Такое устройство удобно тем, что его работой легко управлять при помощи эл/тока – менять полюса, силу притяжения. В некоторых вопросах оно становится поистине незаменимым, а часто используется как конструктивный элемент различных самоделок. Своими руками сделать простой электромагнит несложно, тем более что практически все необходимое можно найти в каждом доме.
- Любой подходящий образец из железа (оно хорошо магнитится). Это будет сердечник электромагнита.
- Проволока – медная, обязательно с изоляцией, чтобы предотвратить прямой контакт двух металлов. Для самодельного эл/магнита рекомендуемое сечение – 0,5 (но не более 1,0).
- Источник постоянного тока – батарейка, АКБ, БП.
Дополнительно:
- Соединительные провода для подключения электромагнита.
- Паяльник или изолента для фиксации контактов.
Это общая рекомендация, так как электромагнит изготавливается с определенной целью. Исходя из этого, и подбираются составные части схемы. А если он делается в домашних условиях, то какого-то стандарта и быть не может – подойдет все, что есть под рукой. Например, применительно к первому пункту в качестве сердечника нередко используют гвоздь, дужку замка, отрезок железного стержня – выбор вариантов огромный.
Принцип действия
Чтобы понять, как работают электромагниты, надо рассмотреть их конструкцию. Простое устройство объясняет принцип действия электромагнита. При протекании электрического заряда в теле обмотки возникает излучение магнитного поля, пронизывающее магнитопровод.
Формула магнитного потока
Внутри металла или ферромагнита, в соответствии с законами физики, формируются микроскопические магнитные поля, именуемые доменами. Их поля под внешним воздействием обмотки выстраиваются в определённом порядке. В результате магнитные силы доменов суммируются, образуя сильное магнитное поле, сообщая магнитопроводу способность притягивать массивные металлические предметы.
Важно! Чтобы остановить электромагнитную индукцию, достаточно отключить ЭМ от источника тока. При этом сохранится частица магнитного поля. Такой эффект называют гистерезисом.
Электромагниты
Однажды, в очередной раз, перелистывая книгу, которую нашел у мусорного бачка, обратил внимание на простой, приблизительный расчет электромагнитов. Титульный лист книги показан на фото1.
Читайте также:
Вообще их расчет это сложный процесс, но для радиолюбителей, расчет, приведенный в этой книге, вполне подойдет. Электромагнит применяется во многих электротехнических приборах. Он представляет собой катушку из проволоки, намотанной на железный сердечник, форма которого может быть различной. Железный сердечник является одной частью магнитопровода, а другой частью, с помощью которой замыкается путь магнитных силовых линий, служит якорь. Магнитная цепь характеризуется величиной магнитной индукции — В, которая зависит от напряженности поля и магнитной проницаемости материала. Именно поэтому сердечники электромагнитов делают из железа, обладающего высокой магнитной проницаемостью. В свою очередь, от магнитной индукции зависит силовой поток, обозначаемый в формулах буквой Ф. Ф = В • S — магнитная индукция — В умноженная на площадь поперечного сечения магнитопровода — S. Силовой поток зависит также от так называемой магнитодвижущей силы (Ем), которая определяется числом ампервитков на 1см длины пути силовых линий и может быть выражена формулой: Ф = магнитодвижущая сила (Ем) • магнитное сопротивление (Rм) Здесь Ем = 1,3•I•N, где N — число витков катушки, а I — сила текущего по катушке тока в амперах. Другая составляющая: Rм = L/M•S, где L — средняя длина пути силовых магнитных линий, М — магнитная проницаемость, a S — поперечное сечение магнитопровода. При конструировании электромагнитов весьма желательно получить большой силовой поток. Добиться этого можно, если уменьшить магнитное сопротивление. Для этого надо выбрать магнитопровод с наименьшей длиной пути силовых линий и с наибольшим поперечным сечением, а в качестве материала — железоматериал с большой магнитной проницаемостью. Другой путь увеличения силового потока путем увеличения ампервитков не является приемлемым, так как в целях экономии проволоки и питания следует стремиться к уменьшению ампервитков. Обычно расчеты электромагнитов делаются по специальным графикам. В целях упрощения в расчетах мы будем также пользоваться некоторыми выводами из графиков. Предположим, требуется определить ампервитки и силовой поток замкнутого железного магнитопровода, изображенного на рисунке 1,а и сделанного из железа самого низкого качества.
