內(nèi)部帶有鐵芯的、利用通有電流的線圈使其像磁鐵一樣具有磁性的裝置叫做電磁鐵(electromagnet)。通常制成條形或蹄形。鐵芯要用容易磁化,又容易消失磁性的軟鐵或硅鋼來制做。這樣的電磁鐵在通電時(shí)有磁性,斷電后就隨之消失。電磁鐵在日常生活中有極其廣泛的應(yīng)用。電磁鐵的發(fā)明也使發(fā)電機(jī)的功率得到了很大的提高。
電磁鐵在日常生活中有極其廣泛的應(yīng)用。電磁鐵是電流磁效應(yīng)(電生磁)的一個(gè)應(yīng)用,與生活聯(lián)系緊密,如電磁繼電器、電磁起重機(jī)、磁懸浮列車等。電磁鐵可以分為直流電磁鐵和交流電磁鐵兩大類型。如果按照用途來劃分電磁鐵,主要可分成以下五種:(1)牽引電磁鐵——主要用來牽引機(jī)械裝置、開啟或關(guān)閉各種閥門,以執(zhí)行自動(dòng)控制任務(wù)。(2)起重電磁鐵——用作起重裝置來吊運(yùn)鋼錠、鋼材、鐵砂等鐵磁性材料。(3)制動(dòng)電磁鐵——主要用于對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)以達(dá)到準(zhǔn)確停車的目的。(4)自動(dòng)電器的電磁系統(tǒng)——如電磁繼電器和接觸器的電磁系統(tǒng)、自動(dòng)開關(guān)的電磁脫扣器及操作電磁鐵等。(5)其他用途的電磁鐵——如磨床的電磁吸盤以及電磁振動(dòng)器等。
將螺線管通電后可產(chǎn)生如一磁鐵棒的磁場。圖中的圓圈為導(dǎo)線截面,點(diǎn)代表電流出螢?zāi)?,叉代表流入螢?zāi)唬桓郊^的橢圓圓圈是磁力線。當(dāng)直流電通過導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場,而通過作成螺線管(Solenoid)的導(dǎo)體時(shí)則會(huì)產(chǎn)生類似棒狀磁鐵的磁場。在螺線管的中心加入一磁性物質(zhì)則此磁性物質(zhì)會(huì)被磁化而達(dá)到加強(qiáng)磁場的效果。一般而言,電磁鐵所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度與直流電大小、線圈圈數(shù)及中心的導(dǎo)磁物質(zhì)有關(guān),在設(shè)計(jì)電磁鐵時(shí)會(huì)注重線圈的分布和導(dǎo)鐵物質(zhì)的選擇,并利用直流電的大小來控制磁場強(qiáng)度。然而線圈的材料具有電阻而限制了電磁鐵所能產(chǎn)生的磁場大小,但隨著超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用將有機(jī)會(huì)突破現(xiàn)有的限制。
思特金(Sturgeon)的電磁鐵。西元1825年,英國人威廉·思特金(William Sturgeon,1783年-1850年)將通有電流的金屬線纏繞在絕緣的棒上,發(fā)明了電磁鐵。
美國人物理學(xué)家約瑟·亨利(Joseph Henry 1797年-1878年)在得知這個(gè)消息后,在軟鐵芯上纏繞密集的線圈,使用電流不大的電池通電后,便能吸起一噸重的鐵塊。
簡易的自制電磁鐵:
需要漆包線、鐵釘來作其本體;電池或電源供應(yīng)器供以電流。