起重電磁鐵有許多優(yōu)點(diǎn):起重電磁鐵磁性的有無(wú)可以用通、斷電流控制;磁性的大小可以用電流的強(qiáng)弱或線圈的匝數(shù)來(lái)控制;也可改變電阻控制電流大小來(lái)控制磁性大小;它的磁極可以由改變電流的方向來(lái)控制,等等。即:磁性的強(qiáng)弱可以改變、磁性的有無(wú)可以控制、磁極的方向可以改變。

電磁鐵的歷史 1822年,法國(guó)物理學(xué)家阿拉戈和呂薩克發(fā)現(xiàn),當(dāng)電流通過(guò)其中有鐵塊的繞線時(shí),它能使繞線中的鐵塊磁化。這實(shí)際上是電磁鐵原理的最初發(fā)現(xiàn)。1823年,斯特金也做了一次類似的實(shí)驗(yàn):他在一根并非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線,當(dāng)銅線與伏打電池接通時(shí),繞在U型鐵棒上的銅線圈即產(chǎn)生了密集的磁場(chǎng),這樣就使U型鐵棒變成了一塊"電磁鐵"。這種電磁鐵上的磁能要比永磁能大放多倍,它能吸起比它重20倍的鐵塊,而當(dāng)電源切斷后,U型鐵棒就什么鐵塊也吸不住,重新成為一根普通的鐵棒。

斯特金的電磁鐵發(fā)明,使人們看到了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的光明前景,這一發(fā)明很快在英國(guó)、美國(guó)以及西歐一些沿海國(guó)家傳播開(kāi)來(lái)。

1829年,美國(guó)電學(xué)家亨利對(duì)斯特金電磁鐵裝置進(jìn)行了一些革新,絕緣導(dǎo)線代替裸銅導(dǎo)線,因此不必?fù)?dān)心被銅導(dǎo)線過(guò)分靠近而短路。由于導(dǎo)線有了絕緣層,就可以將它們一圈圈地緊緊地繞在一起,由于線圈越密集,產(chǎn)生的磁場(chǎng)就越強(qiáng),這樣就大大提高了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的能力。到了1831年,亨利試制出了一塊更新的電磁鐵,雖然它的體積并不大,但它能吸起1噸重的鐵塊。

1、采用全密封結(jié)構(gòu),防潮性能好。

2、經(jīng)計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)合理、自重輕、吸力大、能耗低。

3、勵(lì)磁線圈經(jīng)特殊工藝處理,提高了線圈的電器和機(jī)械性能,絕緣材料熱等級(jí)達(dá)到C級(jí),使用壽命長(zhǎng)。

4、普通型電磁鐵的額定通電持續(xù)率由過(guò)去的50%提高到60%,提高了電磁鐵的使用效率。

5、超高溫型電磁鐵采用獨(dú)特隔熱方式,其中被吸物溫度有過(guò)去的600℃提高700℃,擴(kuò)大了電磁鐵的適用范圍。

6、安裝、運(yùn)行、維護(hù)簡(jiǎn)便。

當(dāng)在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后,鐵芯被通電螺線管的磁場(chǎng)磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個(gè)磁體,這樣由于兩個(gè)磁場(chǎng)互相疊加,從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)。為了使電磁鐵的磁性更強(qiáng),通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反,一邊順時(shí)針,另一邊必須逆時(shí)針。如果繞向相同,兩線圈對(duì)鐵芯的磁化作用將相互抵消,使鐵芯不顯磁性。另外,電磁鐵的鐵芯用軟鐵制做,而不能用鋼制做。否則鋼一旦被磁化后,將長(zhǎng)期保持磁性而不能退磁,則其磁性的強(qiáng)弱就不能用電流的大小來(lái)控制,而失去起重電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點(diǎn)。