Рассматривая график (к сожалению я его в приложении не нашел) намагничивания железа, нетрудно убедиться, что наиболее выгодной является магнитная индукция в пределах от 10 000 до 14 000 силовых линий на 1 см2, что соответствует от 2 до 7 ампервиткам на 1 см. Для намотки катушек с наименьшим числом витков и более экономичных в смысле питания для расчетов надо принимать именно эту величину (10 000 силовых линий на 1 см2 при 2 ампервитках на 1 см длины). В этом случае расчет может быть произведен следующим образом. Так, при длине магнитопровода L =L1+L2 равной 20 см + 10 см = 30 см, потребуется 2×30=60 ампервитков. Если диаметр D сердечника (Рис.1,в)примем равным 2 см, то его площадь будет равна: S = 3,14xD2/4 = 3,14 см2. 0тсюда возбуждаемый магнитный поток будет равен: Ф = B х S= 10000 x 3,14=31400 силовых линий. Можно приближенно вычислить и подъемную силу электромагнита (P). P = B2 • S/25 • 1000000 = 12,4 кг. Для двухполюсного магнита этот результат следует удвоить. Следовательно, Р=24,8 кг = 25 кг. При определении подъемной силы необходимо помнить, что она зависит не только от длины магнитопровода, но и от площади соприкосновения якоря и сердечника. Поэтому якорь должен точно прилегать к полюсным наконечникам, иначе даже малейшие воздушные прослойки вызовут сильное уменьшение подъемной силы. Далее производится расчет катушки электромагнита. В нашем примере подъемная сила в 25 кг обеспечивается 60 ампервитками. Рассмотрим, какими средствами можно получить произведение N•J = 60 ампервиткам. Очевидно, этого можно добиться либо путем использования большого тока при малом количестве витков катушки, например 2 А и 30 витков, либо путем увеличения числа витков катушки при уменьшении тока, например 0,25 А и 240 витков. Таким образом, чтобы электромагнит имел подъемную силу в 25 кг, на его сердечник можно намотать и 30 витков и 240 витков, но при этом изменить величину питающего тока. Конечно, можно выбрать и другое соотношение. Однако изменение величины тока в больших пределах не всегда возможно, так как оно обязательно потребует изменения диаметра применяемой проволоки. Так, при кратковременной работе (несколько минут) для проводов диаметром до 1 мм допустимую плотность тока, при которой не происходит сильного перегревания провода, можно принять равной 5 а/мм2. В нашем примере проволока должна быть следующего сечения: для тока в 2 а — 0,4 мм2, а для тока в 0,25 а — 0,05 мм2, диаметр проволоки будет 0,7 мм или 0,2 мм соответственно. Каким же из этих проводов следует производить обмотку? С одной стороны, выбор диаметра провода может определяться имеющимся ассортиментом проволоки, с другой — возможностями источников питания, как по току, так и по напряжению. Действительно, две катушки, одна из которых изготовлена из толстой проволоки в 0,7 мм и с небольшим числом витков — 30, а другая — из проволоки в 0,2 мм и числом витков 240, будут иметь резко различное сопротивление. Зная диаметр проволоки и ее длину, можно легко определить сопротивление. Длина проволоки L равна, произведению общего числа витков на длину одного из них (среднюю): L = N x L1 где L1 — длина одного витка, равная 3,14 x D. В нашем примере D = 2 см, и L1 = 6,3 см. Следовательно, для первой катушки длина провода будет 30 x 6,3 = 190 см, сопротивление обмотки постоянному току будет примерно равно ? 0,1 Ом, а для второй — 240 x 6,3 = 1 512 см, R ? 8,7 Ом. Пользуясь законом Ома, нетрудно вычислить необходимое напряжение. Так, для создания в обмотках тока в 2А необходимое напряжение равно 0,2В, а для тока в 0,25А — 2,2В. Таков элементарный расчет электромагнитов. Конструируя электромагниты, надо не только производить указанный расчет, но и уметь выбрать материал для сердечника, его форму, продумать технологию изготовления. Удовлетворительными материалами для изготовления сердечников в кружках являются прутковое железо (круглое и полосовое) и различные. железные изделия: болты, проволока, гвозди, шурупы и т. д. Чтобы избежать больших потерь на токах Фуко, сердечники для приборов переменного тока необходимо собирать из изолированных друг от друга тонких листов железа или проволоки. Для придания железу «мягкости» его необходимо подвергать отжигу. Большое значение имеет и правильный выбор формы сердечника. Наиболее рациональные из них кольцевые и П-образные. Некоторые из распространенных сердечников показаны на рисунке 1.
Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».
Просмотров:34 622
4 комментария
Метки: Электромагнит
Классификация
Ротор — что это такое
ЭМ различают по способам создания магнитных полей. Существуют электромагниты трёх разновидностей:
- электромагнит переменного тока;
- нейтральный прибор постоянного тока;
- поляризованный ЭМ постоянного тока.
Магниты, работающие на переменном токе, меняют направление магнитного потока вместе с удвоенной частотой электротока.
Нейтральные ЭМ, подключённые к источнику постоянного тока, создают магнитные потоки, не зависящие от направления электротока.
В поляризованных устройствах ориентировка магнитного потока привязана к направлению электрического тока. Поляризованные ЭМ состоят из двух магнитов. Один из них направляет поляризующий поток магнитного поля на второй электромагнит для его отключения.
Как изготовить более мощный магнит?
