中文名:電磁鐵mbth:電磁學學科:物理學，電磁原理:通電後產生的電磁力分類:1。交流電磁鐵2。DC電磁鐵相關人士:奧斯特介紹、原理、分類、電流分類、用途分類、方向判斷、優點、分類、歷史、性質、意義、註意事項、電磁鐵的用途、制造原理、失磁原因、磁能來源、失磁危害與永磁體對比。電磁鐵是通電時產生電磁的裝置。壹個與其功率匹配的導電繞組纏繞在鐵芯的外部。這個通電的線圈像磁鐵壹樣有磁性，也叫電磁爐。我們通常把它做成條形或蹄形，使鐵芯更容易磁化。另外，為了在斷電後立即給電磁鐵退磁，我們往往采用退磁速度更快的軟鐵或矽鋼材料。這樣的電磁鐵通電時有磁性，斷電後就消失了。電磁鐵在我們的日常生活中應用廣泛，發電機的功率也因為它的發明而大大提高。原理當鐵芯插入通電螺線管時，鐵芯被通電螺線管的磁場磁化。被磁化的鐵芯也變成了磁鐵，所以螺線管的磁性因為兩個磁場的疊加而大大增強。為了使電磁鐵更有磁性，通常將鐵芯做成蹄形。但需要註意的是，馬蹄形鐵芯上線圈的纏繞方向是相反的，壹邊是順時針方向，另壹邊壹定是逆時針方向。如果纏繞方向相同，鐵芯上兩個線圈的磁化會相互抵消，使鐵芯不具有磁性。另外，電磁鐵的鐵芯是軟鐵做的，不是鋼。否則，鋼材壹旦被磁化，就會長時間保持磁性而無法退磁，其磁場強度也無法被電流控制，從而失去電磁鐵的優勢。電磁鐵電磁鐵是壹種通過電流產生磁力的裝置。它是非永久磁鐵，它的磁性很容易啟動或消除。例如，大型起重機使用電磁鐵來提升廢棄的車輛。當電流通過導線時，導線周圍會產生磁場。利用這壹特性，當電流通過螺線管時，螺線管中就會產生壹個均勻的磁場。假設在螺線管的中心放置壹種鐵磁性物質，鐵磁性物質就會被磁化，磁場就會大大增強。壹般來說，電磁鐵產生的磁場與電流、線圈數量以及中心的鐵磁體有關。在設計電磁鐵時，我們會註意線圈的分布和鐵磁體的選擇，用電流來控制磁場。由於線圈材料的電阻，電磁鐵產生的磁場是有限的，但隨著超導體的發現和應用，將有機會超越現有的限制。按電流分類:1。交流電磁鐵2。DC電磁鐵:1。制動電磁鐵:在電氣傳動裝置中用作電機的機械制動器，以達到準確、快速停止的目的。常見的型號有MZD1(單相)和MZS1(三相)系列。2.起重電磁鐵:用作起吊設備來起吊鋼鐵、鐵砂等磁性材料，或用作電磁機械手來夾緊鋼鐵等磁性材料。3.閥門電磁鐵:利用磁力推動磁性閥門，從而達到開啟、關閉或換向閥口的目的。4.牽引電磁鐵:牽引機構主要用於執行自動控制任務。方向判斷電磁鐵磁場的方向可以用安培定律來判斷。安培定則是表達電流與電流激勵磁場的磁感應線方向關系的規則，也叫右手螺旋定則。(1)通電直導線中的安培定律(安培定律1):右手握住通電直導線，拇指指向電流方向，四指指向通電直導線周圍的磁力線方向。(2)通電螺線管中的安培定則(安培定則2):右手握住通電螺線管，使四指與電流同向彎曲，那麽拇指所指的壹端就是通電螺線管的N極。優點電磁鐵有很多優點:電磁鐵的磁性可以通過通斷電流來控制；磁力的大小可以通過電流的強度或線圈的匝數來控制；也可以通過改變電阻控制電流來控制磁場大小；它的磁極可以通過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，磁性可以因電流的消失而消失。電磁鐵是電流磁效應的壹種應用，與生活密切相關，如電磁繼電器、電磁起重機、磁懸浮列車、電子門鎖、智能通道轉彎、電磁流量計等。分類電磁鐵可分為DC電磁鐵和交流電磁鐵。如果按用途對電磁鐵進行分類，主要可以分為以下五種:(1)牽引電磁鐵——主要用於拉動機械裝置，開啟或關閉各種閥門，執行自動控制任務。(2)起重電磁鐵——用作起吊鋼錠、鋼材、鐵砂等鐵磁性材料的起重設備。(3)制動電磁鐵——主要用於制動電機，以達到準確停車的目的。(4)自動化電器的電磁系統──如電磁繼電器和接觸器的電磁系統、自動開關的電磁脫扣器和操作電磁鐵等。(5)其他用途的電磁鐵──如磨床的電磁吸盤、電磁振動器等。