Электромагниттік оралымдар: электр тогы мен магниттік өрістердің өзара әрекеттесуі, электр машиналарын, генераторларды және т.б. құрастыруда қолданылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электрлік компонент
Electrical component
Электромагниттік катушка – катушка пішіндес (спираль немесе спираль тәрізді) сым сияқты электрлік өткізгіш. Электромагниттік орамдар электр техникасында, электр тогы магнит өрістерімен әрекеттесетін қолданыстарда, электр қозғалтқыштарында, генераторларда, индукторларда, электромагниттерде, трансформаторларда, сенсор орамдарында, мысалы, медициналық fMRI бейнелеу құрылғыларында, орамдары 3,7 және тіпті одан да жоғары Теслаға дейін қолданылады. Электр тогы магнит өрісін жасау үшін катушка сымы арқылы өтеді немесе керісінше, катушканың ішкі бөлігі арқылы сыртқы уақыт бойынша өзгеретін магнит өрісі өткізгіште ЭҚК (кернеу) тудырады. Кез келген өткізгіш арқылы өтетін ток Ампер заңына сәйкес өткізгіштің айналасында дөңгелек магнит өрісін жасайды. Катушка пішіндерін пайдаланудың артықшылығы – бұл берілген ток үшін жасалатын магнит өрісінің күшін арттыру болып табылады. Жеке сым орамдары жасаған магнит өрістері катушканың ортасынан өтіп, онда күшті өріс жасау үшін қосылады (суперпозицияланады). Сымды катушкаға орау арқылы индукцияланған кернеуді арттыруға болады, өйткені өріс сызықтары тізбекті бірнеше рет кесіп өтеді. Катушканың ортасындағы тесік – ядролық аймақ немесе магниттік ось деп аталады. Сымның әрбір айналымы – орам деп аталады. Ұзындығының ортасында бір түймесі бар орама – орталық түймелі орама деп аталады. Катушкалар бір-бірінен электрлік оқшауланған бірнеше орамаға ие болуы мүмкін. Егер бір ортақ магниттік осьтің айналасында екі немесе одан да көп орама болса, онда орамалар индуктивті немесе магниттік жұптасқан деп айтылады. Бір орама арқылы уақыт бойынша өзгеретін ток екінші орама арқылы өтетін уақыт бойынша өзгеретін магнит өрісін жасайды, бұл екінші орамаларда уақыт бойынша өзгеретін кернеуді тудырады. Бұл – трансформатор деп аталады. Магнит өрісін жасайтын ток қосылатын орама – біріншілік орама деп аталады. Басқа орамалар – екіншілік орамалар деп аталады.
An electromagnetic coil is an electrical conductor such as a wire in the shape of a coil (spiral or helix). Electromagnetic coils are used in electrical engineering, in applications where electric currents interact with magnetic fields, in devices such as electric motors, generators, inductors, electromagnets, transformers, sensor coils such as in medical FMRi imaging devices with coils going upto 3 7 and even higher Tesla. Either an electric current is passed through the wire of the coil to generate a magnetic field, or conversely, an external time varying magnetic field through the interior of the coil generates an EMF (voltage) in the conductor. A current through any conductor creates a circular magnetic field around the conductor due to Ampere's law. The advantage of using the coil shape is that it increases the strength of the magnetic field produced by a given current. The magnetic fields generated by the separate turns of wire all pass through the center of the coil and add (superpose) to produce a strong field there. The induced voltage can be increased by winding the wire into a coil because the field lines intersect the circuit multiple times. The hole in the center of the coil is called the core area or magnetic axis. Each loop of wire is called a turn. A winding that has a single tap in the center of its length is called center tapped. Coils can have more than one winding, insulated electrically from each other. When there are two or more windings around a common magnetic axis, the windings are said to be inductively coupled or magnetically coupled. A time varying current through one winding will create a time varying magnetic field that passes through the other winding, which will induce a time varying voltage in the other windings. This is called a transformer. The winding to which current is applied, which creates the magnetic field, is called the primary winding. The other windings are called secondary windings.