Как своими руками сделать электромагнит с более мощными магнетическими свойствами? На силу магнетизма влияет несколько факторов, и самым главным из них является мощность электрического тока батареи, которую мы используем. Например, изготовив электромагнит из квадратной батарейки на 4,5 вольт, силу его магнитных свойств увеличим втрое. 9-вольтовая крона даст еще более мощный эффект.
Но не стоит забывать, что, чем сильнее электрический ток, тем больше потребуется витков, поскольку сопротивление при малом количестве витков будет слишком сильным, что приведет к сильному нагреву проводников. При сильном их нагреве изоляционный лак может начать плавиться, витки начнут коротить друг на друга или на стальной сердечник. И то, и другое рано или поздно приведет к короткому замыканию.
Также сила магнетизма зависит от количества витков вокруг сердечника магнита. Чем их будет больше, тем сильнее будет поле индукции, и тем сильнее будет магнит.
Преимущества использования электромагнитов
Главным преимуществом электрического магнита перед постоянным источником магнитного поля заключается в том, что он приводится в рабочее состояние под воздействием электрического тока. То есть, когда нужно оказать магнитное влияние на определённую часть пространства, ток включают. Это позволяет обеспечивать ритмичную работу ЭМ, что с успехом применяется в разных видах электро оборудования, приборов и устройств.
Электромагнит можно обнаружить в электрических счётчиках, сепараторных установках, трансформаторах, теле,- и аудиотехнике и других устройствах.
Мощные магниты установлены на мостовых кранах в цехах металлургических заводов и лебёдках предприятий по сбору металлолома.
Грузоподъёмные электромагниты
Одно из первых применений ЭМ – это динамики. Звуковое устройство в своей основе имеет электромагнит, который заставляет колебаться мембрану в звуковом диапазоне.
ЭМ используются в металлоискателях для обнаружения металлосодержащих предметов под землёй, в воде и различных массивах.
Изготовление простого электромагнита
Простейший электромагнит, вполне пригодный для решения небольшого спектра практических бытовых задач может быть изготовлен своими руками без использования катушки.
Для работы приготовьте следующие материалы:
- стальной стержень диаметром 5-8 миллиметров или гвоздь на 100;
- провод медный в лаковой изоляции диаметром 0,1-0,3 миллиметра;
- два куска по 20 сантиметров медного провода в ПВХ изоляции;
- изоляционную ленту;
- источник электричества (батарейка, аккумулятор и пр.).
Из инструментов приготовьте ножницы или кусачки (бокорезы) для резки проводов, пассатижи, зажигалку.
Первый этап – намотка электропровода. Непосредственно на стальной сердечник (гвоздь) намотайте несколько сотен витков тонкого провода. Вручную этот процесс осуществлять достаточно долго. Воспользуйтесь простейшим приспособлением для намотки. Зажмите гвоздь в патрон шуруповерта или электродрели, включите инструмент и, направляя провод, выполните его намотку. К концам намотанного провода примотайте куски провода большего диаметра и заизолируйте места контакта с помощью изоляционной ленты.
При эксплуатации магнита остается лишь подключить свободные концы проводов к полюсам источника тока. Распределение полярности подключения не оказывает влияния на работу приспособления.
Сверхпроводящий электромагнит
Сверхпроводимостью считают свойство материалов с сопротивлением, близким к нулю. Электромагниты с практически нулевым показателем сопротивления обладают сверхмощным магнитным полем. Сила магнитного воздействия может заставить парить в пространстве такие диамагнетики, как кусочки свинца и органические объекты.
Как было замечено физиками, металлы приобретают свойство сверхпроводимости при сверхнизкой температуре. Чтобы получить эффект сверхпроводимости, обмотки ЭМ помещают в сосуд Дьюара с жидким гелием, который снабжён клапаном для сброса паров вещества. Сверхпроводящие магниты применяют в медицинском оборудовании – аппаратах МРТ (магнитный резонансный томограф). В экспериментальных поездах на воздушной подушке применяются сверхпроводящие магниты.
Сверхпроводящий магнит
Использование выключателя
Для удобства использования предлагаем слегка усовершенствовать полученную схему. К указанному выше перечню следует добавить еще два элемента. Первый из них – третий провод в ПВХ изоляции. Второй – выключатель любого типа (клавишный, кнопочный и т.д.).
Таким образом, схема подключения электромагнита будет выглядеть так:
- первый провод соединяет один контакт батарейки с контактом выключателя;
- второй провод соединяет второй контакт выключателя с одним из контактов провода электромагнита;
третий провод замыкает цепь, соединяя второй контакт электромагнита с оставшимся контактом батарейки.
Используя выключатель, включение и отключение электромагнита будет осуществляться значительно удобнее.
