電磁鐵牽引力

電磁鐵吸引鐵磁性材料的力取決於磁通量 F，或者等效地，取決於感應 B 和電磁鐵 S 的橫截面積。

電磁鐵的壓緊力由下式確定

F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S,

其中 F 是電磁鐵的壓力，kg（力也以牛頓為單位，1 kg = 9.81 N 或 1 N = 0.102 kg）； B——歸納法，T； S為電磁鐵的截面積，m2。

示例

1、水龍頭電磁鐵是磁路（圖1）。如果磁感應強度B=1T，電磁鐵每極截面積S=0.02m2，馬蹄吊電磁鐵的起重力是多少（圖1，b）？忽略電磁鐵與電樞之間間隙的影響。

米。 1、起重電磁鐵

F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S； F = 40550 ∙ 1 ^ 2 ∙ 2 ∙ 0.02 = 1622 公斤。

2. 圓形鋼製電磁鐵的尺寸如圖 1 所示。 2、a和b。電磁鐵的升力為3T。求出電磁鐵芯的截面積，n。 p. 和磁化電流 I = 0.5 A 時線圈的匝數。

米。 2.圓形電磁鐵

磁通量通過圓形內芯並通過圓柱體返回。鐵芯 Sc 和外殼 Sk 的橫截面積大致相同，因此鐵芯和外殼中的感應值幾乎相同：

Sc = (π ∙ 40 ^ 2) / 4 = (3.14 ∙ 1600) / 4 = 1256 cm2 = 0.1256 m2,

Sk = ((72 ^ 2-60 ^ 2) ∙ π) / 4 = 3.14 / 4 ∙ (5184-3600) = 1243.5 cm2 = 0.12435 m2；

S = Sc + Sk = 0.24995 m2 ≈ 0.25 m2。

電磁鐵中所需的感應由公式 F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S 確定，

其中 B = √ (F / (40550 ∙ S)) = √ (3000 / (40550 ∙ 0.25)) = 0.5475 T。

該感應電壓可在鑄鋼的磁化曲線上找到：

H = 180安/米。

場線的平均長度（圖 2，b）lav = 2 ∙ (20 + 23) = 86 cm = 0.86 m。

磁化力 I ∙ ω = H ∙ lav = 180 ∙ 0.86 = 154.8 Av； I = (I ∙ ω) / I = 154.8 / 0.5 = 310 A。

其實n。 s，即電流和匝數，必須大很多倍，因為電磁鐵和電樞之間不可避免地存在氣隙，這會顯著增加磁路的磁阻。因此，在計算電磁鐵時必須考慮氣隙。

3、水龍頭電磁鐵的線圈有1350匝，流過電流I=12A，電磁鐵的尺寸如圖1所示。 3、電磁鐵離銜鐵1厘米處能舉起多大的重量，經過重力作用後能承受多大的重量？

米。 3、電磁線圈

N. 和 I ∙ ω 的大部分用於通過氣隙傳導磁通量：I ∙ ω≈Hδ ∙ 2 ∙ δ。

磁化力 I ∙ ω = 12 ∙ 1350 = 16200 A。

由於 H ∙ δ = 8 ∙ 10 ^ 5 ∙ B，則 Hδ ∙ 2 ∙ δ = 8 ∙ 10 ^ 5 ∙ B ∙ 0.02。

因此，16200 = 8 ∙ 10 ^ 5 ∙ B ∙ 0.02，即B = 1.012噸。

我們假設歸納法是 B = 1 T，因為 n 的一部分。 c. I ∙ ω 用於在鋼中傳導磁通量。

讓我們用公式 I ∙ ω = Hδ ∙ 2 ∙ δ + Hс ∙ lс 來檢查這個計算。

磁力線的平均長度為：lav = 2 ∙ (7 + 15) = 44 cm = 0.44 m。

B = 1 T (10000 Gs) 時的強度 Hc 由磁化曲線確定：

Hc = 260 A / m. I ∙ ω = 0.8 ∙ B ∙ 2 + 2.6 ∙ 44 = 1.6 ∙ 10000 + 114.4 = 16114 Av.

