• 電磁鐵

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    電磁鐵

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    電磁鐵是一種磁體,其中所述磁場由一個電流產生。電磁鐵通常由繞成線圈的線組成。通過導線的電流會產生一個磁場,該磁場集中在孔中,表示線圈的中心。當電流關閉時,磁場消失。線匝通常纏繞在由鐵磁性亞鐵磁性材料(例如鐵)制成的磁芯上;磁芯集中磁通量,形成更強大的磁鐵。

    與永磁體相比,電磁體的主要優點是可以通過控制繞組中的電流量來快速改變磁場。然而,與不需要電源的永磁體不同,電磁體需要持續的電流供應來維持磁場。

    電磁鐵廣泛用作其他電氣設備的部件,如電動機發電機、機電螺線管繼電器揚聲器硬盤核磁共振機、科學儀器和磁選設備。電磁鐵在工業中也用于拾取和移動重鐵物體,例如廢鐵和

    電磁鐵的歷史

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    丹麥科學家HansChristian?rsted在1820年發現電流會產生磁場。英國科學家威廉·斯特金(WilliamSturgeon)于1824年發明了電磁鐵。他的xxx個電磁鐵是一塊馬蹄形鐵片,上面包裹著大約18匝裸銅線(當時還沒有絕緣線)。熨斗了使其與繞組絕緣。當電流通過線圈時,鐵會被磁化并吸引其他鐵片;當電流停止時,它失去了磁化。Sturgeon展示了它的力量,雖然它只有7盎司(約200克),但在施加單節電源的電流時它可以舉起9磅(約4公斤)。然而,Sturgeon的磁鐵很弱,因為他使用的未絕緣電線只能纏繞在磁芯周圍的單個間隔層中,從而限制了匝數。

    從1830年開始,美國科學家約瑟夫·亨利系統地改進并普及了電磁鐵。通過使用由絲線絕緣的電線,并受到施魏格使用多匝電線制作檢流計的啟發,他能夠將多層電線纏繞在芯上,從而產生強大的磁鐵數千匝電線,包括一根可以支撐2,063磅(936公斤)的電線。電磁鐵的xxx個主要用途是電報發聲器。

    鐵磁芯工作原理的磁疇理論于1906年由法國物理學家皮埃爾-歐內斯特魏斯首次提出,詳細的現代鐵磁性量子力學理論是由維爾納海森堡、列夫蘭道、費利克斯布洛赫等人在1920年代提出的。

    電磁鐵的應用

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    一個portative電磁鐵是一個設計牽住材料到位;一個例子是起重磁鐵。一個牽引電磁鐵施加一個力和運動的東西。

    電磁鐵在電氣和機電設備中的應用非常廣泛,包括:

    高場電磁體

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    超導電磁體

    當需要高于1.6T鐵磁極限的磁場時,可以使用超導電磁鐵。它們不使用鐵磁材料,而是使用由液氦冷卻的超導繞組,可以在沒有電阻的情況下傳導電流。這些允許巨大的電流流動,產生強烈的磁場。超導磁體受到繞組材料停止超導的場強的限制。當前的設計僅限于10-20T,目前(2017年)的記錄為32T。必要的制冷設備和低溫恒溫器使它們比普通電磁鐵貴得多。然而,在高功率應用中,這可以通過較低的運行成本來抵消,因為啟動后繞組不需要功率,因為??歐姆加熱沒有能量損失。它們用于粒子加速器和MRI機器

    苦味電磁鐵

    鐵芯和超導電磁體對它們可以產生的磁場都有限制。因此,xxx大的人造磁場是由弗朗西斯·比特于1933年發明的設計的空芯非超導電磁體產生的,稱為比特電磁體。Bitter磁鐵不是繞線,而是由一個由一堆導電盤制成的螺線管組成,這些螺線管排列成使電流以螺旋形路徑穿過它們,中心有一個孔,在那里產生xxx磁場。這種設計具有承受場的極端洛倫茲力機械強度,隨著B2.圓盤上有孔,冷卻水通過這些孔帶走大電流產生的熱量。僅具有電阻磁鐵實現xxx連續場是37.5T作為312014年3月,通過在一個苦電磁鐵產生Radboud大學高場磁體實驗室奈梅亨中,荷蘭。之前的記錄是35T。整體xxx的連續磁場,45T,是在2000年6月實現的,混合裝置由超導磁體內部的Bitter磁體組成。

    電磁鐵

    限制電磁鐵強度的因素是無法消散巨大的廢熱,因此通過向電阻磁鐵發送短脈沖高電流,可以從電阻磁鐵中獲得更強大的磁場,最高可達100T,;每個脈沖后的非活動期允許在下一個脈沖之前去除脈沖期間產生的熱量。

    爆炸泵流壓縮

    xxx大的人造磁場是通過使用炸藥在脈沖電磁鐵內部壓縮磁場而產生的;這些被稱為爆炸泵磁通壓縮發生器。的內爆壓縮磁場至T大約1000的值為幾微秒。雖然這種方法可能看起來非常具有破壞性,但可以將爆炸的沖擊力徑向向外重新定向,這樣實驗和磁結構都不會受到損害。這些設備被稱為破壞性脈沖電磁鐵。它們用于物理學和材料科學研究材料在高磁場下的特性。

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    詞條目錄
    1. 電磁鐵
    2. 電磁鐵的歷史
    3. 電磁鐵的應用
    4. 高場電磁體
    5. 超導電磁體
    6. 苦味電磁鐵
    7. 爆炸泵流壓縮

    輕觸這里

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