電磁鐵的發(fā)明

1822年，法國物理學家阿拉戈和呂薩克發(fā)現(xiàn)，當電流通過其中有鐵塊的繞線時，它能使繞線中的鐵塊磁化。這實際上是電磁鐵原理的最初發(fā)現(xiàn)。1823年，斯特金也做了一次類似的實驗：他在一根并非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線，當銅線與伏打電池接通時，繞在U型鐵棒上的銅線圈即產(chǎn)生了密集的磁場，這樣就使U型鐵棒變成了一塊“電磁鐵”。這種電磁鐵上的磁能要比永磁能大放多倍，它能吸起比它重20倍的鐵塊，而當電源切斷后，U型鐵棒就什么鐵塊也吸不住，重新成為一根普通的鐵棒。 斯特金的電磁鐵發(fā)明，使人們看到了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的光明前景，這一發(fā)明很快在英國、美國以及西歐一些沿海國家傳播開來。 1829年，美國電學家亨利對斯特金電磁鐵裝置進行了一些革新，絕緣導線代替裸銅導線，因此不必擔心被銅導線過分靠近而短路。由于導線有了絕緣層，就可以將它們一圈圈地緊緊地繞在一起，由于線圈越密集，產(chǎn)生的磁場就越強，這樣就大大提高了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的能力。到了1831年，亨利試制出了一塊更新的電磁鐵，雖然它的體積并不大，但它能吸起1噸重的鐵塊。

電磁鐵內(nèi)部帶有鐵心的、利用通有電流的線圈使其像磁鐵一樣具有磁性的裝置叫做電磁鐵，通常制成條形或蹄形。鐵心要用容易磁化，又容易消失磁性的軟鐵或硅鋼來制做。這樣的電磁鐵在通電時有磁性，斷電后就隨之消失。 電磁鐵有許多優(yōu)點：電磁鐵磁性的有無，可以用通、斷電流控制。磁性的大小可以用電流的強弱或線圈的匝數(shù)來控制。

電磁鐵的主要特點

1、采用全密封結(jié)構(gòu)，防潮性能好。 2、經(jīng)計算機優(yōu)化設(shè)計，結(jié)構(gòu)合理、自重輕、吸力大、能耗低。 3、勵磁線圈經(jīng)特別工藝處理，提高了線圈的電器和機械性能，絕緣資料熱等級到達C級，運用壽命長。 4、普通型電磁鐵的額定通電持續(xù)率由曩昔的50%提高到60%，提高了電磁鐵的運用功率。 5、超高溫型電磁鐵采用獨特隔熱方式，其間被吸物溫度有曩昔的600℃提高700℃，擴大了電磁鐵的適用范圍。 6、裝置、運轉(zhuǎn)、保護簡潔。

