Selbstgebauter Elektromagnet für 220V. Wie macht man zu Hause einen starken Magneten mit eigenen Händen? Einen stärkeren Magneten herstellen

In dieser Videolektion hat der E+M-Kanal darüber gesprochen, was ein Elektromagnet ist. Er zeigte auch, wie man es mit einer 12-Volt-Versorgungsspannung von Hand herstellt und baute eine Reihe von Experimenten damit auf. Gezeigt, wie man die Effizienz steigert.

Zuerst ein wenig Geschichtstheorie. Anfang des 19. Jahrhunderts entdeckte der dänische Physiker Oersted den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus. Der Strom, der durch einen Leiter neben dem Kompass fließt, lenkt seinen Pfeil in Richtung des Leiters ab. Dies zeigt die Anwesenheit an Magnetfeld um den Dirigenten. Es stellte sich auch heraus, dass sich seine magnetischen Eigenschaften erhöhen, wenn Sie den Leiter in eine Spule wickeln. In einer Drahtspule, dem sogenannten Solenoid, bilden sich wie bei einem Permanentmagneten magnetische Leitungen.

Je nachdem, auf welcher Seite wir die Spule zum Kompass tragen, weicht sie in die eine oder andere Richtung ab. Da es in der Spule zwei Pole gibt: Nord und Süd. Sie können die Richtung des elektrischen Stroms ändern, wenn die Pole umgekehrt sind. Für das Experiment hat der Autor des Kanals 2 identische Spulen gewickelt. Die erste Spule hat 260 Windungen, der Widerstand beträgt 7 Ohm. 2 ist doppelt so groß. 520 Umdrehungen, Widerstand 15 Ohm. Die Stromversorgung erfolgt über eine Gleichstromquelle. Spannung 12 Volt. In diesem Fall handelt es sich um ein Computer-Netzteil. Eine Blei-Säure-Batterie funktioniert auch.

Beginnen wir mit dem Experimentieren mit der ersten Spule, die 260 Windungen hat. Das Multimeter ist auf Strommessung eingestellt. Es zeigt den Strom in Ampere an, der durch die Spule fließt. Wie Sie sehen können, beträgt die Anzeige 1,4 Ampere. Dies reicht aus, um kleine Metallgegenstände anzuziehen. Versuchen wir es mit einem größeren Objekt. Lass es ein eiserner Rubel sein. Die Spule kann dieser Belastung nicht standhalten. Versuchen wir das gleiche Experiment mit der zweiten Spule. Der Strom beträgt hier 0,7 Ampere. Dies ist 2 mal weniger als das von 1. Bei gleicher Spannung von 12 Volt. Es kann auch den Rubel nicht anziehen. Was kann getan werden, um die magnetischen Eigenschaften unserer Spule zu verbessern? Versuchen wir, einen Eisenkern zu setzen. Dazu verwenden wir eine Schraube. Jetzt fungiert es als magnetischer Kreis. Letzteres fördert den Durchgang des magnetischen Flusses durch sich selbst, erhöht die entsprechenden Eigenschaften des Elektromagneten. Jetzt hat sich unsere Struktur in einen Elektromagneten verwandelt. Mit dem Rubel kommt er bereits problemlos zurecht. Der Strom blieb gleich, 1,4 Ampere.

Lassen Sie uns weiter experimentieren und sehen, wie viele dieser Objekte von der Magnetspule angezogen werden können: Der Elektromagnet erwärmt sich, das heißt, sein Widerstand hat sich erhöht. Je höher der Widerstand, desto geringer der Strom. Je weniger Magnetfeld die Spule erzeugt. Lassen Sie den Elektromagneten vollständig abkühlen und wiederholen Sie die Versuche. Diesmal beträgt die Ladung 12 Münzen. Wie Sie sehen können, begannen die unteren Münzen zu verschwinden, als der Strom abnahm. Egal wie sehr der Moderator versuchte zu experimentieren, es war möglich, nicht mehr als eine solche Last zu erheben.

Machen wir das gleiche Experiment mit der zweiten Spule. Es hat doppelt so viele Windungen. Mal sehen, ob er stärker ist als der vorherige. Sehen Sie sich die Fortsetzung des 12-Volt-Elektromagneten im Video von 6 Minuten an.

