Aplikace elektromagnetů – online příprava pro 8. ročník na Rostelecom Lyceum | Simulátory a analýza úkolů
Tento text je neupravenou verzí přepisu, který bude dále upravován.
Fyzika. 8. třída
Téma: Elektrické jevy
Lekce 55. Použití elektromagnetů
Eryutkin E.S., učitel fyziky nejvyšší kategorie, Státní vzdělávací instituce Střední škola č. 1360
25.01.2011 město
Tématem lekce je použití elektromagnetů
Haló
Dnešní lekce bude o elektromagnetech.
Téma naší lekce je „Použití elektromagnetů“.
V minulé lekci jsme si povídali, co to je.
V první řadě je samozřejmě nutné si uvědomit, co je to cívka, kterou protéká elektrický proud. Vezme se rámeček, navine se drát a tímto drátem prochází elektrický proud. A víme, že takový objekt – cívka, kterou protéká elektrický proud, plní funkci permanentního magnetu.
Taková cívka má jižní a severní pól, směr elektrického proudu, tato cívka elektromagnetu je v prostoru orientována určitým způsobem. Všechno je jako magnetická jehla nebo permanentní magnet. A pokud je uvnitř cívky umístěno železné jádro, pak (víme), že magnetické pole takové cívky se mnohonásobně zvětší. A taková cívka – cívka se železným jádrem uvnitř se nazývá elektromagnet.
Víme, že elektromagnet lze použít k regulaci magnetického pole. To znamená, že pokud zvýšíme počet závitů, magnetické pole se odpovídajícím způsobem zvýší. Pokud změníme hodnotu elektrického proudu protékajícího obvodem v cívce, pak se v tomto případě změní i magnetické pole. Zvýšíme-li hodnotu elektrického proudu, magnetické pole se zvětší, zmenšíme-li ho, podle toho se zmenší.
A pokud umístíme železné jádro dovnitř cívky, pak to vše jako celek vede k tomu, že magnetické pole takové struktury, cívky, uvnitř které je umístěna železná tyč, se mnohonásobně zvýší. Tento elektromagnet se velmi snadno používá.
Nyní si povíme, kde se používají elektromagnety.
Říct, že elektromagnety se používají široce, všude a kdekoli, samozřejmě nestačí. Je nutné konkrétní potvrzení takového tvrzení. Proto se podívejme na konkrétní případy.
V první řadě je samozřejmě nutné poznamenat, že elektromagnety se používají tam, kde je potřeba nakládat nebo táhnout poměrně masivní železné, ocelové díly nebo železný šrot. Je velmi výhodné brát elektromagnety požadovaného tvaru ve výrobě, protože takové cívce můžeme dát libovolný tvar. Podle toho můžeme poměrně snadno regulovat magnetické pole, vztlak elektromagnetu a tím i různé železné, ocelové díly.
Druhým nezbytným použitím elektromagnetů je, že můžeme třídit magnetické látky a nemagnetické látky. Pokud necháme nějakou látku projít dopravním pásem, který obsahuje magnetickou část – železo, nikl, kobalt, a spolu s ní tam budou i další látky, a to včetně elektromagnetu s dostatečně vysokým výkonem, můžeme třídit, tj. vysévat látky, které mají magnetické vlastnosti. Železo, nikl, kobalt, jak jsem již řekl, ty, které jsou schopny zmagnetizovat. Toto je druhé použití elektromagnetu.
A další aplikací, kterou je samozřejmě třeba zmínit, je použití elektromagnetů jako relé. Nejprve si všimněme, co to je. Můžeme říci, že elektromagnet dokáže uzavřít a rozpojit elektrický obvod. Pro nás je například docela pohodlné provést následující. Nainstalovat elektromagnet, který po zapnutí uzavře složitější, možná nebezpečnější elektrický obvod. Kam by člověk neměl vstupovat ani se k němu přibližovat. Taková prostředí, nebezpečná pro člověka, lze izolovat pomocí elektromagnetu. Elektromagnet nám obvod uzavře, motory budou fungovat a člověk sám tam vůbec nebude potřeba. Místo toho práci vykoná elektromagnet.
Je třeba si uvědomit, že elektromagnet je v první řadě elektrický zvonek. Je to samozřejmě nepochybně telegraf, to vše je elektromagnet.
A poslední, obzvláště široké použití elektromagnetů jsou elektromagnetické zámky. To znamená, že když je na dveřích elektromagnetický zámek a jeho magnetická síla je tak vysoká, že je prakticky nemožné dveře otevřít. Pouze pokud známe určitý způsob, jak přerušit obvod, tj. vypneme elektrický proud a poté magnetická síla zmizí, lze dveře snadno otevřít. To se provádí pomocí speciálního kódového zámku. Zadá se kód, v tomto případě se obvod přeruší a dveře lze otevřít.
To, co jsem vám právě vyjmenoval, jak chápete, samozřejmě není všechno. Je třeba říci, že elektromagnety mají velmi široké uplatnění nejen v těch vyjmenovaných oblastech, které jsem vám vyjmenoval, ale i mnohem širší. Používají se v elektrotechnice, dokonce se používají i v elektronice. A o tom se dá mluvit velmi, velmi mnoho. A to, co teď používáme, o čem jsme mluvili, je docela dobrou ilustrací toho, jak se elektromagnety používají.
Na závěr naší lekce bych rád řekl, že vynález elektromagnetu se datuje do 19. století. V 19. století se k tomu přistupovalo jako k poměrně důležitému, velmi zajímavému objevu, z nějakého hlediska vtipnému. A teď k tomu všichni přistupují velmi klidně a nikdo už v tom nevidí žádné triky. Všichni si myslí, že se jedná o normální, obyčejnou práci elektrického proudu, magnetického pole.