Почему обмотка электромагнитов делается из изолированной проволоки
Замечательные свойства магнитов
В глубокой древности люди узнали, что куски железной руды, добываемой возле города Магнезии, могут притягивать к себе железные предметы. Это удивительное свойство назвали по имени города магнетизмом, а куски руды — магнитами. С тех пор прошло много веков. Время и войны разрушили город Магнезию, и козы пасутся на холмах, где он стоял. Но людям нужно было все больше железа, и по всей земле искали они залежи железных руд. Некоторые из найденных руд оказались такими же магнитными, как диковинная руда из Магнезии. Древнее слово «магнит» продолжало жить в языках разных народов.
Оказалось, что если положить магнит на дощечку и пустить плавать, то он всегда поворачивается одним концом к северу, другим — к югу. Так родился первый компас. ‘Конец магнита, который смотрит на север, назвали северным полюсом, другой — южным.
Сейчас магниты делают из особых сортов стали. Такой магнит действует гораздо сильнее, чем кусок руды. Достаточно приблизить его к лежащим на столе железным опилкам, как опилки начинают шевелиться, потом подскакивают и прилипают к его полюсам. Значит, что-то происходит вокруг магнита, и нетрудно даже увидеть, что именно.
Напилите побольше железных опилок и просейте их через мелкое сито. Положите на стол обыкновенный подковообразный магнит, накройте его листком плотной белой бумаги и посыпьте бумагу опилками. Ничего особенного не замечаете? Постучите по бумаге пальцем, чтобы опилкам легче было передвигаться по ней, и вы увидите, что опилки составят какие-то ясно различимые цепочки. Тут не может быть никакого сомнения: тонкие цепочки соединили полюсы магнита. И вокруг магнита опилки расположились в определенном порядке: они поместились плотнее у полюсов, а чем дальше, тем менее плотно ( 1).
Физики назвали пространство вокруг магнита магнитным полем, а линии, по которым располагаются опилки,— силовыми линиями магнитного поля.
С помощью железных опилок вы можете увидеть, что происходит с магнитным полем, когда к полюсам магнита приближается железный предмет. Подложите под бумагу вблизи полюсов небольшой железный ключик, постучите по бумаге — и вы увидите, что опилки быстро перестроятся в новую фигуру. Они сгустятся вокруг ключика, загнутся к нему: магнит притягивает ( 2).
Еще интереснее получается, если положить перед полюсами подковы небольшой намагниченный стержень. Таким стержнем может служить иголка, обломок стальной спицы, кусок пружины от будильника и т. п. Чтобы намагнитить стержень, проведите по нему несколько раз одним из полюсов магнита. Проводить нужно с нажимом и только в одном направлении.
Подложив стержень к полюсам магнита, постучите по бумаге. Если около северного полюса подковообразного магнита оказался северный полюс стержня, цепочки опилок очень интересно перестроятся. От северного полюса магнита линии поля загнутся, обойдут северный полюс стержня и пойдут к его южному полюсу. Они «не хотят» соединяться с северным полюсом. Зато к этому полюсу стержня пойдут почти прямые линии от южного полюса подковы ( 3). Разноименные полюсы притягиваются друг к другу, а одноименные — отталкиваются. Не будь трения, стержень повернулся бы.
Но идут ли линии поля вокруг магнита во все стороны? Можете проверить. Укрепите магнит на столе полюсами кверху. Покройте полюсы листком бумаги, насыпьте опилки и постучите по листку. Снова опилки образуют цепочки и покажут расположение сило- , вых линий поля. Значит, не только вдоль, но и поперек полюсов вокруг магнита идут линии поля; значит, наверняка идут они во все стороны. Чтобы окончательно в этом убедиться, сделайте еще один опыт.
Вырежьте из плотной бумаги ма- )\ ленькую лопаточку, наберите ею немного опилок и поднесите к магниту, держа его полюсами вниз. Опилки 4. «Гнездо» из подскочат и пристанут к полюсам, опилок. Поднесите’ еще несколько порций
опилок, и на полюсах магнита повиснет целое «гнездо» ( 4).
Цепочки опилок в этом гнезде расположатся и вдоль и поперек магнита, как располагались раньше, и во всех других направлениях. Значит, действительно все пространство вокруг полюсов магнита пронизано силовыми линиями магнитного поля.
Больше ста лет назад ученые заметили, что если вставить в катушку изолированной проволоки железный прут, то он становится мощным магнитом, когда по проволоке идет ток.
Вы уже знаете, что если прикоснуться магнитом к стальной игле, она тоже становится магнитом. Игла не теряет магнитных свойств и после того, как вы отведете от нее магнит. А железо ведет себя иначе. Железный гвоздь, от которого отняли магнит, сразу «размагничивается».
Оказывается, что железный прут тоже действует как магнит только то время, пока по проволоке катушки идет ток. Железный прут в катушке — магнит не простой, а электрический, электромагнит. Выключат электрический ток — железо размагничивается.
Это было открытие огромной важности. Разве можно представить себе нашу современную технику и промышленность без электромагнитов? Не будет электромагнитов — и остановятся станки на заводах и тракторы в полях, не поедут автомобили, не полетят самолеты, умолкнут громкоговорители и электрические звонки, не побегут телеграммы по проводам, оглохнут телефоны, погаснет яркий электрический свет. Вот какой важной вещью стал электромагнит.
Когда электромагнит был только что открыт, был еще, так сказать, младенцем, его замечательные свойства уже удивляли людей. Один ученый того времени писал: «Дивишься как чуду, когда видишь, что в то мгновение, 5.Опыт С электромаг- как проволока замыкает нитом. цепь и ток начинает идти,
якорь, отягченный грузом в восемь фунтов и более, притягивается даже с расстояния и столь же мгновенно отпадает, когда цепь размыкается».
Притяжению восьми фунтов удивлялись когда-то! А что сказать о теперешних электромагнитах, которые тянут с неслыханной силой? О магнитах, которые держат тысячи килограммов!
Вы тоже можете сделать себе небольшой электромагнит и познакомиться с его удивительными свойствами.
Возьмите железный болт длиной примерно 100 мм и
диаметром 10 мм. Намотайте на него на длине 50—60 мм медную изолированную лроволоку диаметром 0,2—0,3 мм. Мотать нужно плотно, виток к витку, сначала один ряд, на него — второй, сверху—третий, пока не намотаете 400 витков. Пойдет на это около 15 м проволоки.
Концы обмотки очистите от изоляции и присоедините к пластинкам карманной батарейки ( 5).
Испытайте, какой вес может удержать ваш самодельный электромагнит. Вы удивитесь, когда взвесите груз, который он держит. Только не оставляйте электромагнит надолго включенным, иначе батарейка истощится. Ток в обмотке электромагнита для нее слишком большая нагрузка.
