Elektromagnet

E-Magnet

Der Elektromagnet besteht aus einer Spule, in der ein Magnetfeld entsteht, wenn Strom durch ihn fließt. Lernen Sie mehr über Elektromagnete, den Aufbau von Elektromagneten und wie elektrisch angetriebene Magnete funktionieren. Electromagnete sind Komponenten, bei denen ein starkes Magnetfeld durch einen elektrischen Strom erzeugt wird.

mw-headline" id="Wirkungsprinzip">Wirkungsrichtung

Der Elektromagnet ist eine Wicklung, in der ein sich beim Durchfließen von Strom bildendes Erdmagnetfeld entsteht. Die Wicklung enthält in der Regel einen offenen Eisenträger, der das magnetische Umfeld leitet und stärkt. Der Brite William Sturgeon schaffte es 1826, den Elektromagnet zu erfinden. 1820 wurde die elektro-magnetische Wirkungsweise zum ersten Mal durch den dÃ??nischen Naturphysiker Hans Christian Ørsted erprobt.

Mit dem Spindelprinzip, auch Rechtshandprinzip genannt, kann die Ausrichtung der Magnetfeldlinien bei einer einzigen Umdrehung der Wicklung bestimmt werden: In gleicher Weise wie bei einer einzigen Umdrehung (alle aktuellen Richtungen der Umdrehungen sind gleich!) laufen die Stromlinien und lassen den eisernen Kern - dort entsteht der Magnetpol. Sämtliche Stromlinien gelangen wieder in den Eisenträger am magnetisch geprägten Nordpol.

Im Innern der Wicklung sind die Feldlinien konzentriert. Der Magnetfluss ist in der Mitte der Wicklung am größten. Ausserhalb der Wicklung ist die Magnetflussdichte niedriger, sie sinkt mit zunehmendem Abstand rapide, so dass Elektromagneten nur auf kurze Distanz eine grosse Ausstrahlung haben. Daher zielt ein magnetischer Kreis um eine stromführende Wicklung darauf ab, ihren Magnetwiderstand zu reduzieren und auch Luftspalten zu schließen:

Hierdurch wird die Drossel vergrößert und in der Wicklung eine Stromspannung erzeugt, die die selbe Polung wie die Versorgungsspannung hat - der elektrische Widerstand nimmt ab, wenn sich die Eisenanteile des magnetischen Kreises aufeinander zu bewegen. In ihm ist ?r{\displaystil \mu _{0}} die Magnetfeldkonstante und ?r{\displaystil \mu _{r}} die Durchlässigkeit des von der Wicklung eingeschlossenen Zwischenraums.

die in der Atmosphäre erreicht wird, ist die Relativpermeabilität www. org =1{\displaystyle \mu _{r}=1}, in elektromagnetischen Werkstoffen beträgt ihr Messwert zwischen 4 und 155.000 bis zum erreichen der stoffabhängigen magnet..... Elektromagnet mit variabler Luftspalte für Versuchsanwendungen, mit dem Magnetflussdichten bis zu 2 Tsd. zul. sind. Grund dafür ist die zunehmende Magnetflussdichte bei gleichzeitiger Reduzierung des Luftspalts.

Die elektromechanischen Halbleiterrelais sind in der Regel mit einem Klappankmechanismus ausgestattet, der den/die Kontakt(e) über einen Schalthebel auslöst. Da die Anziehkräfte beim Kontaktschließen deutlich höher sind als bei Relays, sind die Elektromagneten grösser als bei Relays. Es ist entweder auch eine parallele Führungsschiene erhältlich oder der Benutzer muss durch die Ausführung selbst eine Führungsschiene der Wicklung im Permanentmagneten sicherstellen.

Beim Kolbenspulenmagnete wandert eine Wicklung (Zylinderspule) durch die Lorentz-Kraft in den Luftspalt eines Permanentmagneten, ähnlich wie bei elektrodynamischen Lautsprechern. Schütze benötigen zum Schliessen der Kontaktflächen höhere Schließkräfte als Relays, weshalb mit Elektromagneten ein eiserner Kern in die feste Wicklung gezogen wird. Elektromagnetische Bauteile mit und ohne Joch, aber ohne bewegliche Armaturen oder dergleichen werden in der Regel nicht als Elektromagneten bezeichnet. In der Regel werden sie als Elektromagneten eingesetzt.