Магниттік өзек
Көптеген электромагниттік орамдардың магниттік өзегі болады, магнит өрісін күшейту үшін ортасында темір сияқты ферромагниттік материалдан жасалған бөлігі орналасады. Орамнан өтетін ток темірді магниттейді, ал магниттелген материалдың өрісі сымның тудырған өрісіне қосылады. Мұндай орам ферромагниттік немесе темір өзек орам деп аталады. Ферромагниттік өзек орамның магнит өрісі мен индуктивтілігін өзексіз болғаннан жүздеген немесе мыңдаған есеге арттыра алады. Ферриттік өзек орам – ферриттен, яғни ферромагниттік керамикалық қоспадан жасалған өзекке ие орамның бір түрі. Ферриттік орамдар жоғары жиіліктерде аз өзек жоғалтуларына ие. Магниттік өріс сызықтары үшін жабық жол құратын, мүмкін, тар ауа саңылаулары бар өзекке ие орам жабық өзек орам деп аталады. Бұл геометрия магниттік кедергіні азайтып, ең күшті магниттік өрісті тудырады. Ол көбінесе трансформаторларда қолданылады. Жабық өзек орамдардың кең таралған түрі – өзек пішіні тор немесе пончик тәрізді, ал қимасы дөңгелек немесе тікбұрышты болатын орамдар. Бұл геометрияда ағып кетудің ең аз деңгейі және электромагниттік кедергілердің (EMI) ең аз сәулеленуі байқалады. Тікелей немесе цикл құрамайтын пішінді өзекке ие орам ашық өзек орам деп аталады. Оның магнит өрісі мен индуктивтілігі жабық өзекке қарағанда төмен, бірақ көбінесе өзектің магниттік қанығуына жол бермеу үшін қолданылады. Ферромагниттік өзексіз орам ауа өзек орам деп аталады. Бұл пластик немесе басқа да магниттік емес материалдарға оралған орамдарды, сондай-ақ орамдарының ішінде бос ауа кеңістігі бар орамдарды қамтиды.
Many electromagnetic coils have a magnetic core, a piece of ferromagnetic material like iron in the center to increase the magnetic field. The current through the coil magnetizes the iron, and the field of the magnetized material adds to the field produced by the wire. This is called a ferromagnetic core or iron core coil. A ferromagnetic core can increase the magnetic field and inductance of a coil by hundreds or thousands of times over what it would be without the core. A ferrite core coil is a variety of coil with a core made of ferrite, a ferrimagnetic ceramic compound. Ferrite coils have lower core losses at high frequencies. A coil with a core which forms a closed loop, possibly with some narrow air gaps, is called a closed core coil. By providing a closed path for the magnetic field lines, this geometry minimizes the magnetic reluctance and produces the strongest magnetic field. It is often used in transformers. A common form for closed core coils is a toroidal core coil, in which the core has the shape of a torus or doughnut, with either a circular or rectangular cross section. This geometry has minimum leakage flux and radiates minimum electromagnetic interference (EMI). A coil with a core which is a straight bar or other non loop shape is called an open core coil. This has lower magnetic field and inductance than a closed core, but is often used to prevent magnetic saturation of the core. A coil without a ferromagnetic core is called an air core coil. This includes coils wound on plastic or other nonmagnetic forms, as well as coils which actually have empty air space inside their windings.
Электрлік машиналар
Электр машиналары, мысалы, моторлар мен генераторлар, электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіру үшін қозғалатын магниттік өрістермен өзара әрекеттесетін бір немесе бірнеше орамдарға ие. Көбінесе машинада машинаның қуатының көп бөлігі өтетін ("арматура") және айналмалы элементтің магниттік өрісін қамтамасыз ететін екінші орама ("өрістік орама") болады, ол щеткалар немесе сырғалар арқылы сыртқы электр тогының көзіне қосылуы мүмкін. Индукциялық моторда ротордың "далалық" орамы, айналмалы орама мен статор орамы тудыратын айналмалы магниттік өріс арасындағы салыстырмалы баяу қозғалыс арқылы қуаттанады, бұл роторда қажетті ток тудырады.
Electric machines such as motors and generators have one or more windings which interact with moving magnetic fields to convert electrical energy to mechanical energy. Often a machine will have one winding through which passes most of the power of the machine (the "armature"), and a second winding which provides the magnetic field of the rotating element ( the "field winding") which may be connected by brushes or slip rings to an external source of electric current. In an induction motor, the "field" winding of the rotor is energized by the slow relative motion between the rotating winding and the rotating magnetic field produced by the stator winding, which induces the necessary exciting current in the rotor.