БСЭ1/Электромагниты

Материал из Викитеки — свободной библиотеки

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ, магниты, в конструкции которых используется свойство железа намагничиваться при помещении его внутрь катушки, по которой течет ток. Они состоят из железного сердечника, помещенного внутри катушки, по которой течет ток. При этом железо берут особого сорта (мягкое), такое, в котором намагничивание исчезает с прекращением тока в катушке. Это дает возможность по желанию включать и выключать электромагниты, что составляет одно из крупных преимуществ Э. по сравнению с постоянными магнитами. Форма сердечника и полюсные наконечники Э. выбираются в зависимости от назначения Э. Наиболее употребительные формы сердечников прямые и подковообразные.

Первые Э. построены Стердтеном в 1825 и Брюстером в 1826. После этого начались многочисленные работы по исследованию Э. Из этих исследований отметим работы Ленца и Якоби (1839), показавших, чго намагничивание возрастает пропорционально числу витков и силе тока в соленоиде (катушке Э.). — Много было произведено также экспериментальных работ по вопросу о подъемной силе Э. (Фехнер, 1833, Ленц и Якоби, 1839, Джоуль, 1851 Дуб, 1852 и др.); эти работы не дали однако ясного и определенного результата. Теоретически вопрос о подъемной силе решен Стефаном и Максвеллом (1880). Максвелл получил для подъемной силы прямого Э. формулу, довольно хорошо согласующуюся с опытом:

где B — плотность магнитного потока, a S — поперечное сечение сердечника.

Практически нетрудно получить Э. с подъемной силой в 16 кг/см². Наибольшая (теоретически) достижимая подъемная сила равна 144 кг/см².

В 1886 Капп и почти одновременно братья Гопкинсон показали, что при построении динамо-электрических машин годится для расчета Э. формула

,        (2)

Здесь N=BS — магнитный поток, n — число витков проволоки в соленоиде, l — длина сердечника, S — поперечное сечение сердечника, μ — магнитная проницаемость железа, I — сила тока в соленоиде. Пользуясь формулами (1) и (2), можно рассчитать Э. на заданную подъемную силу. Для расчета Э. на заданное напряжение магнитного поля в междуполюсном пространстве пользуются формулой:

где N, n, I, l, S, μ имеют то же значение, что и в формуле (2), а l0 и μ1 — длина и магнитная проницаемость воздушного промежутка.

При этом надо иметь в виду, что расчеты эти примерны и на практике при расчете Э. руководствуются еще целым рядом других соображений. В наст. время с помощью Э. получают поля до 70 т. гаусс, тогда как постоянные искусствен. магниты дают поле до 4 т. гаусс. Э. широко применяются в электротехнике, телефонии, телеграфии, в подъемных кранах и других областях.