Maßgebliche Bezeichnungen sind Magnetspule (Zylinderspule), Helmholtzspule, Umlenkmagnet, Einpolige. Mit Magneten, bei denen jede Spulenwicklung aus einer Schlitzscheibe aus Cu-Material besteht, können selbst bei nicht supraleitender Anwendung höchste Flußdichten erreicht werden. Eiserne Kerne können nicht eingesetzt werden, da sie bereits mit 2 Tesla im Sättigungszustand waren. Dadurch wird eine direkte elektrische Verbindung hergestellt. Die verbleibende Fläche ist durch eine Zwischenisolierschicht galvanisch voneinander abgetrennt und stellt somit die nächstgelegene Wicklung dar.

Aufgrund des kurzen Strompfades auf dem kleinen Umfang im Innern entstehen dort erhöhte Strombelastungen, so dass es mehr Bohrlöcher pro Bereich gibt als außerhalb. Mit Tellerdurchmessern von ca. 40 cm, Bohrdurchmessern von ca. 5 cm, Tellerdicken von ca. 2 cm, Stromfestigkeiten von bis zu 20 kA, Tellerzahlen von 250 und hohem Wasserkühlungsaufwand können Flussmitteldichten von bis zu 16 T ESLA erreicht werden; mit einem Bohrdurchmesser von 3 cm bis zu 19 Ta.

Die benötigte Stromleistung beträgt 5 Megawatt (ca. 1 V pro Wicklung). 1. Solche Flußdichten können mit Supraleitermagneten nicht erzielt werden - die Übergangstemperatur nimmt mit dem Magnetfeld ab und bei der entscheidenden Magnetfeldstärke ab. Es sind jedoch Kombinationsanlagen im Einsatz (Hybridmagnete), bei denen ein Bitternemagnet in einem Supraleitermagneten angeordnet ist.

2 ] Zu diesem Zweck ist eine 33,5 Tesla-Scheibenmagnetspule (32 mm Bohrung) in einem 11,5 Tesla Supraleitermagneten untergebracht. Bei gepulstem Betrieb können durch die Wäremekapazität des Spulenmaterials kurzfristig große Flußdichten erzielt werden, ohne daß die Wärmeabgabe unmittelbar abgekühlt werden muß (integral zur aktuellen Wärme über die Zeit). Solche wiederverwendbaren, mit Flüssigstickstoff gekühlten Impulsmagnetspulen sind für hochfrequente Untersuchungen bis ca. 100 Tsd. möglich und werden unter anderem am Hochfeld-Magnetlabor Dresden in der Entwicklung und Prüfung eingesetzt.

In Versuchen mit Magnetflussdichten von mehreren tausend Testen für wissenschaftliche Zwecke wird oft akzeptiert, dass die Wicklungen in jedem Experiment mechanisiert oder thermisch vernichtet werden. Durch gleichzeitiges Verdichten der Wicklung oder des Felds mittels Explosivladungen kann eine weitere Erhöhung der Flußdichte erzielt werden; s. auch Flußverdichtungsgenerator oder das Impulstechnologiekapitel bei Sacharow, dem Entwickler des Flußverdichtungsgenerators.

Magnetfilter (hauptsächlich elektro-magnetische Filter) werden eingesetzt, um Ferromagnete (feinteilige Eisenoxide) aus den zirkulierenden Kondensaten von Kernkraftwerken und dem zirkulierenden Wasser von Fernwärmenetzen zu filtern[4]. Linsmeier, Achim Greis: Magnetische Stellglieder. Darin: Die Library der Technique, Volume 197, Publishing House Modern Industry, ISBN 3-478-93224-6, Günter Springer: Electrical Engineering. Herausgeber für Wissen und Ausbildung, Verdrängungsgruppe Bertelsmann in Gütersloh 1972 Kallenbach, et al. (2008): Electromagnets.

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