Имея электромагнит и батарейку, вы сможете проделать много очень интересных опытов.
Все-таки удивительное дело: как только по проволоке проходит ток, болт становится магнитом, и к нему подскакивают со стола легкие железные и стальные предметы. А стоит выключить ток, болт сразу теряет свойства магнита, и все, что к нему подскочило, падает обратно.
Пользуясь свойством электромагнита размагничиваться, как только выключится ток, можно получить непрерывное вращение железного стержня около полюсов — сделать электрический двигатель. Раньше всех догадался об этом русский ученый Борис Семенович Якоби. В ноябре 1834 года он построил первый в мире электродвигатель ( 6). Свой двигатель Якоби установил в 1838 году на большую восьмивесельную шлюпку и — тоже впервые в истории — поплыл с электродвигателем по реке Неве. Двенадцать пассажиров помещалось в шлюпке. Ток двигателю давала батарея в 320 элементов
Наша первая модель устроена гораздо проще, чем двигатель Якоби. Мало похожа она и на современные электродвигатели. Зато на ней особенно ясно видно, как именно удается заставить железный стержень — якорь — вращаться около полюсов электромагнита.
Возьмите большой железный шуруп, намотайте на него 300 витков изолированной медной проволоки диаметром 0,2—0,25 мм и вверните в дощечку. Вырежьте из жести от консервной банки десяток полосок, проколите их все посередине и наденьте на вязальную спицу. Чтобы полоски не расходились веером, оберните концы тоже жестяными полосками. Получится якорь.
Когда якорь, продолжая поворачиваться, будет приближаться к шурупу другим концом, снова включите ток. Электромагнит опять дернет к себе якорь, но вы опять
выключите ток — якорь проскочит над шурупоми будет вращаться все время,’ пока вы не перестанете включать и выключать ток.
Конечно, выключать ток руками плохо: не успеешь точно, во-время; да и какой это двигатель, если нужно все время около него стоять и проволокой прикасаться. Надо так придумать, чтобы ток сам прерывался, когда это нужно. И держать ось пальцами не годится. Нужно устроить рамку в виде буквы «П», в которой бы стояла ось.
Так можно соорудить электродвигатель. Но лучше сделать его посильнее: добавить еще один шуруп с обмоткой. Тогда при включении тока шурупы-электромагниты будут тянуть якорь сразу за оба конца. При этом хорошо поставить не два отдельных шурупа, а соединить их внизу жестяными полосками, чтобы получился подковообразный электромагнит.
Наш двигатель ( 8) можно сделать быстро. Из толстой фанеры или дощечки толщиной 10 мм вырежьте основание двигателя — квадрат 70X70 мм.
Подберите два шурупа длиной по 40 мм с плоскими головками. Шурупы хорошо взять потолще — диаметром примерно 4—6 мм. Если они будут длиннее, чем 40 мм, придется только удлинить стойки рамки, в которой держится ось. Палочки-стойки должны быть на 20 мм длиннее шурупов. Их нужно хорошо укрепить. Выдолбите в основании два отверстия, промажьте внутри клеем и заколотите палочки ( 12). Пока не высох клей, устано- новите их как можно прямее, чтобы расстояние между палочками вверху и внизу было одинаковым.
А перекладину для оси, или, как ее называют, «подшипник», лучше сделать из жести. В деревянном подшипнике ось будет вращаться плохо. Какую же нужно взять жесть для перекладины? Жесть от консервной банки, пожалуй, тонка — перекладина будет легко гнуться. А нельзя ли что-нибудь придумать, чтобы и из тонкой жести получилась прочная перекладина? Оказывается, можно.
Посмотрите на любую машину, на любое инженерное сооружение—автомобиль, мост, самолет—или даже на такие простые вещи, как ведро, чайник, ложку. Многие части их очень интересно сделаны. Вы скажете: «Конечно, в самолете, автомобиле есть много интересных частей, а где же им быть в ложке или чайнике?» И там они есть, только их не замечают.
При изготовлении всякой вещи перед инженером стоит задача сделать ее как можно проще, но прочной и легкой. А прочность и легкость всегда «воюют» между собой. Сделать, скажем, ложку толстой — получится она крепкой, но тяжелой: много металла пойдет на нее; сделать ее тонкой — весить она будет немного, но зато и гнуться будет легко. Кажется, эти две задачи никак нельзя решить одновременно, но инженеры всегда стараются сделать все, что можно. А можно многое сделать.
Посмотрите на тонкую алюминиевую ложку ( 9); видите: вдоль ручки ее идет канавка; ручка сделана выпуклой, как будто для того, чтобы казалась толстой. На самом деле это совсем не для того. Если сделать ручку ложки не выпуклой, а плоской, ложка никуда не будет годиться. Захотите вы ею набрать густое варенье из банки — она выгнется дугой; захотите есть пудинг такой ложкой — измучаетесь; только сахар в чае размешаете ею да кисель жидкий съедите. Нет, скажете вы, не нужна мне такая ложка, дайте покрепче. А ведь из того же количества алюминия можно сделать прочную ложку: нужно только выдавить вдоль ручки канавку, сделать ручку выпуклой. Оказывается, изогнутый, или, как говорят инженеры, «профилированный», мате-се гораздо прочнее плоского.
В технике употребляют материал разных профилей — где какой выгоднее. Есть железные полосы (балки), изогнутые в виде буквы «Г» — это угловое железо. Есть изогнутые в виде буквы «П» — это швеллерное, В виде буквы «Т» — тавровое. Если два «Т» сложены вместе вот так: НЧ — это двутавровое железо. Есть железо, профилированное в виде латинской буквы «Z» («зет»); его так и называют — зетовое. Всякий знает профиль рельса, трубы, волнистого железа ( 10).
Поднимите швеллер так, чтобы обрезы отогнутых краев пришлись вровень с верхом стоек. Концы средней части швеллера обогните вокруг верх^ стоек. На них загните концы отогнутых краев швеллера. Выглядывающие снизу концы средней части загните наверх и закрепите ими края. Все это хорошо видно на 12. Подшипник получился легкий и прочный; он хорошо связывает верхушки стоек, не давая им ни сходиться, ни расходиться. Кроме того, подшипник можно снимать, а это очень важно.
Для оси подберите вязальную спицу или жесткую проволоку. Можете взять обрезок велосипедной спицы, но вязальная удобнее: у нее острый конец. Точно в центре подшипника пробейте гвоздем или шилом отверстие, в которое будет вставляться ось. Отверстие должно быть таким, чтобы ось в нем вращалась легко, но не болталась.
