Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Sen kaikki sähkömagneettisesta induktiosta
- Suurenna nykyistä voimakkuutta
- Lisää käämien lukumäärää
- Käytä ferromagneettista ydintä
Sähkömagneetit toimivat yhtä hyvin kuin pysyvät magneetit. Itse asiassa ne ovat vielä hyödyllisempiä, koska voit kytkeä ne päälle ja pois. Löydät sähkömagneetteja kiintolevyistä, kaiuttimista ja jopa kehittyneistä laitteista, kuten MRI-koneista ja CERNs Large Hadron Collider -laitteesta Genevessä, Sveitsissä. Tarvitset luonnollisesti vahvemman sähkömagneetin hiukkasten törmäykseen kuin kaiuttimiin, joten miten tutkijat tekevät magneeteista riittävän voimakkaita keskittämään elektronisäteen? Vastaus on vähän monimutkaisempi kuin yksinkertaisesti tehdä niistä suurempia, vaikka se on osa sitä. Käytetyt materiaalit, käyttämäsi jännite ja ympäristön lämpötila ovat kaikki tärkeitä.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Voit lisätä sähkömagneetin lujuutta lisäämällä lujuusvirtaa, ja siihen on useita tapoja. Voit myös lisätä käämien lukumäärää, alentaa ympäristön lämpötilaa tai korvata ei-magneettisen ytimen ferromagneettisella materiaalilla.
Sen kaikki sähkömagneettisesta induktiosta
Tanskalainen tutkija Hans Christian Orsted huomasi ensimmäisenä, että johtimen läpi kulkeva virta voi vaikuttaa lähellä olevaan kompassiin. Toisin sanoen, se generoi magneettikentän. Jos käärität langan ytimen ympärille ja muodostavat niin kutsutun solenoidin, ytimen päissä on vastakkaiset polaarisuudet, aivan kuin kestomagneettina. Kentän lujuus riippuu virran suuruudesta, käämien lukumäärästä ja ydinmateriaalista. Tämä on kaikki mitä sinun täytyy muistaa, jos haluat tehdä magneetista vahvemman.
Suurenna nykyistä voimakkuutta
Ampèresin lain mukaan virtaa kuljettavan johtimen ympärillä oleva magneettikenttä on suoraan verrannollinen virran voimakkuuteen. Toisin sanoen, lisää virran voimakkuutta ja lisäät magneettikenttää, ja tähän on useita tapoja:
Lisää käämien lukumäärää
Sähkömagneetin lujuus, joka tunnetaan myös nimellä sen magneettimoottorivoima (mmf), on suoraan verrannollinen virran (I) lisäksi myös käämien lukumäärään (n) solenoidin ympärillä. Käämien lukumäärän lisääminen on luultavasti helpoin tapa lisätä sähkömagneetin lujuutta. Koska mmf = nI, käämien lukumäärän kaksinkertaistaminen kaksinkertaistaa magneetin lujuuden. Se on hieno kääriä johdot kerroksittain magneettisydämen ympärille. Magneettikenttä ei vaikuta, kun johdot ovat kosketuksissa toisiinsa.
Käytä ferromagneettista ydintä
Jos haluat, voit tehdä sähkömagneetin käärimällä johdot käytetyn paperipyyhetelan ympärille, mutta jos haluat vahvan magneetin, kääri ne sen sijaan raudasydämen ympärille. Rauta on magneettinen materiaali, ja se magnetoituu, kun kytket virran. Tämä antaa sinulle käytännössä kaksi magneettia yhden hintaan. Teräs sisältää rautaa, joten se käyttäytyy samalla tavalla, vaikkakaan ei niin voimakkaasti. Kaksi muuta ferromagneettista metallia, joista saatat törmätä, ovat nikkeli ja koboltti.