Электромагнитная индукция

·  Магнитное поле электромагнита во много раз сильнее поля со­леноида. Это объясняется тем, что намагниченный сердечник из ферромагнитного материала создает свое магнитное поле, которое, складываясь с магнитным полем соленоида, значительно увеличи­вает общее магнитное поле, образуемое током.

· 

·  Для определения направления магнитных линий поля электро­магнита пользуются правилом буравчика. Практически для опре­деления полюсов электромагнита применяют магнитную стрелку.

·  Мощные электромагниты, подвешенные к подъемным кранам, служат для переноса изделий из стали и ее сплавов. Электромаг­ниты применяют на станочном оборудовании, в электродвигателях и во многих других устройствах. На сверлильных и плоскошлифо­вальных станках используют электромагнитные плиты (рис. 35). В такой плите помещается электромагнит, подключаемый к источ­нику постоянного тока. Электромагнит удерживает обрабатывае­мое ферромагнитное изделие на станке. После обработки детали выключают ток и снимают изделие со станка.

·   На использовании электромагнита основано действие электро­магнитного пресса, значительно повышающего производительность труда при штамповке изделий. Пресс (рис. 36) состоит из электромагнита 1, укрепленного на корпусе 4, подвижного якоря 3, ползуна 2 и возвратной пружины. При прохождении тока по обмотке электромагнита якорь преодолевает сопротивление воз­вратной пружины и притягивается к электромагниту. При этом приходит в движение ползун 5, совершающий ударное действие на обрабатываемый прессом материал 6.

·  При выключении электромагнита  якорь вместе с ползуном при помощи спиральной пружины приходит в исходное  положение. При повторном замыкании цепи электромагнита пресс произведет вырубку очередной детали. Установив определенный режим замыкания и размыкания электромагнита пресса, процесс штамповки может быть автоматизирован.

·  Электромагниты широко применяют в  реле и искателях, которые получили большое распространение в устройствах автоматики.

·  Электромагнитное реле — это прибор приводимый в действие небольшим электрическим током. Реле при срабатывании замыкает и размыкает своими контактными пружинами электрические цепи относительно большой мощности.

·  Электромагнитные реле делятся на простые и поляризованные.  Основными частями простого электромагнитного реле (рис. 37, а) являются электромагнит с сердечником, якорь, мостик и контактные пружины. При прохождении электрического тока через обмотку  стальной сердечник 2 намагничивается и притягивает к себе 1 якорь 3. Последний своим мостиком 4 действует на контактные пружины 5, к которым подключаются провода от управляемых электрических цепей. Если ток в обмотке выключить, сердечник размагничивается и якорь приходит в первоначальное положение. Контакты I реле при этом вновь переключаются. Так как реле может иметь несколько пар контактных пружин, то оно (при срабатывании) одно-, временно может управлять несколькими различными объектами, присоединенными к контактам.

·  Рассмотрим схему применения простого электромагнитного реле (рис. 37,6) для автоматической сигнализации о ходе того или иного  производственного процесса.

·  В цепи обмотки реле Р находится батарея Б и кнопка Кн. Цепь контактов К1 и К2, в которую включена сигнальная лампа, в спокойном положении замкнута, и лампа горит.

·  Цепь контактов К3 и К4, к которой подсоединен электрический звонок Зв, в спокойном  положении  разомкнута.  Когда  кнопка разомкнута, сигнальная лампа горит, указывая на то, что производственный процесс протекает нормально.

·  При нарушении производственного процесса специальное уст­ройство замкнет кнопку и по обмотке реле Р потечет ток. В резуль­тате этого якорь реле притянется к сердечнику и переключит кон­тактные пружины реле. Контакты К1 и К2 разомкнутся и сигналь­ная лампа погаснет, а контакты К3 и К4, цепи звонка замкнутся и зазвонит звонок. Это укажет обслуживающему персоналу, что про­изводственный процесс нарушен. После устранения причин, нару­шивших ход процесса, кнопка Кн разомкнётся и разорвет цепь об мотки реле.

· 

·   При этом якорь отойдет от сердечника реле, а контакты цепи звонка разомкнутся и звонок перестанет звонить.