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Wie erstelle ich einen hausgemachten Elektromagneten

Dieses Video vom Creosan-Kanal zeigt, wie Sie Ihren eigenen Elektromagneten herstellen. Sie müssen einen Mikrowellentransformator nehmen, ihn schneiden und die Wicklungen besorgen. Andere Transformatoren funktionieren auch. Aber leistungsstark und nur in Mikrowellen erhältlich.

Wir brauchen eine Primärwicklung. Wir haben es gerade eingesteckt, aber es beginnt bereits zu vibrieren. Was passiert, wenn es Eisen anzieht? Es ist Zeit, den Elektromagneten auf die Probe zu stellen. Es kann mit 12, 24, 36, 48, 110, 220 Volt versorgt werden. In diesem Fall kann es Gleich- und Wechselstrom geben. Wir schalten den Laptop-Akku ein und sehen, was ein selbstgebauter Elektromagnet bei einer Spannung von 12 Volt leisten kann. Wir nehmen eine Nuss und drücken sie unter Beteiligung eines Elektromagneten mit einer Tür flach. Wie Sie sehen, ging er problemlos mit der Nuss um. Versuchen wir, etwas Schwereres zu heben. Zum Beispiel eine Abdeckung von einem Mannloch.

Es gibt eine Idee für einen einfachen Welligkeitsmesser.

Der einfachste Elektromagnet in 5 Minuten

Weiter. Ein anderer Kanal (HM Show) veröffentlichte ein Video zum gleichen Thema, das zeigte, wie man in 5 Minuten einen einfachen Elektromagneten herstellt. Um ein Gerät mit Ihren eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie einen Stahlstab, Kupferdraht und jegliches Isoliermaterial.

Zuerst isolieren wir die Stahlstange mit Konstruktionsband, schneiden das überschüssige Material ab. Es ist notwendig, den Kupferdraht um das Isoliermaterial zu wickeln, damit möglichst wenige Luftspalte vorhanden sind. Die Stärke des Magneten hängt davon ab, auch von der Dicke des Kupferdrahtes, der Windungszahl und der Stromstärke. Diese Indikatoren müssen experimentell ausgewählt werden. Wickeln Sie den Draht nach dem Wickeln mit Isoliermaterial um.

Wir reinigen die Enden des Drahtes. Wir schließen den Magneten an die Stromversorgung an und legen eine Spannung von vier Volt mit einem Strom von 1 Ampere an. Wie Sie sehen können, können die Schrauben nicht gut magnetisch sein. Zur Verstärkung des Magneten erhöhen wir die Stromstärke auf 1,9 Ampere und das Ergebnis ändert sich sofort auf bessere Seite! Bei einer gegebenen Stromstärke können wir nicht nur die Bolzen, sondern auch die Zangen mit einer Zange schon anheben. Versuchen Sie, eine Batterie zu verwenden, und schreiben Sie das Ergebnis in die Kommentare.

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Wie man einen Elektromagneten mit eigenen Händen zu Hause herstellt

Ein solches Gerät ist insofern praktisch, als sein Betrieb mit Hilfe von Strom / Strom leicht zu steuern ist - um die Pole zu ändern, die Anziehungskraft. In manchen Angelegenheiten wird es wirklich unverzichtbar und wird oft als Strukturelement verschiedene hausgemachte Produkte. Es ist nicht schwer, einen einfachen Elektromagneten mit eigenen Händen herzustellen, zumal fast alles, was Sie brauchen, in jedem Haushalt zu finden ist.

Was wird benötigt

Jede geeignete Eisenprobe (es magnetisch gut magnetisch). Dies wird der Kern des Elektromagneten sein.
Der Draht ist aus Kupfer, immer mit Isolierung, um den direkten Kontakt zweier Metalle zu verhindern. Für einen selbstgebauten Elektro-/Magneten beträgt der empfohlene Querschnitt 0,5 (jedoch nicht mehr als 1,0).
Gleichstromquelle - Batterie, Aktienbank, Netzteil.

Zusätzlich:

Anschlussdrähte für Elektromagnetanschluss.
Lötkolben oder Isolierband zum Fixieren der Kontakte.

Das allgemeine Empfehlung, da der Elektromagnet für einen bestimmten Zweck hergestellt wird. Auf dieser Grundlage werden die Komponenten der Schaltung ausgewählt. Und wenn es zu Hause gemacht wird, dann kann es keinen Standard geben - alles, was zur Hand ist, reicht aus. In Bezug auf den ersten Punkt werden beispielsweise oft ein Nagel, ein Schlossbogen, ein Stück einer Eisenstange als Kern verwendet - die Auswahl an Optionen ist riesig.