Во всяком электродвигателе есть две главные части: одна, неподвижная — ее называют «статор»; другая, вращающаяся — «ротор». В нашем — двигателе статор — это дощечка с палочками, подшипником и электромагнитом, а ротор — ось с якорем и прерывателем тока.
Можете браться за самую трудную часть двигателя — электромагнит.
Прежде всего наметьте на дощечке-основании места шурупов. Головки шурупов должны стоять как раз под концами полосок якоря ( 13). Когда места шурупов наметили, нарежьте из жести десять пластинок шириной 15 мм и длиной 50 мм. В этих пластинках нужно сделать вырезы по концам так, чтобы в них туго проходили шурупы. Глубину вырезов подсчитайте сами. Посмотрите на 13, и тогда все будет понятно.
Отметьте на шурупах, сколько остается места для обмотки, выверните их и оклейте одним-двумя слоями бумаги. Оклеивать нужно только там, где будет обмотка.
Если шурупы нужной вам длины оказались тонкими, придется до оклейки бумагой обмотать их жестяными лентами до толщины 6—8 мм.
Вырежьте из картона четыре кружка диаметром по 15 мм, прорежьте в них отверстия, наденьте на шурупы и приклейте. Получатся катушки, на которые удобно наматывать проволоку.
Проволока для электротехнических приборов бывает разных диаметров и изготовляется из разных материалов, но чаще всего из меди. Она имеет обычно такие обозначения: ПВО, ПБД, ПШО, ПШД, ПЭ, ПЭЛ, ПЭЛБО или еще иначе. Эти обозначения легко расшифровать. Буква «П» всегда значит: проволока; буква «Б» указывает, что
проволока изолирована (обмотана) бумажной ниткой, а буква «Ш» — шелковой ниткой. Если стоит буква «О», значит один ряд ниток в изоляции, а если буква «Д» — два ряда ниток, один на другом. Буква «Э» обозначает,после буквы «Э» стоит еще «Л», то это значит, что эмаль не простая, а лакостойкая, то-есть она не растворяется в лаках, которыми часто пропитывают готовые обмотки приборов. Марка ПБД — это проволока, изолированная бумажными нитками в два ряда. Такая комбинация, как ПЭЛБО, обозначает: проволока эмалированная, лакостойкая, сверху изолированная бумажной ниткой в один ряд. Так легко разобрать любое обозначение.
Для обмотки электромагнитов все равно, какой сорт проволоки взять, лишь бы она была изолированной и не толще^ чем 0,3 мм. Можно взять 0,2 мм или 0,25 мм. Диаметр проволоки считается без изоляции.
На каждый шуруп нужяр намотать по 250—300 витков проволоки аккуратно, виток к витку. Конец обмотки обвяжите ниткой, иначе проволока распустится.
Обмотанные шурупы можно ввернуть в основание, но сначала нужно еще сделать маленькое приспособление, для того чтобы ось правильно вращалась.
Вырежьте из жести полоску шириной 15 мм и длиной 40 мм. Изогните ее в «скамеечку» и привяжите полосками жести или проволокой к пластинкам электромагнита ( 14). В центре «скамеечки» проделайте отверстие по диаметру оси и поставьте все части на места.
Вверните шурупы и отрегулируйте положение полосок якоря на оси. Они должны проходить на расстоянии 1— 2 мм от головок шурупов.
Чем меньше будет расстояние между полосками якоря и головками шурупов, тем сильнее будет тянуть электромагнит, тем лучше, значит, будет работать двигатель. Но очень близко подводить &корь тоже нельзя: в момент включения тока электромагнит так сильно притягивает полоски, что они изгибаются и могут задеть за шурупы.
Когда после нескольких опытов подберете наилучшее расстояние между полосками и электромагнитом, закрепите якорь на оси. Очистите от изоляции кусок проволоки диаметром 0,8—1 мм и намотайте на ось над полосками столько; чтобы ось еще можно было немного приподнять.
Остается изготовить прерыватель тока. Как его сделать, видно на 15. Это просто проволочная рамка, прикрученная к оси. Рамки касается пружинка, укрепленная в стойке подшипника.
Поставьте ротор на место и в одной из стоек, как раз на высоте рамки прерывателя, просверлите шилом отверстие. Шило лучше брать не круглое, а граненое — оно очень хорошо сверлит. Сверните из проволоки пружинку, вставьте в отверстие стойки и закрепите спичкой. Понятно, что рамка и пружинка изготовляются из проволоки без изоляции.
Тот конец пружинки, который входит внутрь ротора, нужно изогнуть таким образом, чтобы он касался рамки только тогда, когда нужно включить ток. Поставьте полоски якоря точно между винтами ( 16, слева).
В этом положении пружинка должна прикасаться к рамке. Когда полоски находятся как раз над винтами, рамка проходит, не касаясь пружинки ( 16, справа). Постарайтесь изогнуть пружинку очень точно — от этого зависит, хорошо или плохо будет работать двигатель.
Когда все хорошо отрегулируете, можете начинать испытания. Сначала попробуйте, как работает двигатель с одним включенным шурупом, а потом добавьте второй — сразу трудно правильно присоединить оба.
Нам нужно получить соединение обмотки шурупа с рамкой прерывателя. Но присоединить проволоку к прерывателю или к оси нельзя: ведь они вращаются. Можно сделать иначе. Если ось стоит на пластинках электромагнита статора и касается «скамеечки», достаточно присоединить к ним провод, и ток попадет в рамку. Один конец обмотки шурупа очистите от изоляции и плотно вставьте в щель между пластинками электромагнита.
Другой конец обмотки, тоже без изоляции, присоедините к любой пластинке батарейки карманного фонарика. К тому концу пружинки прерывателя, который выходит снаружи стойки, прикрутите кусок проволоки и присоедините ее другим концом ко второй пластинке батарейки ( 17).
Поверните рукой ось — и ротор должен сразу быстро завертеться. Если он не идет, внимательно проверьте, все ли правильно сделано: верно ли стоит рамка на оси, нет
ли где-нибудь обрыва проволоки. Двигатель обязательно должен работать.
Когда наладите и подрегулируете пружинку, можете включить обмотку второго шурупа. Тот провод, который шел от обмотки первого шурупа к пластинкам электромагнита у «скамеечки», отсоедините и прикрутите к одному из концов обмотки второго шурупа,
Другой конец обмотки первого шурупа так и оставьте присоединенным к пластинке батарейки. Свободный конец обмотки второго шурупа присоедините к пластинкам статора около «скамеечки» ( 18, слева).
