式,其中被吸物溫度有過去的600℃提高700℃,擴大了電磁鐵的適用范圍。
6、安裝、運行、維護簡便。
工作原理
當在通電螺線管內部插入鐵芯后,鐵芯被通電螺線管的磁場磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個磁體,這樣由于兩個磁場互相疊加,從而使螺線管的磁性大大增強。為了使電磁鐵的磁性更強,通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反,一邊順時針,另一邊必須逆時針。如果繞向相同,兩線圈對鐵芯的磁化作用將相互抵消,使鐵芯不顯磁性。另外,電磁鐵的鐵芯用軟鐵制做,而不能用鋼制做。否則鋼一旦被磁化后,將長期保持磁性而不能退磁,則其磁性的強弱就不能用電流的大小來控制,而失去起重電磁鐵應有的優點。
方向判斷
電磁鐵的磁場方向可以用安培定則來判斷。
安培定則是表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關系的定則,也叫右手螺旋定則。
(1)通電直導線中的安培定則(安培定則一):用右手握住通電直導線,讓大拇指指向電流方向,四指指向通電直導線周圍磁力線方向。
(2)通電螺線管中的安培定則(安培定則二):用右手握住通電螺線管,使四指彎曲與電流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極
性質
直線電流的安培定則對一小段直線電流也適用。環形電流可看成許多小段直線電流組成,對每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環形電流中心軸線上磁感強度的方向。疊加起來就得到環形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的,環形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導出直線電流的安培定則對電荷作直線運動產生的磁場也適用,這時電流方向與正電荷運動方向相同,與負電荷運動方向相反。
歷史
在奧斯特電流磁效應實驗及其他一系列實驗的啟發下 ,安培認識到磁現象的本質是電流 ,把涉及電流 、磁體的各種相互作用歸結為電流之間的相互作用,提出了尋找電流元相互作用規律的基本問題。為了克服孤立電流元無法直接測量的困難 ,安培精心設計了4個示零實驗并伴以縝密的理論分析,得出了結果。但由于安培對電磁作用持超距作用觀念,曾在理論分析中強加了兩電流元之間作用力沿連線的假設,期望遵守牛頓第三定律,使結論有誤。上述公式是拋棄錯誤的作用力沿連線的假設,經修正后的結果。應按近距作用觀點理解為,電流元產生磁場,磁場對其中的另一電流元施以作用力。
意義
安培定律與庫侖定律相當,是磁作用的基本實驗定律 ,它決定了磁場的性質,提供了計算電流相互作用的途徑。
安培力公式
電流元I1dι 對相距γ12的另一電流元I2dι 的作用力df12為:
μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
df12 = ── ───────────
4π γ123
式中dι1、dι2的方向都是電流的方向;γ12是從I1dι 指向I2dι 的徑矢。安培定律可分為兩部分。其一是電流元Idι(即上述I1dι )在γ(即上述γ12)處產生的磁場為
μ0 Idι × γ
dB = ── ─────
4π γ3
這是畢-薩-拉定律。其二是電流元Idl(即上述I2dι2)在磁場B中受到的作用力df(即上述df12)為:
df = Idι × B
簡易制作
簡易的自制起重電磁鐵:
1、需要漆包線、鐵釘來作其本體;電池或電源供應器供以電流。
2、注意事項:
要刮除漆包線末端的漆,或用火燒。
要以相同的方向纏繞漆包線。
要在漆包線的末端打結綁緊。
應用領域
產品應用涵蓋煤炭選煤、電廠輸煤、冶金鋼鐵、金屬礦山、水泥建材、石油化工、船舶制造、港口輸送、磚瓦陶瓷、玻璃,造紙,糧油食品及鐵路物流等行業。
安全操作編輯
1、使用起重電磁鐵作業范圍內,(R﹤5M)不準站人。
2、起重電磁鐵下降時,不得墜放,以免沖壞線圈。
3、一般不準起吊溫度為200攝氏度以上的金屬。當起吊300攝氏度——700攝氏度的金屬時,應采用有特殊   散熱裝置的起重電磁鐵。
4、起重電磁鐵連續作業時,夏天不得超過8h,冬天不得超過12h,以防止線圈過熱燒壞。

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