Herstellungsverfahren

Wicklung

Der Kupferdraht wird säuberlich um den Kern gewickelt, Spule für Spule. Mit dieser Sorgfalt wird die Effizienz des Elektromagneten maximal möglich sein. Nach dem ersten „Durchlauf“ über die Eisenprobe wird der Draht in einer zweiten, manchmal in einer dritten Lage verlegt. Es hängt davon ab, wie viel Strom das Gerät benötigt. Die Wickelrichtung muss jedoch unverändert bleiben, da sonst ein "Ungleichgewicht" des Magnetfelds entsteht und der Elektromagnet wahrscheinlich nichts anziehen kann.

Um die Bedeutung der laufenden Prozesse zu verstehen, genügt es, sich den Physikunterricht aus dem Kurs ins Gedächtnis zu rufen weiterführende Schule- sich bewegende Elektronen, die von ihnen erzeugte EMF, die Richtung ihrer Rotation.

Nach Beendigung des Wickelns wird der Draht abgeschnitten, damit die Leitungen bequem an die Stromquelle angeschlossen werden können. Wenn es eine Batterie ist, dann direkt. Wenn Sie ein Netzteil, einen Akku oder ein anderes Gerät verwenden, benötigen Sie Anschlusskabel.

Was ist zu beachten

Es gibt gewisse Schwierigkeiten mit der Anzahl der Schichten.

Mit zunehmenden Windungen nimmt die Reaktanz zu. Dies bedeutet, dass die Stromstärke abnimmt und die Anziehungskraft schwächer wird.
Andererseits führt eine Erhöhung des Nennstroms zu einer Erwärmung der Wicklung.

Verlassen Sie sich deshalb nicht auf den Rat Dritter von „Erfahrenen und Gesehenen“. Es gibt einen speziellen Kern (mit eigener magnetischer Leitfähigkeit, Abmessungen, Querschnitt), einen Draht und eine Stromquelle. Daher müssen Sie experimentieren, um die optimale Kombination von Parametern wie Strom, Widerstand und Temperatur zu erreichen.

Das Funktionsprinzip des Elektromagneten wird im folgenden Video ausführlich beschrieben:

Verbindung

Reinigung der Schlussfolgerungen des "Kupfers". Der Draht ist zunächst mit mehreren Lackschichten (je nach Marke) bedeckt und ist, wie Sie wissen, ein Isolator.
Löten von Kupfer und Anschlussdrähte... Obwohl dies nicht grundlegend ist, können Sie es verdrehen, indem Sie es mit einem PVC-Rohr oder Klebeband isolieren.
Befestigen der zweiten Enden der Drähte an den Klemmen. Zum Beispiel der Krokodiltyp. Solche abnehmbaren Kontakte machen es leicht, die Pole des Elektromagneten zu ändern, falls dies während seines Gebrauchs erforderlich ist.

Um einen starken Elektromagneten herzustellen, verwenden Heimwerker oft eine Spule von einem MP (magnetischer Starter), Relais, Schütze. Sie sind sowohl für 220 als auch für 380 V erhältlich.

Es ist nicht schwer, einen Eisenkern anhand seines inneren Abschnitts auszuwählen. Zur einfacheren Steuerung muss ein Rheostat (variabler Widerstand) in den Stromkreis eingebunden werden. Dementsprechend ist ein solcher E/Magnet bereits mit der Steckdose verbunden. Die Anziehungskraft wird durch Veränderung des R der Kette reguliert.

Es ist möglich, die Leistung des Elektromagneten zu erhöhen, indem der Querschnitt des Kerns vergrößert wird. Aber nur bis zu bestimmten Grenzen. Und hier muss man experimentieren.

Bevor Sie einen E / Magnet herstellen, müssen Sie sicherstellen, dass die ausgewählte Eisenprobe dafür geeignet ist. Die Prüfung ist ganz einfach. Ein gewöhnlicher Magnet wird genommen; an solchen "saugnäpfen" gibt es viele sachen im hause. Wenn es das zum Kern passende Teil anzieht, kann es verwendet werden. Wenn das Ergebnis negativ oder "schwach" ist, ist es besser, nach einer anderen Probe zu suchen.