Если двигатель стал много лучше работать, значит обмотка второго шурупа включена правильно. Если совсем перестал работать, это не страшно, нужно только изменить присоединение концов обмотки. Тот провод обмотки второго шурупа, что шел к пластинкам статора, прикрутите к проводу обмотки первого шурупа, а тот, который был прикручен к этому проводу, присоедините к пластинкам статора—двигатель сразу зажужжит ( 18, справа). Смажьте ось маслом в тех местах, где она трется, и двигатель пойдет еще лучше.
Вместо батарейки можете пускать двигатель от сети городского тока — он будет лучше работать. Но, конечно, прямо в сеть включать нельзя: проволока обмоток раскалится, на ней обуглится изоляция, затем проволока совсем расплавится, могут перегореть предохранители в квартире, будет много неприятностей.
Чтобы этого не случилось, нужно понизить напряжение. Есть специальные трансформаторы для звонков. Они так и называются «звонковые». Эти понижающие трансформаторы понижают напряжение городской сети с 220 или 120 вольт до 3, 5 и 8 вольт. Конструкции их бывают различны.
На 19 показано, как включить часто встречающийся трансформатор «Гном» С обеих его сторон выпущены винты. Там, где два винта, нужно присоединить шнур с вилкой на конце. Вилка включается в штепсельную розетку, и тогда с другой стороны, где выступают три винта, можно присоединять электродвигатель.
На рисунке видно, между какими винтами у трансформатора напряжение 3, 5 и 8 вольт и как двигатель присоединяется на 8 вольт. Напряжение между тремя винтами так невелико, что до них можно спокойно дотрагиваться: ток не «ударит». Конечно, к винтам, к которым подведено напряжение в 120 вольт, дотрагиваться ни в коем случае нельзя.
Не найдете «Гнома» или другого звонкового трансформатора — можете взять те, которые ставят в радиоприемниках, и подключать двигатель к обмотке для накала нитей ламп. Можете сделать себе и специальный трансформатор по описанию в этой книге. Он будет работать еще лучше.
Наш первый двигатель получился слабеньким. Это потому, что ток по обмоткам электромагнита протекает не все время: четверть оборота ротора ток включен, четверть оборота выключен, потом опять четверть оборота включен, четверть оборота выключен. Двигатель работает только двумя толчками в течение одного оборота. От этого недостатка нетрудно избавиться.
Смотрите также:
§ 1.3. Критерии выбора электродвигателей и трансформаторов.
Выбор по роду тока. Двигатели постоянного тока применяются лишь в тех случаях, когда двигатели.
Трансформаторы , питающие энергией электродвигатели силовых установок, называются силовыми в отличие от трансформаторов тока и напряжения.
Большинство трансформаторов, питающих электродвигатели и осветительные установки, как правило, бывают сильно перегружены (особенно в зимние вечера).
Схема соединений, при которой приводной электродвигатель каждого основного насоса непосредственно соединен со своим понижающим трансформатором и линией.
А дилетантам экспериментировать не рекомендую, если они не хотят остаться без электродвигателей и трансформаторов.
Последние добавления:
Про магнитное поле, соленоиды и электромагниты
Магнитное поле создается не только естественными или искусственными постоянными магнитами, но и проводником, если по нему проходит электрический ток. Следовательно, существует связь между магнитными и электрическими явлениями.
Убедиться в том, что вокруг проводника, по которому проходит ток, образуется магнитное поле, нетрудно. Над подвижной магнитной стрелке параллельно ей поместите прямолинейный проводник и пропустите через него электрический ток. Стрелка займет положение, перпендикулярное проводнику.
Какие же силы могли заставить повернуться магнитную стрелку? Очевидно, силы магнитного поля, возникшего вокруг проводника. Выключите ток, и магнитная стрелка займет свое обычное положение. Это говорит о том, что с выключением тока исчезло и магнитное поле проводника.
Таким образом, проходящий по проводнику электрический ток создает магнитное поле. Чтобы узнать, в какую сторону отклонится магнитная стрелка, применяют правило правой руки. Если расположить над проводником правую руку ладонью вниз так, чтобы направление тока совпадало с направлением пальцев, то отогнутый большой палец покажет направление отклонения северного полюса магнитной стрелки, помещенной под проводником. Пользуясь этим правилом и зная полярность стрелки, можно определить также направление тока в проводнике.
М агнитное поле прямолинейного проводника имеет форму концентрических кругов. Если расположить над проводником правую руку ладонью вниз так, чтобы ток как бы выходил из пальцев, то отогнутый большой палец укажет на северный полюс магнитной стрелки . Такое поле называется круговым магнитным полем.
Направление силовых линий кругового поля зависит от направления электрического тока в проводнике и определяется так называемым правилом «буравчика» . Если буравчик мысленно ввинчивать по направлению тока, то направление вращения его ручки будет совпадать с направлением магнитных силовых линий поля. Применяя это правило, можно узнать направление тока в проводнике, если известно направление силовых линий поля, созданного этим током.
Возвращаясь к опыту с магнитной стрелкой, можно убедиться в том, что она всегда располагается своим северным концом по направлению силовых линий магнитного поля.
Итак, вокруг прямолинейного проводника, по которому проходит электрический ток, возникает магнитное поле. Оно имеет форму концентрических кругов и называется круговым магнитным полем.
Соленои д. Магнитное поле соленоида
Магнитное поле возникает вокруг любого проводника независимо от его формы при условии, что по проводнику проходит электрический ток.
В электротехнике мы имеем дело с различного рода катушками, состоящими из ряда витков. Для изучения интересующего нас магнитного поля катушки рассмотрим сначала, какую форму имеет магнитное поле одного витка.
Представим себе виток толстого провода, пронизывающий лист картона и присоединенный к источнику тока. Когда через виток проходит электрический ток, то вокруг каждой отдельной части витка образуется круговое магнитное поле. По правилу «буравчика» нетрудно определить, что магнитные силовые линии внутри витка имеют одинаковое направление (к нам или от нас, в зависимости от направления тока в витке), причем они выходят с одной стороны витка и входят в другую сторону. Ряд таких витков, имеющий форму спирали, представляет собой так называемый соленоид (катушку) .
Вокруг соленоида, при прохождении через него тока, образуется магнитное поле. Оно получается в результате сложения магнитных полей каждого витка и по форме напоминает магнитное поле прямолинейного магнита. Силовые линии магнитного поля соленоида, так же как и в прямолинейном магните, выходят из одного конца соленоида и возвращаются в другой. Внутри соленоида они имеют одинаковое направление. Таким образом, концы соленоида обладают полярностью. Тот конец, из которого выходят силовые линии, является северным полюсом соленоида, а конец, в который силовые линии входят, — его южным полюсом.
