science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Hoe de kracht van een elektromagneet te berekenen

Ingenieurs maken solenoïden - elektromagneten - door lengten metaal spiraalvormig rond een cilindrische mal te draaien. U kunt de sterkte van die kracht bepalen door de afmetingen en andere eigenschappen van de magneet in een eenvoudige vergelijking op te nemen: F = (n X i) 2 X magnetische constante X a /(2 X g 2) . Het passeren van een elektrische stroom door de solenoïde resulteert in een magnetisch veld dat kracht uitoefent op nabijgelegen ferromagnetische objecten, zoals stukken ijzer of staal. Het samenvoegen van magnetische en elektrische krachten op een geladen voorwerp wordt de Lorentz-kracht genoemd.

Bereken de kracht door de vergelijking te schrijven:

F = (nxi) 2 x magnetische constante xa /(2 xg 2)

Waarbij, F = kracht, i = stroom, g = lengte van de opening tussen de magneet en een stuk metaal, a = gebied, n = aantal omwentelingen in de solenoïde en de magnetische constante = 4 x PI x 10 -7.

Analyseer uw elektromagneet om de afmetingen en de hoeveelheid stroom die u er doorheen gaat te bepalen. Stel je bijvoorbeeld voor dat je een magneet hebt met 1.000 bochten en een dwarsdoorsnede van 0,5 neters die je met 10 ampère stroom zult gebruiken, op 1,5 meter van een stuk metaal. Daarom:

N = 1.000, I = 10, A = 0,5 meter, g = 1,5 m

Steek de cijfers in de vergelijking om de kracht te berekenen die op het stuk metaal zal werken.

Force = ((1.000 x 10) 2 x 4 x pi x 10 -7 x 0.5) /(2 x 1.5 2) = 14 Newtons (N).