Как сделать мощный электромагнит
Как сделать электромагнит 12в
Самый просто способ, как сделать электромагнит, – это взять обычный гвоздь, провод и батарейку. По всей длине стержня наматывают изолированный провод. Концы проводника прижимают к полюсам батарейки. Для того чтобы заряд не расходовался зря, один конец провода припаивают к положительному контакту. Другое окончание нужно делать в виде подпружиненной дуги, которую прижимают к клемме батарейки со знаком минус. На нижнем фото видно, как можно сделать электромагнит в домашних условиях.
Электромагнит своими руками
Обратите внимание! При изготовлении электромагнита с батарейкой можно использовать контактную колодку со старого устройства. Для отключения магнита будет достаточно вынуть батарейку из контактной коробки.
Процесс изготовления простейшего магнита
Начинаем с изъятия проводов из трансформатора. Как правило, его середина находится внутри стального обрамления. Можно, сняв поверхностную изоляцию на катушке, просто разматывать провод, протаскивая его между рамами и катушкой. Поскольку нам не понадобится много провода, этот способ здесь самый приемлемый. Когда мы высвободили достаточное количество провода, делаем следующее:
- Наматываем изъятый из катушки трансформатора провод вокруг гвоздя, который будет служить нашему электромагниту стальным сердечником. Витки желательно делать как можно чаще, плотно прижимая их друг к другу. Не забываем на начальном витке оставить длинный конец провода, посредством которого наш электромагнит будет запитываться к одному из полюсов батарейки.
- Когда дошли до противоположного конца гвоздя, также оставляем длинный проводник для запитки. Излишки провода обрезаем ножом. Чтобы спираль, намотанная нами, не распускалась, можно обмотать ее скотчем или изолентой.
- Зачищаем оба конца провода, идущего от гвоздя с намоткой, от изоляционного лака ножиком.
- Один конец зачищенного проводника прислоняем к плюсу батарейки и прихватываем его скотчем или изолентой так, чтобы контакт хорошо сохранялся.
- Другой конец тем же способом приматываем к минусу.
Электромагнит готов к работе. Разбросав по столу металлические скрепки или кнопки, можно проверить его работоспособность.
Расчёты
Перед тем, как начать собирать электромагнит своими руками, делают предварительный расчёт его параметров. Элементы конструкции рассчитывают отдельно для ЭМ постоянного и переменного тока.
Для постоянного тока
Перед тем, как производить расчёты, определяются с требуемой величиной магнитодвижущей силы (МДС) катушки. Параметры обмотки должны обеспечивать нужную МДС, в то же время катушка не должна перегреваться, иначе будет потерян изоляционный слой провода намотки. Исходными данными для расчёта являются напряжение в проводе электромагнитной катушки и требуемая величина магнитодвижущей силы.
Методики расчёта электромагнитов постоянного тока постоянно публикуются в сети интернета. Там же можно подобрать формулы для определения МДС, поперечного сечения сердечника и провода обмотки, его длины.
Дополнительная информация. В основном в интернете ищут расчёты электромагнитов на 12 вольт, сделанных своими руками. В зависимости от потребностей, можно пойти разными путями расчётов. В основном выбирают «рецепты» по определению сечения и длины провода обмотки с питанием от стандартной батарейки формата «А» или «АА».
Для переменного тока
Основой для ЭМ переменного тока является расчёт обмотки. Как и в предыдущем случае, руководствуются исходными требованиями величины МДС. Несмотря на большое количество рекомендуемых формул расчёта, чаще всего «способности» устройства определяют опытным подбором параметров деталей его конструкции. Методики расчёта ЭМ переменного тока всегда можно найти во всемирной информационной паутине (интернете).
Мощный электромагнит из трансформаторов от микроволновки своими руками
Доброго времени суток, уважаемые самоделкины! Данная статья будет интересна всем, кто работает с тяжелыми металлическими изделиями, например листовой металл, стальные швеллеры и балки. Автор канала «Make it Extreme» сделал мощный электромагнит для подъема и перемещения изделий из черного металла.
А для этого ему из материалов понадобилось: 1. Три трансформатора от микроволновой печи 2. Стальной лист 3. Стальная полоса 4. Эпоксидная смола 5. Немного проводов и клемм 6. Рым болт с гайкой M12 7. Источник питания 24 В 100 Ватт, желательно резервируемый аккумулятором. Инструменты. 1. Сварочный аппарат 2. Гибочный станок 3. Дрель или сверлильный станок 4. Фрезерный станок 5. Электропила.
Итак, как обычно, что бы что-нибудь сделать, надо что-нибудь сломать. Автору подошли несколько старых микроволновок. Не особо варварским способом, но разбирает их на запчасти.
Извлекает самое ценное и нужное для данной самоделки — трансформатор.
При помощи болгарки и отвертки отделяет подошву, это надо делать аккуратно, что бы не повредить обмотку.
Должно получиться вот так.
Выбивает молотком обмотки.
Достает самую нужную — первичную.
И удаляет вторичную.
Теперь первичную обмотку нужно установить на оставшийся Ш-образный сердечник.
Для этого автор использует тиски, вставив между обмоткой и тисками квадратную профильную трубу, запрессовывает первичку.