Es ist ganz einfach, einen Elektromagneten herzustellen. Alles andere hängt von der Geduld und dem Einfallsreichtum des Meisters ab. Möglicherweise müssen Sie experimentieren, um das zu erhalten, was Sie benötigen - mit der Versorgungsspannung, der Drahtgröße usw. Jedes hausgemachte Produkt erfordert nicht nur kreativer Ansatz aber auch zeit. Wenn Sie ihn nicht bereuen, ist ein hervorragendes Ergebnis garantiert.

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Unabhängig davon, wofür eine Person einen Magneten benötigt, kann er leicht zu Hause hergestellt werden. Wenn so etwas zur Hand ist, kann man mit seiner Hilfe nicht nur mit viel Spaß verschiedene kleine Eisenstücke vom Tisch aufheben, sondern auch finden nützliche Anwendung, finden Sie beispielsweise eine auf den Teppich gefallene Nadel. In diesem Artikel erfahren Sie, wie einfach es ist, einen Elektromagneten mit Ihren eigenen Händen zu Hause herzustellen.

Ein bisschen Physik

Wie wir uns aus dem Physikunterricht erinnern (oder nicht erinnern), müssen Sie Induktion erzeugen, um einen elektrischen Strom in ein magnetisches Feld umzuwandeln. Die Induktivität wird mit einer herkömmlichen Spule erzeugt, in der dieses Feld erzeugt und auf den Stahlkern übertragen wird, um den die Spule gewickelt ist.

Je nach Polarität strahlt also ein Ende des Kerns ein Feld mit Minuszeichen und das Gegenteil - mit Pluszeichen - aus. Aber die Polarität beeinflusst die visuellen magnetischen Fähigkeiten in keiner Weise. Wenn die Physik also fertig ist, können Sie entscheidende Maßnahmen ergreifen, um den einfachsten Elektromagneten mit Ihren eigenen Händen zu bauen.

Materialien zur Herstellung des einfachsten Magneten

Zunächst benötigen wir einen Induktor mit einem um den Kern gewickelten Kupferdraht. Es kann ein normaler Transformator von jeder Stromversorgung sein. Ein hervorragendes Werkzeug zum Herstellen von Elektromagneten ist das Umwickeln der verengten Rückseite der Bildröhren alter Monitore oder Fernseher. Die Leiterfäden in Transformatoren sind durch eine Isolierung geschützt, die aus einer fast unsichtbaren Schicht eines Speziallacks besteht, der den Durchgang von elektrischem Strom verhindert, was genau das ist, was wir brauchen. Um einen Elektromagneten mit eigenen Händen zu erstellen, müssen Sie zusätzlich zu den angegebenen Leitern auch Folgendes vorbereiten:

Eine gewöhnliche anderthalb Volt Batterie.
Klebeband oder Klebeband.
Scharfes Messer.
Nagelweben.

Der Herstellungsprozess des einfachsten Magneten

Wir beginnen mit dem Entfernen der Drähte vom Transformator. Seine Mitte befindet sich in der Regel innerhalb des Stahlrahmens. Sie können den Draht durch Entfernen der Oberflächenisolierung an der Spule einfach abwickeln, indem Sie ihn zwischen den Rahmen und die Spule ziehen. Da wir nicht viel Draht benötigen, ist diese Methode hier am akzeptabelsten. Als wir veröffentlicht wurden genügend Kabel, gehen Sie wie folgt vor:

Wir wickeln den Draht aus der Transformatorspule um den Nagel, der als Stahlkern für unseren Elektromagneten dient. Es ist ratsam, die Spulen so oft wie möglich zu machen und sie fest gegeneinander zu drücken. Vergessen Sie nicht, das lange Ende des Drahtes an der ersten Windung zu belassen, durch die unser Elektromagnet an einen der Pole der Batterie gespeist wird.
Wenn wir das gegenüberliegende Ende des Nagels erreicht haben, hinterlassen wir auch einen langen Leiter zur Stromversorgung. Schneiden Sie den überschüssigen Draht mit einem Messer ab. Damit sich die von uns gewickelte Spirale nicht auflöst, können Sie sie mit Tesafilm oder Isolierband umwickeln.
Wir reinigen beide Enden des vom gewickelten Nagel kommenden Drahtes mit einem Messer vom Isolierlack.
Wir lehnen ein Ende des abisolierten Leiters an das Plus der Batterie und fassen es mit Klebeband oder Isolierband fest, damit der Kontakt gut erhalten bleibt.
Das andere Ende binden wir auf die gleiche Weise an das Minus.

