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电磁铁知识

        电磁铁的结构形式很多,如图所示。按磁路系统形式可分为拍合式、盘式、E形和螺管式。按衔铁运动方式可分为转动式和直动式。电磁铁、solenoid、螺线管的工作原理与典型结构。
电磁铁的基本工作原理:
  当线圈通电后,铁心和衔铁被磁化,成为极性相反的两块磁铁,它们之间产生电磁吸力。当吸力大于弹簧的反作用力时,衔铁开始向着铁心方向运动。当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时,电磁吸力小于弹簧的反作用力,衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。
  电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置,以完成预期动作的一种电器。它是将电能转换为机械能的一种电磁元件。
  电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成,铁心和衔铁一般用软磁材料制成。铁心一般是静止的,线圈总是装在铁心上。开关电器的电磁铁的衔铁上还装有弹簧,如图所示。电磁铁、螺线管、solenoid的基本组成
电磁铁的分类
  按其线圈电流的性质可分为直流电磁铁和交流电磁铁;按用途不同可分为牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁及其他类型的专用电磁铁。
  牵引电磁铁主要用于自动控制设备中,用来牵引或推斥机械装置,以达到自控或遥控的目的;制动电磁铁是用来操纵制动器,以完成制动任务的电磁铁;起重电磁铁是用于起重、搬运铁磁性重物的电磁铁。
电磁铁根据所用电源的不同,有以下三种:
  ①交流电磁铁。阀用交流电磁铁的使用电压一般为交流220V,电气线路配置简单。交流电磁铁启动力较大,换向时间短。但换向冲击大,工作时温升高(外壳设有散热筋);当阀芯卡住时,电磁铁因电流过大易烧坏,可靠性较差,所以切换频率不许超过30次/min,寿命较短。、
  ②直流电磁铁。直流电磁铁一般使用24V直流电压,因此需要专用直流电源。其优点是不会因铁芯卡住而烧坏(其圆筒形外壳上没有散热筋),体积小,工作可靠,允许切换频率为120次/min,换向冲击小,使用寿命较长。但启动力比交流电磁铁小。
  ③本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型。这种电磁铁本身带有半波整流器,可以在直接使用交流电源的同时,具有直流电磁铁的结构和特性。
螺线形线圈的磁场
  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。
电磁铁及其应用
  电磁铁:利用电流的磁效应,使软铁具有磁性的装置。
  (1)将软铁棒插入一螺线形线圈内部,则当线圈通有电流时,线圈内部的磁场使软铁棒磁化成暂时磁铁,但电流切断时,则线圈及软铁棒的磁性随着消失。
  (2)软铁棒磁化後所生成的磁场,加上原有线圈内的磁场,使得总磁场强度大为增强,故电磁铁的磁力大於天然磁铁。
  (3)螺线形线圈的电流愈大,线圈圈数愈多,电磁铁的磁场愈强。

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