Теперь нужна основа, в итоге она станет крышкой.
Примерно подбирает расположение трансформаторов.
И сверлит в основании отверстия для провода и рым болта. Начинает с малого диаметра сверла, и заканчивает 12-м.
Вот такое основание получилось.
Вставляет рым болт и прикручивает гайку.
На гибочном станке делает «юбку» или ободок из стальной полосы.
Получается вот такая заготовка.
Проваривает стык ободка.
Собирает кожух воедино.
Проваривает шов между основанием и ободком.
Вот такой шов получился у автора.
Зачищает шов и поверхность при помощи болгарки.
Вставляет рым болт и зажимает гайку. Да, шайба здесь не нужна, усилие будет направлено в сторону основания.
Приваривает гайку к основанию.
Выкручивает рым болт, он будет мешать дальнейшей сборке.
Расставляет трансформаторы по своим местам.
И очень хорошо приваривает их к основанию, что бы их не оторвало.
Приступает к электрической части. Зачищает провода. Надевает обжимные клеммы, зажимает в них зачищенные концы провода.
Получается четыре соединительных перемычки, обжатые с двух сторон.
Дополнительно надевает термоусадочную трубку.
Подключает трансформаторы.
Через ранее проделанное отверстие пропускает вводной провод.
На конце провода установлена розетка, а не вилка. Это сделано для того, что бы никто в 220 не воткнул, ведь питание устройства всего 24 Вольта постоянного тока. Загерметизировав все отверстия, смешивает компоненты эпоксидной смолы и, тщательно перемешав, заливает ее в корпус.
Получается вот такое, уже почти готовое изделие, еще немного облагородить осталось.
Срезает выступающие края сердечников.
Выравнивает рабочую поверхность на фрезерном станке.
Внешний вид после зачистки и фрезерной обработки. Рабочая поверхность стала гладкой.
Финальная покраска, провод автор защитил малярным скотчем.
Подвешивает готовый электромагнит за крюк подъемника и подключает разъем питания.
На пульте управления электромагнитом имеется два тумблера — один от сетевого блока питания, второй от резервной батареи. Это сделано на случай отключения электроэнергии, у автора в этом случае включается сирена. Проверяет на небольшой стальной пластине. Магнит работает!
Приступает к более серьезным испытаниям. Для начала — лист побольше.
Выдерживает даже двух мужиков.
Даже при частичном контакте с поверхностью стальной балки — уверенно ее держит.
Ну или просто вот так можно баловаться.
Итак, потребляемая мощность электромагнита составляет 86,4 Ватта. Напряжение питания 24 В постоянного тока в 3,6 А.
Спасибо автору за прекрасную идею и ее реализацию! Соблюдайте технику безопасности!
Всем хороших идей!
Источник
Доставка новых самоделок на почту Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Примеры использования ЭМ
В качестве примеров применения электромагнитов можно привести следующие приборы:
- телевизоры;
- трансформаторы;
- пусковые устройства автомобилей.
Телевизоры
Современные жилища, как правило, заполнены различными электроприборами. Находясь вблизи телеприёмника, они могут воздействовать магнитной индукцией на экран телевизора (ТВ). В ТВ уже существует встроенная защита от намагничивания экрана. Если на поле дисплея появились разноцветные пятна, то надо выключить прибор на 10-20 минут. Встроенная защита уберёт намагниченность экрана.
В некоторых случаях этот способ не оказывает нужную помощь. Тогда применяют специальный электромагнит, который называют дросселем. Это своеобразная катушка индукции. Прибор подключают к розетке бытовой электросети и проводят им вдоль и поперёк экрана. В результате наведённые магнитные поля поглощаются дросселем.
Трансформаторы
Конструкция трансформаторов очень схожа со строением электромагнитов. И там, и там есть обмотки и сердечники. Отличие трансформатора от ЭМ состоит в том, что у первого магнитопровод имеет замкнутую форму. Поэтому суммированная магнитная сила обнуляется встречными магнитными потоками.
Пусковое устройство автомобиля
Стартер автомобиля работает как пусковое устройство двигателя. Он включается на время заводки мотора. Временная передача стартового усилия на коленвал двигателя обеспечивается втягивающим электромагнитом.
При повороте ключа в замке зажигания ЭМ втягивает шестерню в зубцы коленвала. Во время контакта электродвигатель стартера проворачивает мотор до возникновения цикла сгорания топлива в цилиндрах мотора. Затем тяговое реле отключает электромагнит, и шестерня стартера возвращается в исходное положение. После чего автомобиль может двигаться.
Стартер с тяговым реле
Электромагниты настолько плотно вошли в сферу деятельности человека, что существование без них немыслимо. Нехитрые устройства можно встретить повсеместно. Знание принципа их действия позволит домашнему мастеру справляться с мелким ремонтом бытовых электротехнических устройств.