Полюса соленоида можно определить по правилу правой руки , но для этого надо знать направление тока в его витках. Если наложить на соленоид правую руку ладонью вниз, так чтобы ток как бы выходил из пальцев, то отогнутый большой палец укажет на северный полюс соленоида . Из этого правила следует, что полярность соленоида зависит от направления тока в нем. В этом нетрудно убедиться практически, поднеся к одному из полюсов соленоида магнитную стрелку и затем изменив направление тока в соленоиде. Стрелка моментально повернется на 180°, т. е. укажет на то, что полюсы соленоида изменились.
Соленоид обладает свойством втягивать в себя легкие ж е лезные предметы. Если внутрь соленоида поместить стальной брусок, то через некоторое время под действием магнитного поля соленоида брусок намагнитится. Этот способ применяют при изготовлении постоянных магнитов.
Электромагнит представляет собой катушку (соленоид) с помещенным внутрь нее железным сердечником. Формы и размеры электромагнитов разнообразны, однако общее устройство всех их одинаково.
Катушка электромагнита представляет собой каркас, изготовленный чаще всего из прессшпана или фибры и имеющий различные формы в зависимости от назначения электромагнита. На каркас намотана в несколько слоев медная изолированная проволока — обмотка электромагнита. Она имеет различночисло витков и изготовляется из проволоки различного диаметра, в зависимости от назначения электромагнита.
Для предохранения изоляции обмотки от механических повреждений обмотку покрывают одним или несколькими слоями бумаги или каким-либо другим изолирующим материалом. Начало и конец обмотки выводят наружу и присоединяют к выводным клеммам, укрепленным на каркасе, или к гибким проводникам с наконечниками на концах.
Катушка электромагнита насажена на сердечник из мягкого, отожженного железа или сплавов железа с кремнием, никелем и т. д. Такое железо обладает наименьшим остаточным магнетизмом. Сердечники чаще всего делают составными из тонких листов, изолированных друг от друга. Формы сердечников могут быть различными, в зависимости от назначения электромагнита.
Если по обмотке электромагнита пропустить электрический ток, то вокруг обмотки образуется магнитное поле, которое намагничивает сердечник. Так как сердечник сделан из мягкого железа, то он намагнитится мгновенно. Если затем выключить ток, то магнитные свойства сердечника также быстро исчезнут, и он перестанет быть магнитом. Полюсы электромагнита, как и соленоида, определяются по правилу правой руки. Если в обмотке электромагнита и зм енить направление тока, то в соответствии с этим изменится и полярность электромагнита.
Действие электромагнита подобно действию постоянного магнита. Однако между ними есть большая разница. Постоянный магнит всегда обладает магнитными свойствами, а электромагнит — только тогда, когда по его обмотке проходит электрический ток.
Кроме того, сила притяжения постоянного магнита неизменна , так как неизменен магнитный поток постоянного магнита. Сила же притяжения электромагнита не является величиной постоянной. Один и тот же электромагнит может обладать различной силой притяжения. Сила притяжения всякого магнита зависит от величины его магнитного потока.
С ила притяжения электромагнита , а следовательно, и его магнитный поток зависят от величины тока, проходящего через обмотку этого электромагнита. Чем больше ток, тем больше сила притяжения электромагнита, и, наоборот, чем меньше ток в обмотке электромагнита, тем с меньшей силой он притягивает к себе магнитные тела.
Но для различных по своему устройству и размерам электромагнитов сила их притяжения зависит не только от величины тока в обмотке. Если, например, взять два электромагнита одинакового устройства и размеров, но один с небольшим числом витков обмотки, а другой — с гораздо большим, то нетрудно убедиться, что при одном и том же токе сила притяжения последнего будет гораздо больше. Действительно, чем больше число витков обмотки, тем большее при данном токе создается вокруг этой обмотки магнитное поле, так как оно слагается из магнитных полей каждого витка. Значит, магнитный поток электромагнита, а следовательно, и сила его притяжения будут тем больше, чем большее количество витков имеет обмотка.
Есть еще одна причина, влияющая на величину магнитного потока электромагнита. Это — качество его магнитной цепи. Магнитной цепью называется путь, по которому замыкается магнитный поток. Магнитная цепь обладает определенным магнитным сопротивлением . Магнитное сопротивление зависит от магнитной проницаемости среды, через которую проходит магнитный поток. Чем больше магнитная проницаемость этой среды, тем меньше ее магнитное сопротивление.
Так как м агнитная проницаемость ферромагнитных тел (железа, стали) во много раз больше магнитной проницаемости воздуха, поэтому выгоднее делать электромагниты так, чтобы их магнитная цепь не содержала в себе воздушных участков. Произведение силы тока на число витков обмотки электромагнита называется магнитодвижущей силой . Магнитодвижущая сила измеряется числом ампер-витков.
Например, по обмотке электромагнита, имеющего 1200 витков, проходит ток силой 50 ма. М агнитодвижущая сила такого электромагнита равна 0,05 х 1200 = 60 ампер-витков.
Действие магнитодвижущей силы аналогично действию электродвижущей силы в электрической цепи. Подобно тому как ЭДС является причиной возникновения электрического тока, магнитодвижущая сила создает магнитный поток в электромагните. Точно так же, как в электрической цепи с увеличением ЭДС увеличивается ток в цени, так и в магнитной цепи с увеличением магнитодвижущей силы увеличивается магнитный поток.
Действие магнитного сопротивления аналогично действию электрического сопротивления цепи. Как с увеличением сопротивления электрической цепи уменьшается ток, так и в магнитной цепи увеличение магнитного сопротивления вызывает уменьшение магнитного потока.
Зависимость магнитного потока электромагнита от магнитодвижущей силы и его магнитного сопротивления можно выразить формулой, аналогичной формуле закона Ома: магнитодвижущая сила = (магнитный поток / магнитное сопротивление )
Магнитный поток равен магнитодвижущей силе, деленной на магнитное сопротивление.
Число витков обмотки и магнитное сопротивление для каждого электромагнита есть величина постоянная. Поэтому магнитный поток данного электромагнита изменяется только с изменением тока, проходящего по обмотке. Так как сила притяжения электромагнита обусловливается его магнитным потоком, то, чтобы увеличить (или уменьшить) силу притяжения электромагнита, надо соответственно увеличить (или уменьшить) ток в его обмотке.
Поляризованный электромагнит представляет собой соединение постоянного магнита с электромагнитом. Он устроен таким образом. К полюсам постоянного магнита прикреплены так называемые полюсные надставки из мягкого железа. Каждая полюсная надставка служит сердечником электромагнита , на нее насаживается катушка с обмоткой. Обе обмотки соединяются между собой последовательно.
Так как полюсные надставки непосредственно присоединены к полюсам постоянного магнита, то они обладают магнитными свойствами и при отсутствии тока в обмотках; при этом сила притяжения их неизменна и обусловливается магнитным потоком постоянного магнита.
