Содержание
Электромагниты - это простые устройства, имитирующие поведение естественных магнитов, с одним важным отличием: способностью изменять напряженность их магнитного поля из-за их электрически генерируемых магнитных полей. Изменение любого из четырех основных элементов электромагнита позволяет вам устанавливать напряженность поля по мере необходимости.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Четырьмя основными факторами, которые влияют на прочность электромагнита, являются число петель, ток, размер провода и наличие железного сердечника.
Количество петель
Электромагнит сделан из катушки из проволоки, обернутой вокруг металлического сердечника - обычно железного - и подключенного к батарее. Когда электрический ток движется по контурам катушки, он генерирует магнитное поле, подобное магниту маленького стержня. Он имеет северный полюс с одной стороны петли и южный полюс с другой. Поскольку катушка изготовлена из одного непрерывного провода, магнитные поля каждой петли «складываются», создавая нечто вроде большого стержневого магнита. Одним из способов увеличения или уменьшения напряженности магнитного поля является изменение количества петель в катушке. Чем больше петель вы добавите, тем сильнее станет поле. Чем больше петель вы удалите, тем слабее станет поле.
Металлический сердечник
Металл внутри катушки увеличивает создаваемое ею поле. Замена металлического сердечника на другой металл сделает электромагнит сильнее или слабее. Железные ядра делают для очень сильных полей. Стальные сердечники делают поля слабее. Неодимовые ядра составляют самые сильные поля. Частичное выдвижение сердечника из катушки ослабит поле, потому что в нем находится меньше металла.
Ток батареи
Изменение количества тока, протекающего через электромагнит, также изменит поле, которое он создает. Чем больше ток в катушке, тем сильнее будет расти магнитное поле. И наоборот, снижение напряжения батареи уменьшает ток, ослабляя поле. Однако это обстоятельство усложняется: когда вы увеличиваете ток, провода магнита нагреваются и, возможно, обжаривают деликатную электрическую изоляцию, без которой магнит не может работать.
Размер провода
Хотя металлические провода являются очень эффективными проводниками электричества, они все же имеют некоторое сопротивление току. Использование проводов большего размера на катушке уменьшит это внутреннее сопротивление. Это увеличит ток и, следовательно, поле. Использование меньших датчиков увеличит сопротивление, уменьшит ток и ослабит поле. Использование различных типов металлической проволоки также повлияет на напряженность поля, поскольку каждый металл имеет различное внутреннее сопротивление току.