Razlike između izmjena na stranici "Elektromagnet"

Dodano 1.327 bajtova ,  prije 1 godinu
nema sažetka uređivanja
No edit summary
No edit summary
[[Datoteka:Simple electromagnet.gif|mini|desno|200p|Jednostavan elektromagnet. Lakom izolovana bakarna žica namotana oko gvozdenog jezgra.]]
== [[Elektromagnet]] je jednostavna naprava koja se sastoji od [[namotaj]]a [[električni provodnik|električki provodne]] žice oko [[feromagnetski materijali|feromagnetskog]] jezgra. Obično se koristi kao dio [[релеј|releja]], [[solenoid]]a, [[elektromotor]]a i drugih naprava. ==
 
== [[Elektromagnet]] je [[magnet]] kod koga je potrebno napajanje [[električna struja|električnom strujom]] da bi se održalo sopstveno [[magnetsko polje|magnetno polje]].<ref>Pojmovnik - Rečnik elektrotehnike na pet jezika, Miljan M. Rašović, Beograd 1991, YU. {{page|year=|id=ISBN 86-81277-70-5|pages=}}</ref> To je jednostavna naprava koja se sastoji od [[namotaj]]a [[električni provodnik|električki provodne]] žice oko [[feromagnetski materijaliferomagnetizam|feromagnetskog]] jezgra. Obično se koristi kao dio [[релеј|relejarelej]]a, [[solenoid]]a, [[elektromotor]]a i drugih naprava. ==
 
== Način rada ==
[[Datoteka:VFPt Solenoid correct2.svg|mini|desno|200p|[[Magnetsko polje]] koje proizvodi zavojnica elektromagneta. Zakrivljene linije pokazuju [[silnice magnetskog polja]]. Tačke u krugovima označavaju smjer struje u žici prema posmatraču. Krstovi označavaju smjer struje u žici od posmatrača.|thumb|right|200px]]
 
Kada se krajevi namotaja žice povežu sa izvorom [[električna struja|struje]], kao što je [[baterija]], dolazi do toka struje kroz zavojnicu. Ovaj tok stvara magnetsko polje, i elektromagnet dobija sjeverni i južni [[magnetski pol]]. Silnice magnetskog polja uzrokuju orijentaciju [[magnetski domen|magnetskih domena]] u jezgri u smjeru silnica. To se isto dešava sa obližnjim feromagnetskim objektima, i oni bivaju privučeni ka jezgri elektromagneta ako su u blizini.
 
Privlačno djelovanje dolazi otuda što stvoreno magnetsko polje stvara suprotnu orijentaciju magnetskih polova kod obližnjih objekata, i time se stvara privlačenje između magnetskih polova jezgre i vanjskihspoljnih objekata.
 
Ako se u zavojnici elektromagneta promijeni smjer struje, promijeniće mjesta magnetski polovi elektromagneta. To će istovremeno dovesti do promjene orijentacije polova u obližnjim feromagnetskim objektima, pa će i dalje biti privlačeni jezgri elektromagneta. Međutim obični [[magnet]] sa stalnim polovima će sad biti odbijan, ako je ranije bio privlačen jezgri, jer njegovu orijentaciju polova ne može da promijeni vanjskospoljno magnetsko polje.
 
== Oblik ==
Oblik elektromagneta ovisizavisi ood upotrebiupotrebe, i može biti cilindričan (valjkast), u obliku potkovice, i u drugim oblicima.
 
== Upotreba ==
[[Datoteka:Industrial lifting magnet.jpg|mini|desno|200p|Dizanje željeznoggvozdenog otpada pomoću elektromagneta.|thumb|right|200px]]
 
Koriste se obično kao dijelovi kompleksnijih uređaja, kao što su [[релеј|relej]], [[solenoid]] ili [[elektromotor]]. Međutim njihova upotreba je moguća i direktno, recimo za privlačenje željezagvožđa i čelika na otpadu prilikom transporta, ili za glave čitača i pisača kod uređaja sa magnetskom trakom ili diskovima.
 
U većini slučajeva se koristi svojstvo elektromagneta da privlači feromagnetske materijale, kao što su [[željezogvožđe]] i [[čelik]], a zatim ta akcija vrši neku drugu. Na primjer kod releja kotva aktivira [[električni kontakt|električne kontakte]], kod nekih solenoida aktivni dio otvara ili zatvara [[ventil]], a kod elektromotora se elektromagnet koristi kao pol [[stator]]a koji privlači ili odbija [[Rotor (elektrotehnika)|rotor]].
 
Dalja važna područja upotrebe, gdje se koristi magnetsko polje koje proizvode elektromagneti, su u čitačkim glavama kod [[kasetofon]]a, [[magnetofon]]a i [[Čvrstitvrdi disk|čvrstih (hard) diskova]].
 