Действие поляризованного электромагнита заключается в том, что при прохождении тока по его обмоткам сила притяжения его полюсов возрастает или уменьшается в зависимости от величины и направления тока в обмотках. На этом свойстве поляризованного электромагнита основано действие электромагнитных поляризованных реле и других электротехнических устройств .
Действие магнитного поля на проводник с током
Если в магнитное поле поместить проводник так, чтобы он был расположен перпендикулярно силовым линиям поля, и пропустить по этому проводнику электрический ток, то проводник придет в движение и будет выталкиваться из магнитного поля.
В результате взаимодействия магнитного поля с электрическим током проводник приходит в движение, т. е. электрическая энергия превращается в механическую.
Сила, с которой проводник выталкивается из магнитного поля, зависит от величины магнитного потока магнита, силы тока в проводнике и длины той части проводника, которую пересекают силовые линии поля. Направление действия этой силы, т. е. направление движения проводника, зависит от направления тока в проводнике и определяется по правилу левой руки.
Если держать ладонь левой руки так, чтобы в нее входили магнитные силовые линии поля, а вытянутые четыре пальца были обращены по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление движения проводника . Применяя это правило, надо помнить, что силовые линии поля выходят из северного полюса магнита.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Электромагнитная катушка — Electromagnetic coil
электромагнитная катушка представляет собой электрический проводник, такой как провод в форме катушки, спирали или спираль. Электромагнитные катушки используются в электротехнике, в приложениях, где электрические токи взаимодействуют с магнитными полями, в таких устройствах, как электродвигатели, генераторы, катушки индуктивности, электромагниты, трансформаторы и сенсорные катушки. Либо электрический ток проходит через провод катушки для создания магнитного поля, либо, наоборот, внешнее изменяющееся во времени магнитное поле внутри катушки создает ЭДС (напряжение ) в проводнике.
Ток через любой проводник создает круговое магнитное поле вокруг проводника в соответствии с законом Ампера. Преимущество использования формы катушки заключается в том, что она увеличивает напряженность магнитного поля, создаваемого заданным током. Магнитные поля, создаваемые отдельными витками провода, проходят через центр катушки и складываются (наложить ), чтобы создать там сильное поле. Чем больше витков провода, тем сильнее поле. И наоборот, изменяющийся внешний магнитный поток индуцирует напряжение в проводнике, таком как провод, в соответствии с законом индукции Фарадея. Индуцированное напряжение можно увеличить, свернув провод в катушку, потому что силовые линии пересекают цепь несколько раз.
Направление магнитного поля, создаваемого катушкой, можно определить с помощью правой руки правило захвата. Если пальцы правой руки обернуты вокруг магнитного сердечника катушки в направлении обычного тока, проходящего через провод, большой палец будет указывать в направлении, в котором проходят силовые линии магнитного поля. через катушку. Конец магнитопровода, из которого выходят силовые линии, определяется как северный полюс.
В электрическом и электронном оборудовании используются разные типы катушек.
В катушке из нескольких витков проволоки магнитное поле витков складывается в центре катушки, создавая сильное поле. На этом чертеже показано поперечное сечение центра катушки. Крестики — это провода, по которым на страницу проходит ток; точки — провода, по которым со страницы выходит ток.
- 1 Обмотки и отводы
- 2 Магнитопровод
- 3 Типы катушек
- 3.1 Электромагниты
- 3.2 Катушки
- 3.3 Трансформаторы
- 3.4 Электрические машины
- 3.5 Катушки преобразователя
Обмотки и отводы
Схема типовых конфигураций трансформатора
Проволока или проводник, составляющий катушку, называется обмоткой . Отверстие в центре катушки называется областью сердечника или магнитной осью. Каждая проволочная петля называется витком . В обмотках, в которых соприкасаются витки, провод должен быть изолирован покрытием из непроводящей изоляции, такой как пластик или эмаль, для предотвращения прохождения тока между витками проводов. Обмотка часто наматывается на катушку из пластика или другого материала, чтобы удерживать ее на месте. Концы провода выводятся и присоединяются к внешней цепи. Обмотки могут иметь дополнительные электрические соединения по длине; они называются отводами . Обмотка, которая имеет один отвод в центре ее длины, называется с центральным отводом .
Катушки могут иметь более одной обмотки, электрически изолированной друг от друга. Когда имеется две или более обмоток вокруг общей магнитной оси, обмотки называются индуктивно связанными или магнитно-связанными . Изменяющийся во времени ток через одну обмотку будет создавать изменяющееся во времени магнитное поле, которое проходит через другую обмотку, что индуцирует изменяющееся во времени напряжение в других обмотках. Это называется трансформатором . Обмотка, к которой подается ток, создающее магнитное поле, называется первичной обмоткой. Другие обмотки называются вторичными обмотками.
Магнитным сердечником
Многие электромагнитные катушки имеют магнитный сердечник, кусок ферромагнитного материала, такого как железо в центре для увеличения магнитного поля. Ток через катушку намагничивает железо, а поле намагниченного материала добавляется к полю, создаваемому проволокой. Это называется катушкой с ферромагнитным сердечником или железным сердечником . Ферромагнитный сердечник может увеличить магнитное поле и индуктивность катушки в сотни или тысячи раз по сравнению с тем, что было бы без сердечника. Катушка с ферритовым сердечником представляет собой разновидность катушки с сердечником, изготовленным из феррита, ферримагнитного керамического соединения. Ферритовые катушки имеют более низкие потери в сердечнике на высоких частотах.
- Катушка с сердечником, который образует замкнутый контур, возможно, с некоторыми узкими воздушными зазорами, называется катушкой с замкнутым сердечником . Обеспечивая замкнутый путь для силовых линий магнитного поля, эта геометрия минимизирует магнитное сопротивление и создает самое сильное магнитное поле. Часто используется в трансформаторах.
- Распространенной формой катушек с замкнутым сердечником является тороидальный сердечник катушка, в котором сердечник имеет форму тора или бублика, с круглым или прямоугольное сечение. Эта геометрия имеет минимальный поток рассеяния и излучает минимальные электромагнитные помехи (EMI).
Катушка без ферромагнитного сердечника называется катушкой с воздушным сердечником . Сюда входят катушки, намотанные на пластмассовые или другие немагнитные формы, а также катушки, внутри обмоток которых фактически есть пустое пространство для воздуха.
