电磁铁原理

Question

如题所述

Answer 1

电磁铁的由来
1820年，丹麦人厄司特（Hans Christian Oersted, 1777-1851）所发现的电流磁效应，显示了电与磁的关联性。此后，许多科学家便试图寻找由磁产生电的逆效应。1821年，英国大科学家法拉第（Michael Faraday，1791-1867）也在其笔记中，提醒自己应探讨如何「把磁变成电」。在电流磁效应被发现后不久，大约在1825年，英国人斯特金（William Sturgeon, 1783-1850）将通有电流的金属线缠绕在绝缘的铁棒上，发明了电磁铁。电磁铁通电时便有磁性，不通电就没有磁性，方便我们运用。
电磁铁和一般永久磁铁的差别
电磁铁和一般永久磁铁最大的差别，是电磁铁可以藉由改变通过线圈的电流大小及线圈的匝数来控制磁性的大小，而一般磁铁的磁性则是固定的。也因此，电磁铁在实验室及生活应用上都相当重要，像电动机、发电机、起重机等，都运用到电磁铁。
电磁铁的原理
当直流电通过导体时会产生磁场，若使直流电通过由导体构成的线圈则会产生具方向性的磁场。但是单纯由直流电和线圈所构成磁场不够集中而导致产生的磁力不够，因此会在线圈的中心加入一磁性物质以达到集中磁场的效果。
一般而言，电磁铁所产生的磁场强度和直流电大小、线圈圈数及中心的导磁物质有关，在设计电磁铁时会注重线圈的分布和导铁物质的选择，并利用直流电的大小来控制磁场强度。然而线圈的材料具有电阻而限制了电磁铁所能产生的磁场大小，但随著超导体的发现与应用将有机会突破现有的限制

Answer 2

电磁铁的原理：

螺线形线圈的磁场

1.圆形线圈通往电流形成的磁场：

(1)线圈中心处的磁场方向可将线圈上某一小段导线视为直线，由安培右手定则判定之。

(2)通有电流的圆形线圈上每一小段电流所产生的磁场，在线圈内都指向同一方向，故线圈内的磁场较直导线电

流产生的磁场强度大。

(3)圆形导线通入电流时，线圈外的磁场因各小段电流产生磁场的方向不一致， 因此产生的合成磁场较圈内磁场

弱。

(4)圆形线圈的电流愈大，半径愈小，则线圈中心处的磁场强度即愈大。

(5)圆形线圈和圆盘形薄磁铁的磁力线形状相似。

2.螺线形线圈电流的磁场:

(1)用一条长导线绕成螺线形的长线圈，相当於由很多个圆形线圈所串联而成，每一圆形导线在中心处所建立的

磁场均为同向，可以增强效应，故线圈中心处的磁场较单匝圆形线圈为强。

(2)线圈内部磁力线形成方向相同的直线，在线圈约两端磁力线则渐弯曲向外。

(3)螺线形线圈的磁力线特性与棒形磁铁的磁力线相似，线圈内的磁力线与线圈外方向恰相反。

(4)线圈内磁场的强度与线圈上的电流及单位长度内线圈的圈数成正比。

3.螺线形线圈电流内磁场方向的右手定则:

以右手掌握住线圈，四指指向电流方向，大拇指所指的方向即为线圈内磁力线方向。

Answer 3

电磁铁正反两极是什么原理