·  Поляризованное электромагнитное реле состоит из электромаг­нита и постоянного магнита. В таком реле образуется два магнит­ных потока. Один из них — рабочий-—создается электромагнитом, а другой — вспомогательный — постоянным магнитом. Основными частями поляризованного реле (рис. 38) являются постоянный маг­нит 1, намагничивающие катушки 2 (электромагниты), стальной сердечник 5, якорь 4, помещенный на оси 3, и контактные винты 6, между которыми перемещается якорь с контактами 7.

·  Магнитный поток магнита разветвляется на два потока Ф1 и Ф2 и намагничивает  концы  сердечника  (одноименная  полярность).

·  При отсутствии тока (сигнала управления) в обмотке 2 реле якорь 4 находится в одном из крайних положений и замыкает один из контактных винтов 6. В таком состоянии якорь удерживается сердечником  силой  притяжения  магнитного  потока  постоянного магнита. Допустим, что якорь находится у левого контакта. Для перемещения якоря в правое положение необходимо по обмотке реле пропустить ток  (сигнал управления)  в таком  направлении, чтобы созданный током, протекающим по правой обмотке, магнитный поток Ф складывался с магнитным потоком Ф1 а магнитное поле левой катушки вычиталось из магнитного потока Ф2 и ослабило его.

· 

·  В этом случае величина пра­вой  части  магнитного  потока (Фэ + Ф1)  будет  больше  потока левой  части  (Ф­э — Ф2);  якорь реле притянется к правому концу сердечника и быстро переместится в правое положение.

·  Чтобы якорь оказался в пер­воначальном положении (левом), необходимо  пропустить  по  его обмотке ток в противоположном направлении.  Тогда  намагниченность левой части сердечника реле (Фэ+Ф2) усилится, а намагниченность  правой  части  сердечника (Фэ — Ф1 )  ослабится.

·  Таким образом, срабатывание поляризованного реле зависит от направления тока в его обмотке.

·  На этом свойстве основано применение поляризованного реле. Оно используется для того, чтобы по одному проводу передавались две различные команды, например «включено» и «выключено» или «да» и «нет» и др.

·  Для работы реле требуется весьма небольшой ток, а время сра­батывания его очень мало.

·  § 43. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ.

·  Связь между электрическими и магнитными явлениями под­тверждается тем, что при движении проводника (витка) в магнитном поле или при изменении магнитного потока вокруг него в про­воднике (витке) индуктируется (наводится) электродвижущая  сила. Под действием индуктированной э. д. с. в замкнутом провод­нике возникает электрический ток. Возникновение э. д. с. индукции можно проследить на следующем опыте.

·  Между полюсами магнита будем перемещать проводник  А Б — пересекая магнитные линии (рис. 39, а). Стрелка электроизмери­тельного прибора, присоединенного к этому проводнику, отклонится. Если проводник остановить между полюсами магнита или перемещать его вдоль магнитных линий, то стрелка прибора не отклонится. Из этого опыта следует, что при пересечении проводником магнитных линий в нем индуктируется э. д. с. индукции.

·  Проделаем еще один опыт. Поместим магнит в проволочную катушку и присоединим к ней гальванометр (рис. 39, б). Если быстро вынуть магнит из катушки, то стрелка прибора отклонится и затем станет в исходное положение. Если также быстро вставить магнит в катушку, то стрелка прибора вновь отклонится, но в про­тивоположном направлении. Следовательно, и в случае перемеще­ния магнита относительно проводника в последнем возникает э. д. с. индукции.

·  Направление э. д. с. индукции можно определить по правилу правой руки (рис. 40), которое заключается в следующем: если ладонь правой руки расположить так, чтобы магнитные линии вхо­дили в нее, а большой палец указывал направление движения про­водника в магнитном поле, то вытянутые четыре пальца укажут направление индуктированной э. д. с.

·  Величина индуктированной э. д. с, возникающей в проводнике при пересечении им магнитных линий, зависит от магнитной индук­ции В, рабочей длины l проводника и скорости его движения в Магнитном поле. Эту зависимость можно выразить формулой

·