Порядок изготовления
Обмотка
Медный провод аккуратно, виток за витком, накручивается на сердечник. При такой скрупулезности КПД электромагнита будет максимально возможным. После первого «прохода» по железному образцу проволока укладывается вторым слоем, иногда и третьим. Это зависит от того, какая мощность устройства требуется. Но направление намотки должно быть неизменным, иначе произойдет «разбалансировка» магнитного поля, и электромагнит вряд ли что-то сможет притянуть к себе.
Чтобы понять смысл протекающих процессов, достаточно вспомнить уроки физики из курса средней школы – движущиеся электроны, создаваемое ими ЭМП, направление его вращения.
После окончания намотки проволока обрезается так, чтобы выводы было удобно подключить к источнику питания. Если это батарейка – то напрямую. При использовании БП, аккумулятора или иного прибора понадобятся соединительные провода.
Что учесть
С количеством слоев есть определенные сложности.
- С увеличением витков повышается реактивное сопротивление. Значит, сила тока начнет снижаться, а притяжение станет более слабым.
- С другой стороны, повышение номинала тока вызовет нагрев обмотки.
Именно поэтому ориентироваться на сторонние советы «бывалых и повидавших» не стоит. Есть конкретный сердечник (со своей магнитной проводимостью, размерами, сечением), проволока и источник питания. Поэтому придется экспериментировать, добиваясь оптимального сочетания таких параметров, как ток, сопротивление и температура.
Подробно принцип действия работы электромагнита описан в следующем видео:
Подключение
- Зачистка выводов «медяшки». Проволока изначально покрыта несколькими слоями лака (в зависимости от марки), а он, как известно – изолятор.
- Спаивание медного и соединительного проводов. Хотя это и непринципиально – можно сделать скрутку, изолировав ее или клейкой лентой.
- Фиксация вторых концов проводов на зажимах. Например, типа «крокодил». Такие съемные контакты позволят легко менять полюса электромагнита, если это понадобится в процессе его применения.
- Для изготовления мощного электромагнита домашние умельцы нередко используют катушку от МП (магнитного пускателя), реле, контакторов. Они есть и на 220, и на 380 В.
Железный сердечник подобрать по ее внутреннему сечению несложно. Для удобства управления в схему нужно включить реостат (переменное сопротивление). Соответственно, такой эл/магнит подключается уже к розетке. Сила притяжения регулируется изменением R цепи.
- Можно повысить мощность электромагнита за счет увеличения сечения сердечника. Но только до определенных пределов. И здесь придется экспериментировать.
- Прежде чем делать эл/магнит, необходимо убедиться, что выбранный образец железа для этого подходит. Проверка достаточно простая. Берется обычный магнитик; в доме много чего есть на таких «присосках». Если он притянет подобранную для сердечника деталь, можно использовать. При отрицательном или «слабом» результате лучше поискать другой образец.
Сделать электромагнит достаточно просто. Все остальное зависит от терпения и сообразительности мастера. Возможно, чтобы получить то, что нужно, придется поэкспериментировать – с напряжением питания, сечением проволоки и так далее. Любая самоделка требует не только творческого подхода, но и времени. Если его не пожалеть, то отличный результат обеспечен.
В домашнем хозяйстве периодически требуются разные инструменты. Нередко приходится делать различные приспособления своими руками в том числе и электромагнит. Этот прибор очень эффективно убирает металлическую стружку, с его помощью легко отыскиваются мелкие металлические предметы. Иногда домашним мастерам хочется просто поэкспериментировать, вспомнив свои знания из школьного курса физики.
Мастер-класс 4. Магниты из пластиковых мини-игрушек
Самые стильные магниты легко сделать из пластиковых игрушек, а именно фигурок животных.
Материалы и инструменты:
- Ножницы или острый нож;
- Термо-клей в пистолете;
- Краска и кисть при необходимости;
- Маленькие магниты;
- Пластиковые фигурки животных.
Инструкция:
- Разрежьте игрушку пополам или вдоль.
- Залейте во внутреннюю часть получившейся заготовки горячий клей до самых краев и оставьте сохнуть.
- Когда клей застынет, приступайте к покраске поделки (включая «наполнение») в 1-3 слоя. В конце ее можно дополнительно покрыть лаком.
- Теперь просто приклейте к фигурке магнит и наслаждайтесь результатом!
Что нам понадобится
Для того чтобы создать электрический магнит, нам потребуются: железный гвоздь, катушка медной проволоки, блок питания или батарейка, выключатель, ножницы и паяльник. Сразу отметим, что не стоит брать слишком толстую проволоку, лучше выбирать изделия со средним диаметром. Что касается размеров гвоздя, тут принципиальной разницы нет, все зависит от ваших конечных целей. Более того, если гвоздя у вас нет, вы можете найти что-то похожее. Например, какой-нибудь металлический стержень. Обращаем вашем внимание также на то, что главное в стержне или гвозде – это его форма. Кривые изделия нам не подойдут.