Kod čvrstih diskova se pušta puls struje kroz mali elektromagnet glave za čitanje. Ovaj puls stvara magnetsko polje koje magnetizira malu tačku na disku. Puls struje jednog polariteta stvara tačku jedne orijentacije magnetskih domena ([[binarni sistem|binarnu]] jedinicu). Puls struje drugog polariteta služi za zapis binarne nule.
== Matematičko razmatranje ==
=== Definicije ===
 
{|cellpadding="2" style="border:2px solid;"
|-
|width="40"|<math>A\,</math>||width style="130width:130px;"| kvadratni metar||površina presjeka jezgra
|-
|<math>B\,</math>||Tesla||[[Gustina magnetskog fluksa|Gustina magnetskog toka]]
|-
|<math>F\,</math>||Njutn||Sila stvorena magnetskim poljem
|-
|<math>H\,</math>||Amper-metar||[[Magnetska sila|Magnetna sila]]
|-
|<math>I\,</math>||Amper||Struja u namotaju
|<math>m_1, m_2\,</math>||Amper-metar||Jačina polova elektromagneta
|-
|<math>\mu\,</math>||Njutn po kvadratnom Amperu||[[Permeabilnost (elektromagnetizam)|Permeabilnost]] jezgra
|-
|<math>\mu_0\,</math>||Njutn po kvadratnom Amperu||Permeabilnost vazduha ili vakuuma = 4π(10<sup>-7</sup>)
|-
|<math>r\,</math>||Metar ||Udaljenost između polova dva elektromagneta
|-
 
|}
 
 
:<math>\int \mathbf{J}\cdot d\mathbf{A} = \oint \mathbf{H}\cdot d\mathbf{l}</math>
 
[[Datoteka:Electromagnet with gap.svg|thumb|400px|upright=1.75]]
 
=== Magnetsko polje stvoreno strujom ===
[[Datoteka:Electromagnet with gap.svg|mini|upright=1.4|Magnetno polje ''(<span style="color:green;">zeleno</span>)'' tipičnog elektromagneta, sa jezgrom od gvožđa ''C'' koje formira zatvorene petlje sa dve vazdušne praznine ''G'' u sebi. Veći deo magnetnog polja ''B'' je koncentrisan u jezgru. Međutim, jedan deo linija polja ''B<sub>L</sub>'', koji se zove „curenje fluksa“, ne prati puno kolo jezgra i tako ne doprinosi sili koja deluje od elektromagnet. U prazninama ''G'' linije polja se šire izvan granica jezgra, ''B<sub>F</sub>''. To povećava „otpor“ magnetnog kola, smanjujući ukupan magnetni fluks u jezgra.]]
Magnetsko polje stvoreno elektromagnetom je proporcionalno broju zavoja žice i struji kroz namotaj. Zbog toga se ovaj produkt (-{NI}-) zove i [[magnetomotorna sila]].
 
Magnetsko polje stvoreno elektromagnetom je proporcionalno broju zavoja žice i struji kroz namotaj. Zbog toga se ovaj produkt (-{NI}-) zove i [[magnetomotorna sila]].
 
Za jednostavan elektromagnet sa jednim magnetskim kolom, u kojem je dužina magnetnog jezgra -{L<sub>c</sub>}- a dužina -{L<sub>g</sub>}- vazdušni raspor, Amperov zakon se svodi na:
:<math>NI = H_{\mathrm{c}} L_{\mathrm{c}} + H_{\mathrm{g}} L_{\mathrm{g}}\,</math>
 
:<math>NI = B\left(\frac{L_{\mathrm{c}}}{\mu} + \frac{L_{\mathrm{g}}}{\mu_0}\right) \qquad \qquad \qquad \qquad (1) \,</math>
 
::gdje <math>\mu = B/H\,</math>
:<math>F = \frac{B^2 A}{2 \mu_0} \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad (2) \,</math>
 
Zbog ograničenja najveće gustine magnetskog polja u realnim materijalima ovo svodi najveći praktični [[tlak|pritisak]] na:
 
:<math>\frac{F}{A} \approx 1000\ \mathrm{kPa} </math>
 
Gustina magnetskog polja je ograničena na oko 1.6 T za praktične materijale. To dakle ograničava praktični pritisak. Sila se može dalje povećavati povećanjem površine poprečnog presjeka elektromagneta.
Ovo je približna formula i ne vrijedi ako su magneti jako blizu.
 
== Korištena literaturaReference ==
{{reflist}}
* -{Principles of Electric Circuits, 7th edition, Thomas I. Floyd, Prentice Hall}-, ISBN 0-13-098576-7, strane 387 do 390.
 
== Literatura ==
* {{Cite book| ref=harv|title=Principles of Electric Circuits|edition=7th|last=Floyd|publisher=Prentice|first=Thomas I. Hall|year=2002|isbn=978-0-13-098576-7|pages=387–930}}
 
== VanjskeSpoljašnje veze ==
{{commonscat|Electromagnets}}
* [https://web.archive.org/web/20090227035711/http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/magnetacademy/magnets/ Elektromagneti i magneti]
* [https://web.archive.org/web/20120220030524/http://instruct.tri-c.edu/fgram/web/mdipoleMdipole.htm Magnetsko polje i sile]
* [https://web.archive.org/web/20100709205321/http://geophysics.ou.edu/solid_earth/notes/mag_basic/mag_basic.html Osnovno o magnetizmu]
 
[[Kategorija:Elektrotehnika]]
[[Kategorija:Elektronika]]
[[Kategorija:Fundamentalni koncepti fizike]]