Типы катушек
Катушки можно классифицировать по частоте тока, для которого они предназначены:
- Катушки постоянного или постоянного тока или электромагниты работают с постоянный постоянный ток в их обмотках
- катушки звуковой частоты или AF, катушки индуктивности или трансформаторы работают с переменными токами в диапазоне звуковых частот, менее 20 кГц
- Радиочастотные или РЧ катушки, катушки индуктивности или трансформаторы работают с переменными токами в диапазоне радиочастот, выше 20 кГц
Катушки можно классифицировать по их функциям :
Электромагниты
Катушка возбуждения электромагнит на статоре универсального двигателя переменного тока .
Электромагниты представляют собой катушки, которые создают магнитное поле для внешнего использования, часто для приложения механической силы к чему-либо. Несколько специфических типов:
- Соленоид — электромагнит в виде прямой полой спирали провода
- Обмотки двигателя и генератора — электромагниты с железным сердечником на роторе или статор электродвигателей и генераторов, которые воздействуют друг на друга, чтобы либо вращать вал (двигатель), либо генерировать электрический ток (генератор)
- Обмотка возбуждения — катушка с железным сердечником, которая генерирует устойчивый магнитное поле для воздействия на обмотку якоря.
- Якорь обмотка — катушка с железным сердечником, на которую действует магнитное поле обмотки возбуждения для создания крутящего момента (двигатель) или индукции напряжения для выработки энергии ( генератор)
Индукторы
Резервуарный индуктор в настроенной цепи в ранней коротковолновой радиопередатчике.
Индукторы или реакторы представляют собой катушки, которые генерируют магнитное поле который взаимодействует с самой катушкой, чтобы вызвать обратную ЭДС, которая противодействует изменениям тока через катушку. Индукторы используются в качестве элементов в электрических цепях для временного хранения энергии или сопротивления изменениям тока. Несколько типов:
- Резервуарная катушка — индуктор, используемый в настроенной цепи
- Дроссель — индуктор, используемый для блокировки высокочастотного переменного тока при пропускании низкочастотного переменного тока.
- Нагрузочная катушка — индуктор, используемый для добавления индуктивности к антенне, чтобы сделать ее резонансной, или к кабелю для предотвращения искажения сигналов.
- Вариометр — регулируемый индуктор, состоящий из двух последовательно соединенных катушек, внешней неподвижной катушки и второй внутри него, который может вращаться так, чтобы их магнитные оси были в одном направлении или противоположны.
- Обратный трансформатор — Хотя это и называется трансформатором, на самом деле это индуктор, который служит для хранения энергии при переключении источники питания и схемы горизонтального отклонения для CRT телевизоров и мониторов
- насыщаемый реактор — индуктор с железным сердечником, используемый для управления мощностью переменного тока путем изменения насыщения сердечника с помощью регулятора постоянного тока напряжение во вспомогательной обмотке.
- Индуктивный балласт — индуктор, используемый в газоразрядной лампе цепи, такие как люминесцентные лампы, для ограничения тока через лампу.
Трансформаторы
Трансформатор
Трансформатор — это устройство с двумя или более магнитно-связанными обмотками (или секциями одной обмотка). Изменяющийся во времени ток в одной катушке (называемой первичной обмоткой ) генерирует магнитное поле, которое индуцирует напряжение в другой катушке (называемой вторичной обмоткой ). Несколько типов:
- Распределительный трансформатор — трансформатор в электросети, который преобразует высокое напряжение из электрической линии электропередачи в более низкое напряжение, используемое потребителями коммунальных услуг..
- Автотрансформатор — трансформатор только с одной обмоткой. Различные части обмотки, доступ к которым осуществляется с помощью отводов, действуют как первичная и вторичная обмотки трансформатора.
- Тороидальный трансформатор — сердечник имеет форму тороида. Это часто используемая форма, поскольку она уменьшает поток рассеяния, что приводит к меньшим электромагнитным помехам.
- Индукционная катушка или тремблерная катушка — ранний трансформатор, который использует механизм вибрационного прерывателя для разрушения первичной обмотки. ток, поэтому он может работать вне постоянного тока.
- Катушка зажигания — индукционная катушка, используемая в двигателях внутреннего сгорания для создания импульса высокого напряжения для зажигания свечи зажигания, которая инициирует горение топлива.
- Гибридная катушка — специализированного аудиопреобразователя с 3 обмотками, используемого в цепях телефонии для преобразования между двухпроводным и четырехпроводные схемы
электрические машины
электрические машины, такие как двигатели и генераторы, имеют одну или несколько обмоток, которые взаимодействуют с движущимися магнитными полями для преобразования электрической энергии к механической энергии. Часто машина имеет одну обмотку, через которую проходит большая часть мощности машины («якорь» ), и вторую обмотку, которая обеспечивает магнитное поле вращающегося элемента («обмотка возбуждения»). которые могут быть подключены щетками или контактными кольцами к внешнему источнику электрического тока. В асинхронном двигателе «полевая» обмотка ротора возбуждается за счет медленного относительного движения между вращающейся обмоткой и вращающимся магнитным полем, создаваемым обмоткой статора, которое индуцирует необходимый возбуждающий ток в роторе..
Катушки преобразователя
Катушка датчика металлоискателя.
Эти катушки используются для преобразования изменяющихся во времени магнитных полей в электрические сигналы и наоборот. Несколько типов:
- Сенсор или считывающие катушки — они используются для обнаружения внешних изменяющихся во времени магнитных полей
- Индуктивный датчик — катушка, которая обнаруживает, когда магнит или железный предмет проходит рядом с ней
- Записывающая головка — катушка, которая используется для создания магнитного поля для записи данных на магнитный носитель, такой как магнитная лента или жесткий диск. И наоборот, он также используется для считывания данных в виде изменяющихся магнитных полей в среде.
- Катушка индукционного нагрева — катушка переменного тока, используемая для нагрева объекта путем наведения в нем вихревых токов, процесс, называемый индукционным нагревом.
- Рамочная антенна — катушка, которая служит радиоантенной для преобразования радиоволн в электрические токи.
- Катушка Роговского — тороидальная катушка, используемая в качестве устройства измерения переменного тока
- Звукосниматель музыкального инструмента — катушка, используемая для выработки выходного аудиосигнала в электрогитаре или бас-гитаре.
- Магнитный затвор — сенсорная катушка, используемая в магнитометре
- Картридж магнитного фонографа — датчик в проигрывателе, который использует катушку для передачи вибрации игла к звуковому сигналу при воспроизведении винила граммофонных пластинок.
Существуют также типы катушек, которые не попадают в эти категории.
Технология намотки
См. Также
Ссылки
Дополнительная литература
- Querfurth, William, «Катушечная обмотка; описание процедур намотки катушки., намоточные машины и сопутствующее оборудование для электронной промышленности »(2-е изд.). Чикаго, G. Stevens Mfg. Co., 1958.
