4.2. Својства и примена електромагнета

Увод (врсте магнета)

Материја постоји у два основна облика, као супстанција и као физичко поље. Једно од физичких поља које је човек најбоље проучио је и магнетно поље. Још су стари Грци открили руду која је имала особину да привлачи гвоздене предмете (погрешно је рећи металне, јер нису сви метали магнетични - дакле, магнет привлачи гвожђе а не метал, и само оне легуре које у себи садрже гвожђе јесу магнетичне).То откриће десило се у области Магнезија, те отуд и назив за магнете.

Постоје следеће различите врсте магнета:..

природни магнети,
перманентни магнети,
привремани магнети,
електромагнети.

Предмет направљен од руде магнетита називамо природним магнетом. Данас се у пракси природни магнети ретко користе .

Челик има особину да када се једном нађе у магнетном пољу довољне густине постане трајно намагнетисан. Ова особина челика омогућава вештачку - индустријску израду магнета од челика и њих називамо перманентним магнетима.

Гвожђе, за разлику од челика има магнетна својства само када је у контакту са магнетом. Ако на магнет ставимо парче гвожђа, можемо тим комадом гвожђа привући следећи комад, итд, али када га извадимо из магнетног поља магнета он изгуби магнетна својства. Зато за гвожђе кажемо да је привремени магнет.

Сваки магнет, без обзира на врсту, има северни и јужни пол. Ако магнет поломимо, и од њега направимо неколико комада, сваки ће , без обзира на облик и димензије имати северни и јужни пол. Истоимени полови магнета се одбијају, а разноимени привлаче.

Електромагнет

Када кроз проводник протиче струја око њега се формира магнетно поље. Смер линија магнетног поља праволинијског проводника одређује се правилом десне руке.

Ово правило гласи: Ако проводник обухватимо шаком десне руке тако да палац испружимо у смеру протицања струје врхови прстију показиваће смер линија сила магнетног поља. Ако се проводник направи у облику завојнице, када кроз њега протиче струја, на крајевима завојнице формирају се магнетни полови, а око завојнице магнетно поље.Смер полова одређује се правилом десног завртња. Ако десни завртањ (онај који се притеже удесно) окренемо у смеру протицања струје смер његовог притезања показиваће северни пол, а одвијања јужни.

Проводник савијен у облик завојнице назива се соленоид.

Како соленоид, сам по себи, делује као прави магнет када кроз њега протиче струја, његово дејство ће се многоструко увећати ако у његово језгро ставимо комад привременог магнета, односно гвожђа.

СОЛЕНОИД ОД ИЗОЛОВАНЕ ЖИЦЕ ОБМОТАН ОКО ЈЕЗГРА ОД МЕКОГ ГВОЖЂА НАЗИВА СЕ ЕЛЕКТРОМАГНЕТ.

Основна особина електромагнета је да испољава магнетна својства само када кроз соленоид протиче струја. Када струја престане да протиче кроз соленоид електромагнета, односно, када крајеви соленоида престану да буду под напоном, електромагнет се размагнетише.

Управо ова особина електромагнета чини га супериорним за употребу, у односу на трајне магнете, било природне, било вештачке. Као језгро електромагнета не треба користити челик, јер је челик перманентни магнет, тј. може се трајно намагнетисати, чиме електромагнет неће изгубити магнетна својства чак и када струја престане да тече кроз соленоид.

Примена електромагнета

Примена електромагнета је у пракси врло велика, а у оквиру лекције објаснићемо само неке могућности примене.

Телеграф

Прва јавна порука телеграфом пренета је 1884. год.

Вековима су људи преносили поруке на даљину на најразличитије начине, а време преношења поруке зависило је од растојања. За слање порука коришћени су курири, голубови писмоноше, путници у том правцу, итд. Напредак у том пољу остварен је успостављањем поштанских система, али је и тада од пошиљиоца до примаоца порука путовала јако дуго.

Зато је откриће телеграфа означило револуцију у области комуникације. Телеграф је изумео амерички проналазач Самјуел Морзе.

Овај начин слања порука пао је у сенку проналаском Беловог телефона, али је и данас у употреби. Користе га радио телеграфисти, војска, итд.

Да би се поруке слале телеграфом, примале и разумеле неопходно је познавање Морзеове азбуке, коју је Морзе установио кад је и открио телеграф, јер се поруке шаљу тачкицама и цртицама, односно тастером за слање порука.

Сваком словном симболу одговара одгаварајући телеграфски симбол у виду цртица и тачкица, дужих или краћих звукова и сл.

Главни део телеграфског система чини управо електромагнет.

Када телеграфиста притисне тастер затвори се струјно коло и електромагнет привуче оловку до папира. За тачку телеграфиста притисне и одмах пусти тастер, а за црту он тастер мало задржи. На крају слања целе поруке остаје само да телеграфиста са друге стране "жице" протумачи поруку и однесе је примаоцу. Овакав систем слања порука данас је углавном превазиђен, јер постоје сателити, интернет и мобилна телефонија, али је у своје време био права сензација и огроман напредак технике и телекомуникације.

Амперметар са феритним језгром

Амперметар је уређај за мерење јачине струје. Постоје амперметри разних конструкција и типова а у њих спадају и тзв. амперметри са феритним језгром. Принцип рада ових амперметара (галванометара, волтметара итд.) заснива се на чињеници да на привлачну силу електромагнета, поред густине поља и дужине проводника, утиче и јачина струје која пролази кроз проводник.

Што је већа јачина струје то ће скретање казаљке бити веће, што се очитава на мерној скали.

Електрично звоно

Принцип рада електричног звона дат је анимацијом. Када се притисне тастер коло се затвара, електромагнет привуче бат и он удари у звоно. Но, у истом тренутку када се бат одвоји из почетног положаја на том месту коло се отвара и електромагнет губи магнетна својства.

То изазива враћање бата на почетни положај, под дејством опруге. Кад се бат врати у почетни положај коло се опет затвара, и циклус се понавља. Све време док држимо тастер коло се затвара и отвара што изазива привлачење и непривлачење бата услед чега он вибрира и изазива звоњење звона.

Кад склонимо прст са тастера коло се трајно отвара и звоњава се прекида.

Завртањ служи за подешавање положаја бата и звоњаве, тј. његове удаљености од звона.