Der Elektromagnet ist einsatzbereit. Durch das Verteilen von Metallclips oder Knöpfen auf dem Tisch können Sie seine Funktionalität überprüfen.

Wie macht man einen stärkeren Magneten?

Wie kann man mit eigenen Händen einen Elektromagneten mit stärkeren magnetischen Eigenschaften herstellen? Die Stärke des Magnetismus wird von mehreren Faktoren beeinflusst, von denen der wichtigste der elektrische Strom der von uns verwendeten Batterie ist. Wenn wir zum Beispiel einen Elektromagneten aus einer 4,5-Volt-Quadratbatterie herstellen, verdreifachen wir die Stärke seiner magnetischen Eigenschaften. Eine 9-Volt-Krone sorgt für einen noch stärkeren Effekt.

Vergessen Sie jedoch nicht, dass je stärker der elektrische Strom ist, desto mehr Windungen erforderlich sind, da der Widerstand bei einer geringen Anzahl von Windungen zu stark ist, was zu einer starken Erwärmung der Leiter führt. Bei starker Erwärmung kann der Isolierlack zu schmelzen beginnen, die Windungen beginnen sich untereinander oder zum Stahlkern zu verkürzen. Beides führt früher oder später zu einem Kurzschluss.

Außerdem hängt die Stärke des Magnetismus von der Anzahl der Windungen um den Magnetkern ab. Je mehr es gibt, desto stärker wird das Induktionsfeld und desto stärker wird der Magnet sein.

Einen stärkeren Magneten herstellen

Versuchen wir, mit unseren eigenen Händen einen 12-Volt-Elektromagneten herzustellen. Die Stromversorgung erfolgt über ein 12-Volt-Netzteil oder eine 12-Volt-Autobatterie. Um es zu schaffen, brauchen wir viel große Menge Kupferleiter, und daher sollte zunächst die innere Spule mit Kupferdraht aus dem vorbereiteten Transformator entfernt werden. Die Mühle ist das beste Werkzeug, um es zu extrahieren.

Was wir machen müssen:

Stahlhufeisen von den Großen Vorhängeschloss das wird als unser Kern dienen. In diesem Fall ist es möglich, die Eisenstücke mit beiden Enden zu magnetisieren, was die Tragfähigkeit des Magneten weiter erhöht.
Spule mit lackiertem Kupferdraht.
Isolierband.
Ein unnötiges 12-Volt-Netzteil oder eine Autobatterie.

Herstellungsverfahren eines starken 12-Volt-Magneten

Als Kern kann natürlich jeder andere massive Stahlstift verwendet werden. Aber ein Hufeisen aus einem alten Schloss reicht völlig aus. Seine Biegung dient als eine Art Griff, wenn wir Gewichte heben, die ein beeindruckendes Gewicht haben. In diesem Fall wird also wie folgt ein Elektromagnet mit Ihren eigenen Händen hergestellt:

Wir wickeln den Draht vom Transformator um eines der Hufeisen. Wir legen die Spulen so fest wie möglich. Die Hufeisenkurve wird ein wenig im Weg sein, aber das ist in Ordnung. Wenn die Seitenlänge des Hufeisens endet, legen wir die Windungen in die entgegengesetzte Richtung auf die erste Reihe von Windungen. Wir machen insgesamt 500 Umdrehungen.
Wenn das Wickeln einer Hälfte des Hufeisens fertig ist, wickeln wir es mit einer Schicht Isolierband ein. Das Anfangsende des Drahtes, das für die Zuführung von der Stromquelle bestimmt ist, wird zum oberen Teil des zukünftigen Griffs geführt. Wir wickeln unsere Spule mit einer weiteren Schicht Isolierband auf ein Hufeisen. Wir binden das andere Ende des Leiters an den Biegekern des Griffs und machen auf der anderen Seite eine weitere Spule.
Wir wickeln den Draht auf die gegenüberliegende Seite des Hufeisens. Wir machen alles genauso wie bei der ersten Seite. Wenn 500 Windungen verlegt sind, holen wir auch das Ende des Drahtes für die Stromversorgung aus einer Energiequelle heraus. Für alle, die es nicht verstehen, wird die Vorgehensweise in diesem Video gut gezeigt.