早在1820年春天，丹麥的奧斯特偶然發現了這個原理。1822年，法國物理學家阿拉戈和盧薩克發現，當電流通過有鐵塊的繞組時，可以磁化繞組中的鐵塊。這其實是對電磁鐵原理的第壹次發現。1823年，斯特金也做過類似的實驗:他把18匝裸銅線纏繞在壹根不是磁棒的U形鐵棒上。當銅線連接到光伏電池上時，纏繞在U形鐵棒上的銅線圈產生了密集的磁場，從而將U形鐵棒變成了“電磁鐵”。這種電磁鐵的磁能比永磁體放大很多倍，可以吸比它重20倍的鐵。當切斷電源後，U型鐵條吸不到任何鐵，又變成了普通的鐵條。斯特金發明電磁鐵使人們看到了將電能轉化為磁能的光明前景，很快在英國、美國和西歐壹些沿海國家傳播開來。1829年，美國電工亨利對斯特金電磁鐵裝置進行了壹些創新，用磁電絕緣導體代替裸露的銅導體，這樣就不用擔心被銅導體靠得太近短路了。因為有絕緣層，電線可以緊緊的纏繞在壹起。線圈越密，磁場越強，大大提高了電能轉化為磁能的能力。到1831，亨利已經開發出壹種更新的電磁鐵。它雖然不大，卻能吸收1噸鐵。受奧斯特電流磁效應實驗等壹系列實驗的啟發，安培認識到磁現象的本質是電流，並將各種涉及電流和磁體的相互作用歸結為電流之間的相互作用，提出了尋找電流元素相互作用規律的基本問題。為了克服孤立電流元件不能直接測量的困難，安培經過周密的理論分析，精心設計了四個示零實驗，並得出了結果。但由於安培對電磁作用的超距作用的概念，在理論分析中強加了兩個電流元之間的力沿著連線的假設，期望遵守牛頓第三定律，使得結論錯誤。上面的公式是修改後的結果，拋棄了錯誤的力是沿著連線的假設。應該從短距離作用的觀點來理解，壹個電流元件產生磁場，磁場對另壹個電流元件施加作用力。線性電流的安培定律也適用於短線性電流。環形電流可以看作是許多小段線性電流，對於每壹小段線性電流，可以用線性電流的安培定則來確定環形電流中心軸上磁感應強度的方向。通過疊加得到環形電流中心軸上磁感應線的方向。線性電流的安培定則是基本的，環形電流的安培定則可以由線性電流的安培定則推導出來。線性電流的安培定則同樣適用於電荷直線運動產生的磁場。此時電流方向與正電荷方向相同，與負電荷方向相反。意義安培定律與庫侖定律等價，是磁作用的基本實驗定律。它決定了磁場的性質，並提供了壹種計算電流相互作用的方法。註意電磁鐵:利用電流的磁效應使軟鐵(電磁鐵線圈的內芯軸，可快速充磁退磁)具有磁性的裝置。WEISTRON電磁鐵(1)將軟鐵棒插入螺旋線圈。當線圈通電時，線圈內部的磁場將軟鐵條磁化成臨時磁鐵，但當電流切斷時，線圈和軟鐵條的磁性消失。(2)軟鐵棒磁化產生的磁場，加上原線圈中的磁場，大大增強了總磁場強度，所以電磁鐵的磁力大於天然磁鐵。(3)螺線管線圈的電流越大，線圈匝數越多，電磁鐵的磁場越強。電磁鐵的應用(1)起重機:是工業上使用的強力電磁鐵，可用於起吊鋼板、集裝箱、廢鐵等。(2)電話:下壹節介紹。(3)電流表、電壓表、電流表(4)電鈴等。(5)自動化控制設備(6)工業自動化控制和辦公自動化。(7)包裝機械、醫療器械、食品機械、紡織機械等。(8)電磁繼電器(9)磁懸浮列車1的制造原理。通向電流(1)的圓形線圈中心的磁場方向可視為直線，由安培右手定則決定。(2)有電流的圓形線圈上每個短路電流產生的磁場方向相同，所以線圈中的磁場比直線的電流產生的磁場強。(3)在圓形導線上通電流時，線圈外的磁場與每個小電流產生的磁場方向不同，所以合成的磁場比線圈內的磁場弱。(4)圓形線圈的電流越大，半徑越小，線圈中心的磁場強度越大。(5)圓形線圈和圓盤形薄磁體的磁力線形狀相似。2.螺旋線圈電流的磁場(1)由壹根長導線繞成壹個螺旋狀的長線圈，相當於串聯了許多圓形線圈。在每根圓形導線中心建立的磁場方向壹致，可以增強效果，所以線圈中心的磁場比單匝圓形線圈強。(2)線圈中的磁力線形成壹條方向壹致的直線，線圈兩端左右的磁力線逐漸向外彎曲。(3)螺旋線圈的磁力線特性類似於條形磁鐵，線圈內的磁力線正好與線圈外的方向相反。