電磁鐵的磁場(chǎng)方向可以用安培定則來(lái)判斷。

安培定則是表示電流和電流激發(fā)磁場(chǎng)的磁感線方向間關(guān)系的定則,也叫右手螺旋定則。

1、通電直導(dǎo)線中的安培定則(安培定則一):用右手握住通電直導(dǎo)線,讓大拇指指向電流方向,四指指向通電直導(dǎo)線周?chē)�磁力線方向。

2、通電螺線管中的安培定則(安培定則二):用右手握住通電螺線管,使四指彎曲與電流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極

性質(zhì)

直線電流的安培定則對(duì)一小段直線電流也適用。環(huán)形電流可看成許多小段直線電流組成,對(duì)每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環(huán)形電流中心軸線上磁感強(qiáng)度的方向。疊加起來(lái)就得到環(huán)形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的,環(huán)形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導(dǎo)出直線電流的安培定則對(duì)電荷作直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也適用,這時(shí)電流方向與正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同,與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反。

歷史

在奧斯特電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)及其他一系列實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下 ,安培認(rèn)識(shí)到磁現(xiàn)象的本質(zhì)是電流 ,把涉及電流 、磁體的各種相互作用歸結(jié)為電流之間的相互作用,提出了尋找電流元相互作用規(guī)律的基本問(wèn)題。為了克服孤立電流元無(wú)法直接測(cè)量的困難 ,安培精心設(shè)計(jì)了4個(gè)示零實(shí)驗(yàn)并伴以縝密的理論分析,得出了結(jié)果。但由于安培對(duì)電磁作用持超距作用觀念,曾在理論分析中強(qiáng)加了兩電流元之間作用力沿連線的假設(shè),期望遵守牛頓第三定律,使結(jié)論有誤。上述公式是拋棄錯(cuò)誤的作用力沿連線的假設(shè),經(jīng)修正后的結(jié)果。應(yīng)按近距作用觀點(diǎn)理解為,電流元產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)對(duì)其中的另一電流元施以作用力。

意義

安培定律與庫(kù)侖定律相當(dāng),是磁作用的基本實(shí)驗(yàn)定律 ,它決定了磁場(chǎng)的性質(zhì),提供了計(jì)算電流相互作用的途徑。

安培力公式

電流元I1dι 對(duì)相距γ12的另一電流元I2dι 的作用力df12為:

μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)

df12 = ── ────

4π γ123

式中dι1、dι2的方向都是電流的方向;γ12是從I1dι 指向I2dι 的徑矢。安培定律可分為兩部分。其一是電流元Idι(即上述I1dι )在γ(即上述γ12)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)為

μ0 Idι × γ

dB = ── ─────

4π γ3

這是畢-薩-拉定律。其二是電流元Idl(即上述I2dι2)在磁場(chǎng)B中受到的作用力df(即上述df12)為:

df = Idι × B

簡(jiǎn)易的自制起重電磁鐵:

1、需要漆包線、鐵釘來(lái)作其本體;電池或電源供應(yīng)器供以電流。

2、注意事項(xiàng):

要刮除漆包線末端的漆,或用火燒。

要以相同的方向纏繞漆包線。

要在漆包線的末端打結(jié)綁緊。

產(chǎn)品應(yīng)用涵蓋煤炭選煤、電廠輸煤、冶金鋼鐵、金屬礦山、水泥建材、石油化工、船舶制造、港口輸送、磚瓦陶瓷、玻璃,造紙,糧油食品及鐵路物流等行業(yè)。

1、使用起重電磁鐵作業(yè)范圍內(nèi),(R<5M)不準(zhǔn)站人。

2、起重電磁鐵下降時(shí),不得墜放,以免沖壞線圈。

3、一般不準(zhǔn)起吊溫度為200攝氏度以上的金屬。當(dāng)起吊300攝氏度——700攝氏度的金屬時(shí),應(yīng)采用有特殊 散熱裝置的起重電磁鐵。

4、起重電磁鐵連續(xù)作業(yè)時(shí),夏天不得超過(guò)8h,冬天不得超過(guò)12h,以防止線圈過(guò)熱燒壞。