- Weymouth, F. Marten, «Барабанные арматуры и коммутаторы (теория и практика): полный трактат по теории и конструкции барабанной обмотки и коммутаторов. для якоря с замкнутой катушкой вместе с полным резюме некоторых основных моментов, связанных с их конструкцией, а также описание реакций якоря и искрообразования «. Лондон, «Электрик» Типография и издательство, 1893.
- «Процедура намотки катушек». Международная ассоциация катушечных обмоток.
- Чандлер Р. Х., «Обзор покрытия катушек, 1970–76». Braintree, RH Chandler Ltd, 1977.
Внешние ссылки
- Калькулятор индуктивности катушки Онлайн-калькулятор для определения индуктивности однослойных и многослойных катушек
Найдите катушку или winding в Wiktionary, бесплатном словаре. - R. Кларк, «Производство компонентов раны «. Surrey.ac.uk, 2005 г. 9 октября
Почему обмотка электромагнитов делается из изолированной проволоки
Электромагниты и их применение (реле, контактор)
В 1820 г. датский физик Х.К. Эрстед (1777-1851) обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку. Однако магнитное поле отдельного проводника очень слабое. Наиболее сильным магнитным действием обладает проводник с током, свернутым в виде спирали, если в нее вставлен стальной сердечник. Катушка со стальным сердечником получила название электромагнита.
На рисунке изображен электромагнит(а) и его условное изображение на электрических схемах(б).
Электромагниты создают сильные магнитные поля. Первый электромагнит был изготовлен в 1825 г. английским изобретателем Уильямом Стердженом (1783-1850). Он имел вид подковы из мягкого железа, на который был намотан изолированный медный провод. С помощью этого электромагнита, подключавшегося к химическому источнику тока, поднимали до трех килограммов железа.
Более мощные подковообразные электромагниты сконструировал американский физик Джозеф Генри (1797-1878) в 1828 г., применив многослойную обмотку из изолированной проволоки, обеспечивая грузоподъемность до одной тонны. В настоящее время электромагниты могут поднимать груз от долей грамма до сотен тонн, потребляя электрическую мощность от долей ватт до десятков мегаватт.
Используются электромагниты очень широко и имеют различные размеры (муфты сцепления, тормоза, выключатели, электрические машины, измерительные приборы и т.д.). Например, электромагнит Серпуховского ускорителя протонов длиною 1320 м состоит из 120 блоков общим весом 20 тыс. т. Несмотря на конструктивное разнообразие, все электромагниты состоят из следующих основных частей: катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника и якоря, передающего усилие деталям механизма.
Для снижения потерь энергии на нагревание сердечники выполняют из набора листов специальной стали. Подъемная сила электромагнита равна силе, которая необходима для отрыва от электромагнита притянутого им куска стали. Она определяется числом витков катушки, силой тока проходящего по катушке, магнитными свойствами сердечника.
Электромагнит нашел широкое применение в устройстве электромагнитного реле (термин реле происходит от французского геlауег — сменять, заменять), которое построил впервые американский физик Джозеф Генри. Первоначально реле предназначалось для усиления сигнала электротелеграфа. Линия связи делилась на несколько участков, в конце каждого из них помещался электромагнит с подвижным якорем и контактами, позволяющими подключить новый участок линии связи с более мощным источником тока. Это была как бы «перепряжка» тока в пути — по аналогии с конной почтой, когда на промежуточных станциях происходила смена лошадей.
Электромагнитное реле представляет собой электромеханический прибор, реагирующий на изменение величины или направления какого-либо параметра и позволяющий включать и выключать электрические устройства соответствующих участков электрической цепи. Реле широко применяется в системах автоматики, телеуправления, в аппаратах связи и т.п.С помощью установки, изображенной на рис. справа, а, выясняют принцип действия реле, контакты которого работают на замыкание цепи.
Основная часть реле — электромагнит с сердечником П-образной формы, стальная пластинка (якорь), закрепленная на одном конце, и контакты, выполняющие роль выключателя другой электрической цепи (управляемой) со своим источником тока.
Схема реле (рис. б) имеет две электрические цепи: цепь управления (1) и исполнительную или управляемую цепь (2). Первая состоит из электромагнита, источника тока и выключателя, вторая — из источника тока, лампы накаливания, замыкающих контактов реле.
Как действует эта установка? При замыкании выключателя в цепи управления идет электрический ток, который, протекая по обмотке электромагнита, намагничивает его сердечник; к сердечнику притягивается якорь, замыкающий контакты и включающий исполнительную цепь со своим отдельным источником тока и потребителем (лампа накаливания, электродвигатель и др.). Кроме реле с разомкнутой контактной парой широко применяется электромагнитное реле с нормально замкнутой контактной парой.Разновидностью реле являются электромагнитные контакторы, которые предназначены для дистанционного включения и отключения электрических цепей, рассчитанных на сравнительно большее значение силы тока (например, для управления работой мощных электродвигателей троллейбусов, электрооборудования кранов и т.д.).
Контактор состоит из подвижных и неподвижных контактов и электромагнита, замыкающего контакты при прохождении тока по обмотке его катушки.
На рис. справа показана конструктивная схема однополюсного контактора. Контактор устанавливается на изоляционной панели 1. Он состоит из катушки 2 со стальным сердечником 3, подвижного якоря 4, силовых контактов 5, а также дугогасительной камеры и системы блокировочных контактов (нормально открытых и нормально закрытых).Силовые контакты рассчитаны на включение и выключение значительных токов (десятки и сотни ампер). Блокировочные контакты используются для различного рода переключений в цепях управления и рассчитаны на относительно небольшую силу тока (доли и единицы ампера).
Если катушку электромагнита включают в цепь источника тока, то якорь контактора притягивается к сердечнику и замыкает силовые контакты. Одновременно с этим замыкаются нормально открытые и размыкаются нормально закрытые контакты.
При отключении катушки электромагнита главные и блокировочные контакты возвращаются в исходное положение. В зависимости от числа контактных пар различают одно-, двух- и трехполюсные контакторы.
Управление контактором производят с помощью кнопочной станции (рис. слева), состоящей из двух кнопок
«Пуск» (черная) и «Стоп» (красная).Кнопка «Пуск» в начальном положении разомкнута, а кнопка «Стоп» — замкнута.
Кнопки соединены с металлическими пластинками 1, на которых установлены подвижные контакты 2. При нажатии кнопки «Пуск» неподвижные контакты 3 замыкаются, а при отпускании пружина 4 возвращает кнопку и контакты в исходное положение. При нажатии кнопки «Стоп» неподвижные контакты 3 размыкаются, а при отпускании кнопки они вновь замкнутся.
Контактор вместе с кнопочной станцией представляет собой магнитный пускатель, применяемый для управления работой станков и других электротехнических устройств.