單元拾肆:電磁鐵

 

一、電磁鐵原理

1.電磁鐵所運用的原理是:電流的磁效應

2.電磁鐵需使用直流電源,所以產生的磁場方向固定,但交流電也能產生電流磁效應,只是因為交流電的電流方向不斷改變,頻率為每秒60Hz,導致感應而生的磁場方向相反而使磁性相互抵消。

3.空心螺線圈通以直流電時即有磁性產生,用安培右手定則可以判斷磁極和磁場方向(如圖一所示)

 

二、電磁鐵的構造

1.以漆包線在軟鐵棒上緾繞多匝螺線形線圈的裝置,線圈密度愈高愈佳。(註:軟鐵棒即純鐵熟鐵)。

2.將螺線形線圈通以直流電時,軟鐵棒即可磁化為暫時磁鐵,而當電流切斷後,軟鐵棒的磁性隨即消失。(電磁鐵不可以用鋼材等硬鐵棒)

3.硬鐵棒纒繞螺旋圈漆包線,則磁化速率較慢,但於切斷電源後磁性持續較久,可製成永久磁鐵

4.甲、乙兩電磁鐵各通以相同大小的電流時,則兩線圈的磁場強度為:甲>乙。(如圖二)所示:

 

三、增強電磁鐵的方式

1.電磁鐵可藉由下列方式增強磁性:

(1)增加線圈匝數

(2)加大線圈的電流

(3)在線圈中放置磁性物質(如:)等。

純度高的軟鐵棒,磁化速率較快,且當電磁鐵斷電時磁性消失也快,例如電鈴即是利用此一特性的裝置:(如圖三)

(1)圖三電路接通電源時,電磁鐵因磁化而具有磁力。

(2)圖中右側附有小槌的彈簧片因磁力而向右敲擊鈴鐺,此時彈簧片因向右偏移而造成斷路(如圖四)。

(3)電磁鐵在斷路時磁性消失,此時彈簧槌因受到彈力而向右移動,接觸到右側小螺絲而形成通路。

(4)當電路再度形成通路時,電磁鐵的磁性隨即恢復,再度因磁力對彈簧槌產生向右的吸引力,使彈簧槌敲擊鈴鐺而發出聲音,如此斷路與通路循環交替,彈簧槌則反覆敲擊進而發出鈴聲。

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