Conţinut
Electromagnetii sunt dispozitive simple care imită comportamentul magneților naturali, cu o diferență importantă: capacitatea de a-și modifica puterea câmpului magnetic din cauza câmpurilor lor magnetice generate electric. Varierea oricăruia dintre cele patru elemente de bază ale unui electromagnet vă permite să setați rezistența câmpului după cum este necesar.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Cei patru factori principali care afectează rezistența unui electromagnet sunt numărul de bucle, curentul, dimensiunea firului și prezența unui miez de fier.
Numărul de bucle
Un electromagnet este format dintr-o bobină de sârmă înfășurată în jurul unui miez de metal - de obicei fier - și conectat la o baterie. Pe măsură ce curentul electric se deplasează în jurul buclelor bobinei, el generează un câmp magnetic precum cel al unui magnet mic. Are un pol nord pe o parte a buclei și un pol sud pe cealaltă. Deoarece bobina este făcută dintr-un singur fir continuu, câmpurile magnetice ale fiecărei bucle se „stivuiesc”, creând ceva precum un magnet cu bare mari. O modalitate de a crește sau de a reduce rezistența câmpului magnetic este de a modifica numărul de bucle în bobină. Cu cât adăugați mai multe bucle, cu atât câmpul va deveni mai puternic. Cu cât eliminați mai multe bucle, cu atât câmpul va deveni mai slab.
Nucleul metalic
Metalul din interiorul bobinei mărește câmpul creat de aceasta. Schimbarea miezului metalic pentru un alt metal va face electromagnetul mai puternic sau mai slab. Miezul de fier creează câmpuri foarte puternice. Miezul de oțel face câmpuri mai slabe. Nucleele din neodim fac cele mai puternice câmpuri. Alunecarea miezului parțial în afara bobinei va slăbi câmpul, deoarece mai puțin din metal se află în el.
Curentul bateriei
Modificarea cantității de curent care trece prin electromagnet va schimba, de asemenea, câmpul pe care îl produce. Cu cât este mai mare curentul în bobină, cu atât câmpul magnetic va crește mai puternic. În schimb, scăderea tensiunii bateriei scade curentul, slăbind câmpul. Totuși, acest fapt are o complicație: atunci când creșteți curentul, firele magnetice se încălzesc și, eventual, prăjiți izolația electrică delicată fără de care magnetul nu poate funcționa.
Dimensiunea sârmei
Deși firele metalice sunt conductoare de electricitate foarte eficiente, acestea au încă o anumită rezistență la curgerea curentului. Folosind indicatoare mai mari de sârmă pe bobină va scădea această rezistență înnăscută. Acest lucru va crește curentul și, prin urmare, câmpul. Folosind indicatoare mai mici va crește rezistența, va reduce curentul și va slăbi câmpul. Utilizarea diferitelor tipuri de sârmă metalică va afecta, de asemenea, rezistența câmpului, deoarece fiecare metal are o rezistență inerentă diferită la curent.