產生感應 B = 1 T 的磁化力 I ∙ ω = 16114 Av 實際上等於給定的 n。 v. I ∙ ω = 16200 Av.

鐵芯和錐體的總截面積為：S = 6 ∙ 5 + 2 ∙ 5 ∙ 3 = 0.006 m2。

電磁鐵從 1 cm 的距離會吸引重量為 F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S = 40550 ∙ 1 ^ 2 ∙ 0.006 = 243.3 kg 的電荷。

由於銜鐵吸合後氣隙幾乎消失，電磁鐵可承受更大的負載。在這種情況下，整個 n。 c. I ∙ ω 僅用於傳導鋼中的磁通量，因此 I ∙ ω = Hс ∙ lс； 16200 = Hs ∙ 44; Hc = 16200/44 = 368 A/cm = 36800 A/m。

在這樣的電壓下，鋼幾乎飽和，其中的感應約為 2 T。電磁鐵以 F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S = 40550 ∙ 4 ∙ 0.006 = 973 kg 的力吸引電樞。

4、信號（閃光燈）繼電器由一個圓形鐵芯的鎧裝電磁鐵1和一個閥式銜鐵2組成，電磁鐵通電後吸合和釋放閃光燈3，使信號位打開（圖1）。 4).

米。 4.裝甲電磁鐵

充磁強度為I∙ω=120Av，氣隙δ=0.1cm，電磁鐵總截面積S=2cm2。估計繼電器的拉力。

電感 B 由使用等式 I ∙ ω = Hс ∙ lс + Hδ ∙ 2 ∙ δ 的逐次近似確定。

讓n。 c. Hc ∙ lc 為 15% I ∙ ω，即18 大道

那麼 I ∙ ω-Hс ∙ lс = Hδ ∙ 2 ∙ δ； 120-18 = Hδ ∙ 0.2; Hδ = 102 / 0.2 = 510 A / cm = 51000 A / m。

因此我們找到歸納 B：

Hδ = 8 ∙ 10 ^ 5 V； B = Hδ / (8 ∙ 10 ^ 5) = 51000 / (8 ∙ 10 ^ 5) = 0.0637 T。

將 B 值代入公式 F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S 後，得到：

F = 40550 ∙ 0.0637 ^ 2 ∙ 0.0002 = 0.0326 公斤。

5. 直流制動電磁閥（圖 5）有一個帶有錐形止動器的活塞電樞。電樞和鐵芯之間的距離為 4 cm。工作直徑（具有圓形接觸區域的鐵芯）d = 50 mm。用 50 kg 的力將電樞拉入線圈。力的中線長度lav = 40 cm. 確定n。 pp. 和線圈電流，如果有 3000 匝。

米。 5. 直流制動電磁鐵

電磁鐵工作截面的面積等於直徑d=5厘米的圓的面積：

S = (π ∙ d ^ 2) / 4 = 3.14 / 4 ∙ 25 = 19.6 cm2。

產生力 F = 50 kg 所需的感應 B 可從等式 F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S 中找到，

其中 B = √ (F / (40550 ∙ S)) = √ (50 / (40550 ∙ 0.00196)) = 0.795 T。

磁化力 I ∙ ω = Hс ∙ lс + Hδ ∙ δ。

我們根據 15% I ∙ ω 的事實，以簡化的方式確定鋼 Hc ∙ lc 的磁化強度：

I ∙ ω = 0.15 ∙ I ∙ ω + Hδ ∙ δ； 0.85 ∙ I ∙ ω = Hδ ∙ δ； 0.85 ∙ I ∙ ω = 8 ∙ 10 ^ 5 ∙ B ∙ δ； I ∙ ω = (8 ∙ 10 ^ 5 ∙ 0.795 ∙ 0.04) / 0.85 = 30,000 平均值。

勵磁電流 I = (I ∙ ω) / ω = 30000/3000 = 10 A。