(4)線圈中磁場的強度與線圈上的電流和單位長度的線圈數成正比。3.螺旋線圈電流中磁場方向的右旋螺旋法則(安培定理):右手握住線圈，四指指向電流方向，拇指指向的方向就是線圈中磁力線的方向。失磁導致發電機長期不使用，導致出廠前鐵芯所含的剩磁喪失，勵磁線圈無法建立其應有的磁場。此時發動機正常運轉但不能發電，這是壹個新現象。或者有很多單位很久沒用了。處理:1)有勵磁按鈕就按，2)沒有勵磁按鈕就用電池充磁，3)帶燈泡負載，超速幾秒。磁能源低軸阻發電機雖然在原理設計上只能將50%左右的負轉矩磁能轉化為正轉矩磁能，但產生的正轉矩足以抵消負轉矩(因為實際上不可能將所有的負轉矩磁能轉化為正轉矩磁能)。經過對常規發電機的結構和工作原理的進壹步研究分析，我們終於找到了突破口，那就是在常規發電原理結構的基礎上，利用“能量緩存轉移法”實現上述目標；也就是說，壹些方向固定的感應電流經過臨時處理，然後在壹個滯後的時間內釋放出來。釋放的能量不僅可以持續輸出給負載，電樞飛輪繞組中產生的附加磁能也可以對轉子做正功(產生正轉矩)。這是低軸阻發電機正轉矩磁能的來源。失磁危害發電機失磁故障是指發電機的全部或部分勵磁突然消失。失磁的原因有轉子繞組故障、勵磁機故障、自動滅磁開關誤跳閘、半導體勵磁系統中某些元件損壞或電路故障、誤操作等。由於異步運行，發電機轉子的機械速度高於同步速度。由於滑差，定子繞組電流增加，轉子繞組產生感應電流，導致定子和轉子繞組額外發熱。分析表明，發電機失磁會對電力系統和發電機本身造成不同程度的危害，概括起來有以下幾點。對發電機本身的危害:(1)發電機退磁後，定子端部漏磁增大，使端部零件和端部鐵芯過熱。(2)異步運行後，發電機的等效電抗由下降到。因此，從系統吸收的無功功率增加，定子繞組過熱。(3)發電機轉子繞組中的差頻電流在轉子繞組中產生額外損耗，導致轉子繞組發熱。(4)大型直接冷卻汽輪發電機，最大平均異步轉矩小，慣性常數相對較低，轉子縱、橫軸不對稱明顯。由於這些原因，失磁發電機的轉矩和有功功率在重負荷下會劇烈擺動。這種影響對水輪發電機更為嚴重。對電力系統的危害:(1)發電機失磁後，由於有功功率擺動和系統電壓降低，相鄰正常發電機可能與系統失去同步，引起系統振蕩。(2)發電機失磁導致系統中大量無功功率不足。當系統中的無功儲備不足時，電壓就會下降。嚴重時會造成電壓崩潰和系統崩潰。(3)當壹臺發電機失磁時，電壓下降，系統中其他發電機在自動調節勵磁裝置的作用下，增加無功輸出。導致部分發電機、變壓器、輸電線路過流，後備保護可能過流，擴大了故障範圍。與永久磁鐵相比，永久磁鐵和電磁鐵都可以產生不同形式的磁場。選擇磁路時，首先要考慮的是妳需要磁鐵做的功。在用電不方便、經常停電或不需要調節磁力的情況下，永磁體占主導地位。電磁鐵有利於需要改變磁力或遠程控制的應用。磁鐵只能以最初預定的方式使用。如果將錯誤類型的磁鐵用於特殊目的，可能會非常危險，甚至致命。許多加工操作是在重的塊狀材料上進行的，這些應用需要永磁體。許多機械工廠的用戶認為這些磁鐵最大的優點是不需要電線。永磁體的特點是提升能力為330~10000磅，只需轉動壹個手柄即可接通或斷開磁路。磁鐵壹般都配有安全鎖，保證磁鐵在起吊過程中不會意外脫開。磁體組可用於相對較重且單個磁體無法處理的長負載。此外，在許多情況下，要加工的零件非常薄(0.25英寸或更薄)，必須從壹堆相似的零件中取出。永磁體不適合壹次只從壹堆零件中提起壹塊。雖然永磁體在正確使用的情況下極其可靠，但是它們不能改變磁力。在這方面，電磁體使得操作者能夠通過可變電壓控制裝置控制磁場強度，並且能夠從堆疊的部件中選擇壹個。自帶電磁鐵是單位提升能力性價比最高的磁鐵，提升能力可擴展至10500磅。由電池供電的磁鐵是有用的。它們使用自帶的膠體電池來增加提升能力，可以處理扁平、圓形和組件形狀的產品。由電池供電的磁體可以重復完成提升動作，在沒有外部電源的情況下提供相當大的提升能力。