Door Paul Dohrman – Bijgewerkt op 24 maart 2022

Nivellen77/iStock/GettyImages

Een elektromagneet is een apparaat dat een magnetisch veld creëert door de stroom van elektrische stroom. Het kernprincipe is eenvoudig:wanneer een stroomvoerende draad rond een magnetiseerbare kern, zoals ijzer, wordt gewikkeld, induceert de stroom een magnetisch veld waarvan de sterkte afhangt van de stroomsterkte en het aantal windingen.

Fundamenteel principe:de inductiewet van Faraday

Wanneer elektrische stroom door een rechte geleider gaat, ontstaat er een cirkelvormig magnetisch veld. Door de geleider in een lus te buigen, wordt het veld uitgelijnd met de as van de lus. Het stapelen van veel lussen, zoals in een spoel of solenoïde, versterkt het veld proportioneel aan de windingsdichtheid. Het magnetische veld in een solenoïde kan worden uitgedrukt als B =μ₀nI, waarbij μ₀ de permeabiliteit van de vrije ruimte is, n het aantal windingen per lengte-eenheid is en I de stroom is.

1. Verhoog het aantal beurten

Een verdubbeling van de windingsdichtheid n verdubbelt direct het veld B. Een strakkere spoel betekent meer magnetische flux die de kern verbindt, wat op zijn beurt de kern sterker magnetiseert. Het gebruik van een dikkere draad vergroot n niet, maar maakt wel een hogere stroom I mogelijk, waardoor een vergelijkbaar totaaleffect wordt bereikt.

2. Verminder de elektrische weerstand

Omdat I =V / R, maakt een lagere weerstand R een grotere stroom mogelijk voor dezelfde aangelegde spanning. Kies geleiders met een hoge geleidbaarheid (koper of zilver) en minimaliseer de draadlengte tussen de stroombron en de kern. Door het circuitpad te verkorten en onnodige verbindingen te elimineren, wordt R.

3. Verhoog de toegepaste spanning

Het verhogen van de elektromotorische kracht (spanning) verhoogt direct de stroom, waardoor het magnetische veld wordt versterkt. Houd echter rekening met de isolatiewaarden en veiligheidslimieten; het overschrijden van de spanningsspecificatie van de draad of kern kan leiden tot oververhitting of magnetische verzadiging.

4. Gebruik gelijkstroom in plaats van wisselstroom

Bij wisselstroom draait de magnetische polariteit om bij de voedingsfrequentie, waardoor wordt voorkomen dat het veld volledig wordt opgebouwd. DC behoudt een constante polariteit, waardoor het magnetische veld zijn piek kan bereiken. Als uw toepassing het toelaat, kan het overschakelen naar een gelijkstroombron (of een gelijkgerichte gelijkstroomvoeding) de prestaties van de elektromagneet aanzienlijk verbeteren.

Door deze vier principes systematisch toe te passen (het optimaliseren van de wikkelingsdichtheid, het minimaliseren van de weerstand, het verhogen van de spanning en het bevorderen van gelijkstroom) kunt u de sterkte van elke elektromagneet aanzienlijk vergroten.