电磁铁原理

什么是电磁铁

通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁(electromagnet)。我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化。另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，由于它的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。




电磁铁的结构




电磁铁的原理

1.圆形线圈通往电流形成的磁场：
(1)线圈中心处的磁场方向可将线圈上某一小段导线视为直线，由安培右手定则判定之。
(2)通有电流的圆形线圈上每一小段电流所产生的磁场，在线圈内都指向同一方向，故线圈内的磁场较直导线电 流产生的磁场强度大。
(3)圆形导线通入电流时，线圈外的磁场因各小段电流产生磁场的方向不一致， 因此产生的合成磁场较圈内磁场弱。
(4)圆形线圈的电流愈大，半径愈小，则线圈中心处的磁场强度即愈大。
(5)圆形线圈和圆盘形薄磁铁的磁力线形状相似。
2.螺线形线圈电流的磁场:
(1)用一条长导线绕成螺线形的长线圈，相当於由很多个圆形线圈所串联而成，每一圆形导线在中心处所建立的磁场均为同向，可以增强效应，故线圈中心处的磁场较单匝圆形线圈为强。
(2)线圈内部磁力线形成方向相同的直线，在线圈约两端磁力线则渐弯曲向外。
(3)螺线形线圈的磁力线特性与棒形磁铁的磁力线相似，线圈内的磁力线与线圈外方向恰相反。
(4)线圈内磁场的强度与线圈上的电流及单位长度内线圈的圈数成正比。
3.螺线形线圈电流内磁场方向的右手定则:                        
以右手掌握住线圈，四指指向电流方向，大拇指所指的方向即为线圈内磁力线方向。



电磁铁的应用

内部带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁。当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。