Основные причины намагничивания металла
Магнетиками называются среды, которые создают собственное магнитное поле. Основные группы магнетиков:
- парамагнетики;
- ферромагнетики;
- диамагнетики.
Стальные изделия на основе сплавов железа, кобальта или никеля относятся к веществам, собственное магнитное поле которых по уровню выше внешнего, т.е. к ферромагнетикам. Намагниченность вещества считается суммой магнитных свойств частиц единицей объема.
В момент достижения порога температуры Кюри, образуются самопроизвольные домены с намагниченностью, которые распространяются до полного заполнения. Обычными условиями, возможно получить намагниченный инструмент при работе вблизи с электродвигателями, магнетронами и другими элементами. Металл забирает свойства магнетизма от вблизи расположенного излучателя, тем самым намагничивается.
Намагниченная отвертка
Намагниченная скрепка
Действие с мелкими деталями замагниченным инструментом может доставить немало хлопот. Заточка металлов с повышенными свойствами магнетизма невозможна до идеальных размеров, т.к. материал облеплен стружкой.
Равно нулю
Наш первый опыт — измерение сопротивления сверхпроводника. Действительно ли оно нулевое? Измерять его обычным омметром бессмысленно: он покажет нуль и при подключении к медному проводу. Столь малые сопротивления измеряются иначе: через проводник пропускают большой ток и измеряют падения напряжения на нем. В качестве источника тока мы взяли обычную щелочную батарейку, которая при коротком замыкании дает около 5 А. При комнатной температуре как метр сверхпроводящей ленты, так и метр медного провода показывают сопротивление в несколько сотых ома. Охлаждаем проводники жидким азотом и сразу наблюдаем интересный эффект: еще до того как мы пустили ток, вольтметр уже показал примерно 1 мВ. По всей видимости, это термо-ЭДС, поскольку в нашей схеме много различных металлов (медь, припой, стальные «крокодильчики») и перепады температуры в сотни градусов (вычтем это напряжение при дальнейших измерениях).
Сделай сам
Химия, химия, вся посуда синяя: реактивы
Тонкий дисковый магнит прекрасно подходит для создания левитирующей платформы над сверхпроводником. В случае сверхпроводника-снежинки он легко «вдавливается» в горизонтальном положении, а в случае сверхпроводника-квадрата его стоит «вмораживать».
А теперь пропускаем ток через охлажденную медь: тот же провод показывает сопротивление уже всего в тысячные доли ома. А что же со сверхпроводящей лентой? Подключаем батарейку, стрелка амперметра мигом устремляется к противоположному краю шкалы, а вот вольтметр своих показаний не меняет даже на десятую милливольта. Сопротивление ленты в жидком азоте в точности равно нулю.
В качестве кюветы для сверхпроводящей сборки в форме снежинки отлично подошла крышка от пятилитровой бутыли с водой. В качестве теплоизоляционной подставки под крышку стоит использовать кусок меламиновой губки. Доливать азот приходится не чаще одного раза в десять минут.
Способ второй
Изготовление постоянных магнитов можно осуществлять и другим способом. Для этого потребуется батарейка. С ее помощью можно намагнитить любой подходящий для этого материал. Делается это достаточно просто и не требует особых инструментов. Металлическому предмету магнитные свойства придает электромагнит.
Давайте рассмотрим пример с отверткой. Для начала инструмент следует обернуть изолятором, а затем намотать около 300 витков проволоки. Лучше использовать ту, что применяют для изготовления трансформаторов. После этого проволоку нужно подключить к аккумулятору или батарейке, желательно на 5-12 вольт. В результате подобных манипуляций электромагнитное поле намагнитит отвертку.
Мастер-класс 3. Магниты из жестяных крышек (кроненпробок)
Идея вторичного использования крышек от бутылок из-под газировки или пива в качестве магнитов на холодильник понравится не только экологам, но и декораторам. Ведь они совсем ничего не стоят, но предоставляют массу возможностей для декора.
Так, например, внутрь крышек можно вклеить семейные фото или просто симпатичную бумагу (обрезки карт, вырезки из журналов и пр).
Самодельные магниты-фоторамки
Крышки можно покрасить, наполнить их внутреннюю часть горячим клеем или пробкой, а затем приклеить к ним магниты.
Иногда крышки от бутылок можно и вовсе не декорировать.
Вместо пивных крышек для изготовления магнитов на холодильник можно использовать крышки побольше, например, от банок Нутеллы или детского питания.
Материалы и инструменты:
- Ножницы, а лучше дырокол для скрапбукинга для вырезания кругов диаметром 2,5 см (продается в магазинах для творчества и стоит 200-300 руб.);
- Эпоксидная смола, емкость для приготовления раствора и палочка для мешания;
- Клей ПВА, а также суперклей;
- Маленькие магниты;
- Фотографии, подходящие по размеру или любые другие картинки, например, из журнала;
- Пивные крышки (лучше всего использовать бутылки с откручивающимися, а не откупоривающимися крышками).
