چه اشیاء می‌توانند به الکترومغناطیس تبدیل شوند وقتی جریان الکتریکی از آنها عبور می‌کند
وقتی جریان الکتریکی از طریق برخی اشیاء می‌گذرد، آنها می‌توانند به الکترومغناطیس تبدیل شوند. الکترومغناطیس‌ها با ایجاد یک میدان مغناطیسی زمانی که جریان الکتریکی از طریق رسانا می‌گذرد عمل می‌کنند. در اینجا برخی از اشیاء رایجی که می‌توانند به الکترومغناطیس تبدیل شوند آورده شده است:
۱. سیم پیچ با هسته آهن
هسته آهن: آهن یک مواد فرومغناطیسی رایج است. وقتی جریان از طریق یک سیم پیچ که حول هسته آهن پیچیده شده است می‌گذرد، هسته آهن مغناطیسی می‌شود و یک الکترومغناطیس قدرتمند تشکیل می‌دهد.
سیم پیچ: معمولاً از سیم مس یا ماده رسانای دیگری ساخته می‌شود که حول هسته آهن یا ماده مغناطیسی دیگر پیچیده شده است.
۲. سیم پیچ با هسته نیکل
هسته نیکل: نیکل یک ماده فرومغناطیسی دیگری است که می‌تواند مغناطیسی شود. وقتی جریان از طریق یک سیم پیچ که حول هسته نیکل پیچیده شده است می‌گذرد، هسته نیکل مغناطیسی می‌شود و یک الکترومغناطیس تشکیل می‌دهد.
۳. سیم پیچ با هسته کبالت
هسته کبالت: کبالت یک ماده فرومغناطیسی دیگر است. وقتی جریان از طریق یک سیم پیچ که حول هسته کبالت پیچیده شده است می‌گذرد، هسته کبالت مغناطیسی می‌شود و یک الکترومغناطیس تشکیل می‌دهد.
۴. سیم پیچ با هسته آهن نرم
هسته آهن نرم: آهن نرم یک ماده با نفوذپذیری مغناطیسی بالا است که به راحتی مغناطیسی می‌شود و دارای مغناطیس باقی‌مانده کمی است، بنابراین برای استفاده به عنوان هسته یک الکترومغناطیس مناسب است.
۵. سیم پیچ با هسته آلیاژ
آلیاژ آهن-نیکل: آلیاژهای آهن-نیکل (مانند پرمالوی) دارای نفوذپذیری مغناطیسی بالا و مغناطیس باقی‌مانده کمی هستند که آنها را برای الکترومغناطیس‌های با عملکرد بالا مناسب می‌کند.
آلیاژ آهن-آلومینیوم: آلیاژهای آهن-آلومینیوم نیز به طور معمول به عنوان مواد مغناطیسی برای الکترومغناطیس‌ها استفاده می‌شوند.
۶. سیم پیچ با هسته هوایی
هسته هوایی: اگرچه هوا یک ماده مغناطیسی نیست، اما وقتی جریان از طریق یک سیم پیچ که در هوا پیچیده شده است می‌گذرد، یک میدان مغناطیسی حول سیم پیچ ایجاد می‌شود. میدان مغناطیسی یک الکترومغناطیس با هسته هوایی نسبتاً ضعیف است اما برای برخی کاربردهای خاص مناسب است.
۷. سیم پیچ با هسته ماده مرکب
مواد مرکب: برخی از مواد مرکب (مانند فریت‌ها) دارای خصوصیات مغناطیسی خوبی هستند و می‌توانند برای ساخت الکترومغناطیس‌ها استفاده شوند.
اصول کار
جریان از طریق سیم پیچ: وقتی جریان از طریق یک سیم پیچ که حول یک ماده مغناطیسی پیچیده شده است می‌گذرد، یک میدان مغناطیسی حول سیم پیچ ایجاد می‌شود.
مغناطیسی شدن ماده مغناطیسی: میدان مغناطیسی ماده مغناطیسی (مانند آهن، نیکل یا کبالت) را مغناطیسی می‌کند و یک مغناطیس موقت تشکیل می‌دهد.
قوت میدان مغناطیسی: قوت میدان مغناطیسی بستگی به مقدار جریان، تعداد دورهای سیم پیچ و خصوصیات ماده مغناطیسی دارد.
کاربردها
الکترومغناطیس‌ها در حوزه‌های مختلفی استفاده می‌شوند، از جمله:
موتورهای الکتریکی و ژنراتورها: برای ایجاد گشتاور چرخشی و تولید برق استفاده می‌شوند.
کرنهای الکترومغناطیسی: برای بلند کردن اشیاء سنگین، به ویژه محصولات فولادی استفاده می‌شوند.
رله‌های الکترومغناطیسی: برای کنترل مدارهای الکتریکی استفاده می‌شوند.
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI): برای تصویربرداری پزشکی استفاده می‌شود.
شیرهای الکترومغناطیسی: برای کنترل جریان مایع استفاده می‌شوند.
خلاصه
وقتی جریان از طریق آنها می‌گذرد، مواد فرومغناطیسی (مانند آهن، نیکل، کبالت و آلیاژهای آنها) که با یک سیم پیچ پیچیده شده‌اند می‌توانند به الکترومغناطیس تبدیل شوند. قوت میدان مغناطیسی می‌تواند با تنظیم مقدار جریان و تعداد دورهای سیم پیچ کنترل شود.