電磁鐵工作原理

將電磁能變換為機械能以實現(xiàn)吸合作功的一種電器。通常由軟磁材料制成的鐵心、銜鐵和勵磁繞組組成。當勵磁繞組通電時，繞組周圍產(chǎn)生磁場，鐵心磁化，并產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，使之運動作功。電磁鐵主要用于操動、牽引機械裝置，以達到預期的目的。工業(yè)上常用的電磁鐵有制動電磁鐵、牽引電磁鐵、起重電磁鐵和閥用電磁鐵等。此外，屬于電磁鐵類的還有用以傳遞或隔斷兩軸間的機械聯(lián)系的電磁聯(lián)軸器;用在機床工作臺上以吸牢磁性材料工件的電磁吸盤;供高能物理、核聚變研究、磁流體發(fā)電和高速懸浮列車等方面使用的、能產(chǎn)生高達數(shù)十特（斯拉）的磁通密度而幾乎不消耗繞組功率的超導電磁鐵等。 起重電磁鐵 用來吊運和裝卸鐵磁性物體的電磁鐵。工業(yè)上常用以吊運或裝卸鐵礦石、鐵砂、廢鋼鐵、鋼錠、鋼軌以及各種鋼材和鋼質(zhì)工件。起重電磁鐵通常做成圓盤形或矩形，并帶有內(nèi)磁極和外磁極。當勵磁繞組通電后，內(nèi)外磁極均被磁化，吸引鋼質(zhì)材料或工件（相當于一般電磁鐵中的銜鐵），形成一個閉合的磁路。為保護勵磁繞組，使之不因磁極與被吸引物體間的機械撞擊所損傷，起重電磁鐵通常采用甲殼式結(jié)構(gòu)，并且采用直流勵磁。 牽引電磁鐵 供牽引和推斥機械裝置用的一種電磁鐵。主要用于各種自動設(shè)備中，以實現(xiàn)遠距離控制。為了能夠在長行程下獲得較大的電磁吸力，牽引電磁鐵一般采用吸引特性比較平坦的甲殼式結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部裝有鐵心、銜鐵和勵磁線圈。使用時，將鐵心固定在機械裝置的靜止部件上，銜鐵則連接在牽引桿上。當勵磁繞組通電后，鐵心被磁化，產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，后者則通過牽引桿來操縱所控制的機械裝置的機構(gòu)。為了適應不同控制對象的需要，牽引電磁鐵有拉動式和推動式兩種，但都不具備復位裝置。牽引電磁鐵的主要技術(shù)指標為一定行程下的電磁吸力、操作頻率和壽命。 制動電磁鐵 作機械制動用的一種電磁鐵。主要用于電力驅(qū)動裝置和起重運輸設(shè)備中，并與制動器配合使用，使電動機準確停車和懸吊著的重物不致墜落。制動電磁鐵按銜鐵行程分為長行程和短行程兩類;按勵磁方式分為直流和交流、并勵和串勵以及單相和三相等種類。制動電磁鐵的工作原理是：當電磁鐵的繞組通電后，銜鐵被吸向鐵心，并通過制動器中的停檔壓迫制動桿，使之移動，從而迫使制動器松閘。切斷線圈電源后，制動桿在彈簧作用下使銜鐵脫離磁軛，而制動器則將機構(gòu)剎住。制動電磁鐵的主要技術(shù)參數(shù)是行程、一定行程下的電磁吸力、操作頻率和通電持續(xù)率。操作頻率是指每小時操作的次數(shù);通電持續(xù)率是指每次通電時間與每次通電及不通電時間之和的百分比。使用中，制動電磁鐵與瓦式制動器相配合時用短行程類;與皮帶制動器相配合時用長行程類。制動電磁鐵通過液壓方式將電磁力傳遞給制動機構(gòu)的稱液壓制動電磁鐵。 閥用電磁鐵 供遠距離操作各種液壓、氣動系統(tǒng)閥門的電磁鐵。常用于各種金屬切削機床中。閥用電磁鐵不設(shè)復位裝置，而由閥體中的彈簧使之復位。當電磁鐵的勵磁繞組通過電流時，電磁吸力即克服彈簧阻力，使閥體的推桿移動，將閥門開啟;當勵磁繞組斷電后，在復位彈簧作用下，閥體推桿便推動銜鐵，使其移動額定行程處，閥門關(guān)閉。閥用電磁鐵分為濕式和干式兩種。濕式閥用電磁鐵的銜鐵在液壓油中工作，由于油的冷卻作用，使其與具有相同吸力的電磁鐵相比，有較小的尺寸。

電磁鐵的應用

門禁：為什么門禁可以在沒刷卡時把門牢牢的“抓住”？原來單元門是由鋼材料做成的，那個金屬體在通電時可以產(chǎn)生強大的磁場，產(chǎn)生的磁力能把門牢牢的吸住，而刷卡的瞬間，切斷電流，金屬體失去磁性，我們就可以打開門了。那個金屬體其實是一塊電磁鐵。 電磁起重機：最直接的應用之一是電磁起重機。電磁鐵安裝在吊車上，通電后吸起大量鋼鐵，移動到另一個位置后切斷電流，鋼鐵被放下，免去了打捆的麻煩。大型電磁起重機一次可以吊起幾噸鋼材。 在電動機、發(fā)電機、電鈴和電磁繼電器里也用到電磁鐵。全自動洗衣機的進水、排水閥門，衛(wèi)生間里感應式?jīng)_水器的閥門，也都是由電磁鐵控制的。 電磁鐵的另一個應用是產(chǎn)生強磁場。現(xiàn)代技術(shù)中很多地方需要的強磁場都由電磁鐵提供，如大型電動機、發(fā)電機、磁療設(shè)備等。

審核編輯黃昊宇