Электромагнит и электромагнитное реле

Электромагнит создает магнитное поле, только когда по его обмотке проходит ток. Он представляет собой Ш-образный сердечник, на центральном стержне которого уложена обмотка (катушка), по которой можно пропускать постоянный ток. При протекании тока, обмотка создаёт магнитное поле. Подвижный сердечник (ярмо) притягивается к неподвижному Ш-образному сердечнику.

Рис. 26. Конструкция электромагнита

 

Электромагнит используется в замках, запирающих дверь подъезда. Ярмо крепится на двери, а магнит – к стене дома. Если электромагнит включён, то дверь открыть невозможно.

Ш-образный сердечник и ярмо изготовлены из ферромагнитного материала. Их задача – усилить магнитное поле, созданное током катушки.

Электромагнитное реле – это устройство, служащее для дистанционного включения или выключения электрических цепей. Основой реле является электромагнит ЭМ. Если по его обмотке пропустить ток, он создаст магнитное поле. К сердечнику электромагнита притянется ярмо Я. При этом замкнутся контакты К в управляющей цепи, что позволит включить какую-то устройство.

 

Рис. 27. Устройство электромагнитного реле

 

Например, требуется, не выходя из дома, включить освещение в гараже, где стоит семейный автомобиль. Выключатель В расположен в доме. От него провода идут в гараж. Реле и лампы освещения находятся в гараже. Замыкание контактов В вызовет срабатывание реле. Контакты К включат  освещение.

Параметры магнитного поля

    Магнитное поле характеризуется рядом параметров.

Магнитная индукция обозначается буквой B. Это векторная величина, характеризующая направление и силу магнитного поля в данной точке. Измеряется в единицах, называемых Тесла (Тл).

Вектор индукции рисуется по касательной к силовой линии в данной точке. Магнитная индукция характеризует силу магнитного поля в одной точке.

Напряженность магнитного поля – Н Это тоже векторная величина, характеризующая направление и силу поля данной точки. Измеряется в амперах, делённых на метр (А/м).

Разница между напряженностью магнитного поля и магнитной индукцией состоит в том, что напряженность магнитного поля не зависит от среды, в которой находится источник магнитного поля, а магнитная индукция зависит. Это означает что напряженность магнитного поля, созданного постоянным магнитом будет одинаковой в любой среде, куда бы не поместили магнит: в вакуум, в воду, в минеральное масло и т.д. Индукция магнитного поля, созданного постоянным магнитом в этих случаях будет разной.

 Влияние среды на магнитное поле учитывается коэффициентом, который называется магнитной проницаемостью. Обозначается буквой μ (мю). Магнитная проницаемость показывает насколько легко силовым линиям пронизывать данное вещество.

Различают несколько видов магнитной проницаемости:

 - магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума)

 ()

измеряется в Генри, деленных на метр;

 - абсолютная магнитная проницаемость данного вещества (берется из справочника) - , единица измерения та же;

 - относительная магнитная проницаемость

 - характеризует магнитную проницаемость данного вещества по отношению к вакууму; является безразмерной величиной.

Относительная магнитная проницаемость оценивает магнитные свойства данного вещества относительно магнитной проницаемости вакуума.

Связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля выражается формулой:

 

Магнитный поток обозначается буквой Ф. Измеряется в единицах, называемых Вебер (Вб).

Если магнитная проницаемость и напряженность характеризуют магнитное поле в одной точке, то магнитный поток характеризует магнитное поле в некоторой области пространства. Магнитный поток – скалярная величина.

 

,

где S - площадь поверхности, пересекаемой магнитным потоком, м².