Инструкция:
- Используя дырокол или ножницы нарежьте из фотографий круглые фрагменты диаметром 2,5 см. Конечно, если вы используете ножницы, то предварительно необходимо сделать разметку, используя в качестве шаблона одну из крышек (или пластиковую крышку от пластиковой бутылки).
- Приклейте картинки к внутренней части каждой крышки при помощи клея ПВА (клей нужно нанести поверх картинки в том числе). Дайте клею высохнуть полностью (!).
- Следуя инструкции производителя приготовьте эпоксидную смолу в необходимом вам количестве. Чтобы точно узнать какое количество смолы вам понадобится, залейте в одну из крышек воду, затем умножьте полученный объем на количество крышек. Застелите рабочую поверхность, чтобы защитить ее от разливов, затем заполните каждую крышку до краев. Дайте поделкам высохнуть в течение ночи.
- Приклейте к заготовкам магниты. Готово!
Немного из школьной физики
Этому учат еще со школьной скамьи. Предметы, способные «магнитить», бывают двух типов — магнитотвердые и магнитомягкие. Разница между ними не в плотности, а в способности вторых быстро терять свои свойства. Если предметом из железа потереть или поводить по сильному магниту, он сам «научится» притягивать мелкие предметы. А если быстро потереть половинками ножниц, ими легко можно будет «подхватывать» иголки.
Электроток, протекающий в проводе, создает вокруг него магнитное поле. Для того, чтобы сконцентрировать его в электромагните, нужно намотать провод на катушку. Магнитное поле намотанных проводов, пройдя через катушку, усилит в ней сильное магнитное поле.
Мастер-класс 2. Банки для хранения на магнитах
Если у вас есть симпатичные жестяные или стеклянные банки, пустите их в дело, превратив дверцу холодильника или магнитную доску в органайзер.
Стеклянные банки с детским питанием отлично подходят для хранения специй на холодильнике или вытяжке.
Материалы и инструменты:
- Небольшие алюминиевые банки (банки как в нашем мастер-классе можно заказать на Алиэкспресс по 300 руб./10 шт.). Заменить жестяные банки можно стеклянными баночками или маленькими пластиковыми контейнерами;
- Краска желаемого цвета (удобнее использовать краску в спрее) и матовый лак (не обязательно, но желательно для защиты покрытия);
- Неодимовые пластинчатые магниты (особенно если вы хотите использовать большие банки и хранить в них тяжелые мелочи) или магнитные виниловые самоклеящиеся листы толщиной 0,6 мм;
- Суперклей «Момент» (понадобится в случае, если вы используете неодимовые магниты).
Инструкция:
- Убедитесь, что подготовленные банки чистые и сухие. Покрасьте их, а также их крышки в 2-3 слоя, дав каждому слою хорошенько просохнуть. Далее покройте банки лаком, если он есть.
- Если вы используете банки со стеклянной вставкой на крышке, то перед покраской ее нужно извлечь или заклеить малярным скотчем.
- Вырежьте из магнитного листа круги, их диаметр должен быть чуть меньше диаметра банок. Если же вы используете неодимовые магниты, то приклейте их на суперклей.
- Приклейте вырезанные круги на дно банки, убрав защитную подложку.
- При желании крышки банок можно дополнительно задекорировать. Например так, как показано на фото ниже.
Мастер-класс. 1. Магниты-крючки из веток
На эти крючки-веточки можно повесить ключи, полотенца, поварешки и другие вещи.
Материалы и инструменты:
- Сухая небольшая, но крепкая ветка с ответвлением;
- Ручная пила или лобзик;
- Маленькие неодимовые магниты;
- Клей;
- Дрель и сверло, равное диаметру магнитов;
- Краска акриловая (по желанию).
Инструкция:
- При помощи пилы отрежьте ветку так, чтобы она стала похожа на крючок. Затем разрежьте ветку вдоль, чтобы ее задняя сторона получилась плоской как показано ниже на фото слева.
- В этой плоской задней части ветки просверлите углубленное отверстие под диаметр вашего магнита.
- Приклейте магнит в получившуюся ячейку.
- По желанию покрасьте поделку и покройте матовым лаком. Готово!
Способ четвертый
Изготовление магнита в данном случае предусматривает использование тока из электросети. Этот метод достаточно опасен, поэтому все манипуляции следует выполнять аккуратно и осторожно. Нам потребуется плавкий предохранитель, без которого ничего не получится. Его необходимо последовательно соединить с индукторной катушкой, внутри которой находится металлическая заготовка.
Конечно, при включении подобной конструкции в сеть сгорит предохранитель. Однако за этот короткий промежуток времени металлическая заготовка успеет зарядиться, так как в данном случае создается достаточно сильное электромагнитное поле. Здесь стоит учесть один нюанс: чем выше сила тока, тем сильнее получится магнит. Для обмотки катушки стоит использовать только медную проволоку.
