電磁鐵介紹
從能量角度去看：電磁鐵，是一種換能器件
從機(jī)械角度去看：它也是提供機(jī)械動(dòng)作的動(dòng)力源之一
從電氣角度去看：電磁鐵是一種大感性負(fù)載器件。無(wú)論是直流電磁鐵還是交流電磁鐵，都是由線圈與鐵芯構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)決定了它的電感特性
從控制角度去看：電磁鐵是一種狀態(tài)控制器件。由于電磁鐵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在電磁鐵運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)法做到輸出力度、位置、速度的控制
電磁鐵歷史
早在1820年春天，丹麥的奧斯特在一次偶然之中就發(fā)現(xiàn)了這一原理。1822年，法國(guó)物理學(xué)家阿拉戈和呂薩克才發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流通過(guò)其中有鐵塊的繞線時(shí)，它能使繞線中的鐵塊磁化。這實(shí)際上是電磁鐵原理的最初發(fā)現(xiàn)。1823年，斯特金也做了一次類似的實(shí)驗(yàn):他在一根并非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線，當(dāng)銅線與伏打電池接通時(shí)，繞在U型鐵棒上的銅線圈即產(chǎn)生了密集的磁場(chǎng)，這樣就使U型鐵棒變成了一塊"電磁鐵"。這種電磁鐵上的磁能要比永磁能放大多倍，它能吸起比它重20倍的鐵塊，而當(dāng)電源切斷后，U型鐵棒就什么鐵塊也吸不住，重新成為一根普通的鐵棒。
斯特金的電磁鐵發(fā)明，使人們看到了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的光明前景，這一發(fā)明很快在英國(guó)、美國(guó)以及西歐一些沿海國(guó)家傳播開(kāi)來(lái)。
1829年，美國(guó)電學(xué)家亨利對(duì)斯特金電磁鐵裝置進(jìn)行了一些革新，用磁電絕緣導(dǎo)線代替裸銅導(dǎo)線，因此不必?fù)?dān)心被銅導(dǎo)線過(guò)分靠近而短路。由于導(dǎo)線有了絕緣層，就可以將它們一圈圈地緊緊地繞在一起，由于線圈越密集，產(chǎn)生的磁場(chǎng)就越強(qiáng)，這樣就大大提高了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的能力。到了1831年，亨利試制出了一塊更新的電磁鐵，雖然它的體積并不大，但它能吸起1噸重的鐵塊。
在奧斯特電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)及其他一系列實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下 ，安培認(rèn)識(shí)到磁現(xiàn)象的本質(zhì)是電流 ，把涉及電流 、磁體的各種相互作用歸結(jié)為電流之間的相互作用，提出了尋找電流元相互作用規(guī)律的基本問(wèn)題。為了克服孤立電流元無(wú)法直接測(cè)量的困難 ，安培精心設(shè)計(jì)了4個(gè)示零實(shí)驗(yàn)并伴以縝密的理論分析，得出了結(jié)果。但由于安培對(duì)電磁作用持超距作用觀念，曾在理論分析中強(qiáng)加了兩電流元之間作用力沿連線的假設(shè)，期望遵守牛頓第三定律，使結(jié)論有誤。上述公式是拋棄錯(cuò)誤的作用力沿連線的假設(shè)，經(jīng)修正后的結(jié)果。應(yīng)按近距作用觀點(diǎn)理解為，電流元產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)其中的另一電流元施以作用力。 |
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