آموزش الکترونیک

آهنربا الکتریکی چیست؟ نحوه کار آهن ربا برقی

ما می دانیم که یک جریان الکتریکی توانایی ایجاد میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان دارد. یک آهنربای الکتریکی نیز از این اصل استفاده می کند. قدرت یک آهنربای الکتریکی را می توان با تغییر مقدار جریان الکتریکی که از آن عبور می کند تغییر داد.

تغییر قدرت آهنربا با جریان یک مزیت بزرگ نسبت به آهن ربای معمولی به شمار میرد.

آهنربا الکتریکی چیست؟

آهن ربا الکتریکی از یک سیم پیچ (سیم پیچ خورده) ساخته شده است. سیم پیچ در تولید میدان مغناطیسی موثرتر از سیم مستقیم و صاف است. یک راه آسان برای ایجاد آهنربای برقی پیچیدن سیم به دور یک میخ آهنی است.  قوی ترین قسمت ها در یک آهنربای الکتریکی قطب های آن است.

دو ویژگی مهم در یک آهنربای الکتریکی در زیر آورده شده است:

  • ویژگی جذب – مواد فرومغناطیسی مانند آهن، نیکل و کبالت توسط آهنربا جذب می شوند.
  • خاصیت دافعه – قطب های مشابه یکدیگر را دفع می کنند و قطب های مخالف یکدیگر را جذب می کنند.

آهنربایی که از یک قطعه آهن یا فولاد تشکیل شده است که توسط یک سیم پیچ احاطه شده است به عنوان آهنربای الکتریکی شناخته می شود. وقتی جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور می کند، فلز مغناطیسی می شود.

نحوه کار آهن ربا برقی

بیایید یک میخ آهنی را در نظر بگیریم. چرا وقتی تحت تأثیر میدان الکتریکی قرار نمی گیرد، میدان مغناطیسی تولید نمی کند؟

آهنربا الکتریکی
میخ آهنی با عبور جریان الکتریکی از سیم پیچی که آن را احاطه کرده است به آهنربا تبدیل می شود.

به طور معمول، اتم‌های میخ در جهت‌های تصادفی قرار می‌گیرند و میدان‌های مغناطیسی منفرد یکدیگر را خنثی می‌کنند. تحت تأثیر جریان الکتریکی، این اتم‌ها دوباره جهت‌گیری می‌کنند و در یک جهت مشابه ثابت میشوند. همه این میدان‌های مغناطیسی مجزا با هم یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می‌کنند. با افزایش جریان الکتریکی، این درجه جهت گیری مجدد نیز افزایش می یابد و در نتیجه میدان مغناطیسی قوی تری ایجاد می شود. هنگامی که همه ذرات به طور کامل در یک جهت تغییر جهت دهند، افزایش جریان الکتریکی دیگر بر میدان مغناطیسی تولید شده تأثیری نخواهد داشت و گفته میشود آهنربای الکتریکی اشباع شده است.

کاربرد الکترومغناطیس

کاربرد الکترومغناطیس

برخی از کاربردهای الکترومغناطیس در زیر آورده شده است:

  • شتاب دهنده های ذرات
  • تقویت کننده ها
  • جداسازی مغناطیسی
  • موتورهای الکتریکی و ژنراتورها
  • دستگاه های ام آر آی
  • سوئیچ های کنترل در رله ها
  • حمل و نقل
  • سیستم های رانش فضاپیما
  • گرمایش القایی
  • دیسکهای سخت

معایب آهن ربا الکتریکی

برخی از معایب الکترومغناطیس به شرح زیر است:

  • خیلی سریع گرم می شوند
  • انرژی زیادی مصرف می کند
  • آنها می توانند مقادیر زیادی انرژی در میدان مغناطیسی خود ذخیره کنند.
  • اگر جریان الکتریکی قطع شود، انرژی تخلیه می شود.

چگونه می توان یک آهنربای الکتریکی ساخت؟

آهنربا های الکتریکی، آهنربا هایی هستند که توسط جریان الکتریکی میدان مغناطیسی تولید می کنند. وقتی جریان الکتریکی از آن ها عبور می کند، یک جاذبه مغناطیسی نسب به سایر اجسام فلزی از خود نشان می دهند. همچنین می توانیم قدرت جاذبه مغناطیسی را کنترل کنیم. برای ایجاد آهنربای الکتریکی، به موارد زیر نیاز دارید:

  • سیم مگنت
  • میخ آهنی به طول حداقل 3 اینچ
  • باتری سلول خشک
  • نوار برق
  • سیم چین (سیم لخت کن)
  • گیره های کاغذی

ساخت آهن ربای الکتریکی

با استفاده از مواد بالا و پیروی از دیاگرام ساده، موارد زیر را انجام دهید:

  1. سیم مگنت را به دور میخ آهنی بپیچید و در انتهای آن 3 اینچ سیم را شل کنید. اطمینان حاصل کنید که سیم محکم بسته می شود و هیچ فاصله ای در این بین وجود ندارد.
  2. پس از پیچیدن سیم مگنت به دور کل میخ، اضافه های سیم را برش دهید.
  3. با استفاده از سیم چین، عایق سیم را تا حداقل یک اینچ بردارید. این کار را برای هر دو انتهای سیم انجام دهید.
  4. یک سر سیم را به ترمینال مثبت باتری و سر دیگر آن را به ترمینال منفی وصل کنید.
  5. با استفاده از نوار برق، هر دو انتهای سیم را به ترمینال های باتری بپیچید.
  6. آهنربای الکتریکی را با قرار دادن گیره ها در نزدیکی میخ آزمایش کنید و ببینید آیا میخ آن ها را جذب می کند یا نه.

برای تولید آهنربا الکتریکی، شما به سیم پیچی از سیم مگنت نیاز دارید که از مس تصفیه شده الکترولیتی و کاملا آنیل شده تشکیل شده است.

5/5 - (1 امتیاز)

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

برای دریافت مطالب جدید کانال تلگرام یا پیج اینستاگرام آیرنکس را دنبال کنید.
تصویر از محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید قرار بدهم. سوالات مربوط به این مطلب را در قسمت نظرات همین مطلب اعلام کنید. سعی میکنم در اسرع وقت به نظرات شما پاسخ بدهم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.