Der letzte Schritt bei der Herstellung eines Elektromagneten mit Ihren eigenen Händen besteht darin, eine Energiequelle zu speisen. Wenn es sich um eine Batterie handelt, bauen wir die Enden der abisolierten Leiter unseres Elektromagneten mit zusätzlichen Drähten auf, die wir an die Batteriepole anschließen. Wenn dies eine Stromversorgung ist, schneiden wir den Stecker ab, der zum Verbraucher führt, wir isolieren die Drähte und befestigen sie entlang des Drahts vom Elektromagneten an jedem. Wir isolieren mit Isolierband. Wir stecken das Netzteil in eine Steckdose. Herzliche Glückwünsche. Sie haben mit Ihren eigenen Händen einen starken 12-Volt-Elektromagneten gebaut, der Lasten über 5 kg heben kann.

Ein Elektromagnet ist ein künstlicher Magnet, bei dem durch den Durchgang eines elektrischen Stroms durch die ihn umgebende Wicklung ein magnetisches Feld entsteht und in einem ferromagnetischen Kern konzentriert wird, d.h. Wenn ein Strom durch die Spule geleitet wird, erhält der darin befindliche Kern die Eigenschaften eines natürlichen Magneten.

Das Anwendungsgebiet von Elektromagneten ist sehr breit. Sie werden verwendet in elektrische Autos und Geräten, in Automatisierungsgeräten, in der Medizin, in verschiedenen Ausführungen wissenschaftliche Forschung... Am häufigsten werden Elektromagnete und Magnetspulen verwendet, um einige Mechanismen zu bewegen, und in der Industrie, um eine Last zu heben.

Ein Hubmagnet beispielsweise ist ein sehr komfortabler, effizienter und kostengünstiger Mechanismus: Zum Sichern und Lösen der transportierten Last ist kein Wartungspersonal erforderlich. Es reicht aus, den Elektromagneten auf die bewegliche Last zu setzen und den elektrischen Strom in der Spule des Elektromagneten einzuschalten, und die Last wird vom Elektromagneten angezogen. Um sie von der Last zu lösen, müssen Sie nur den Strom abschalten.

Die Konstruktion eines Elektromagneten lässt sich leicht wiederholen und besteht im Wesentlichen aus einem Kern und einer Leiterspule. In diesem Artikel beantworten wir die Frage, wie man einen Elektromagneten mit eigenen Händen herstellt.

Wie ein Elektromagnet funktioniert (Theorie)

Fließt ein elektrischer Strom durch einen Leiter, wird um diesen Leiter herum ein magnetisches Feld erzeugt. Da Strom nur fließen kann, wenn der Stromkreis geschlossen ist, muss der Leiter eine geschlossene Schleife sein, beispielsweise ein Kreis, der die einfachste geschlossene Schleife ist.

Früher wurde oft ein zu einem Kreis gerollter Leiter verwendet, um die Einwirkung eines Stroms auf eine in seiner Mitte platzierte Magnetnadel zu beobachten. In diesem Fall ist der Pfeil von allen Teilen des Leiters gleich weit entfernt, wodurch die Wirkung des Stroms auf den Magneten besser beobachtet werden kann.

Um die Wirkung eines elektrischen Stroms auf einen Magneten zu verstärken, kann zunächst der Strom erhöht werden. Wenn Sie jedoch den Leiter, durch den etwas Strom fließt, zweimal um den Stromkreis herumgehen, den er bedeckt, verdoppelt sich die Wirkung des Stroms auf den Magneten.

Somit kann diese Wirkung um ein Vielfaches gesteigert werden, indem der Leiter entsprechend oft um eine gegebene Kontur gebogen wird. Der resultierende leitende Körper, bestehend aus einzelnen Windungen, deren Anzahl beliebig sein kann, wird als Spule bezeichnet.

Erinnern wir uns an den Kurs der Schulphysik, nämlich wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt. Wenn der Leiter zu einer Spule gerollt wird, addieren sich die magnetischen Induktionslinien aller Windungen und das resultierende Magnetfeld ist stärker als bei einem einzelnen Leiter.

Das durch den elektrischen Strom erzeugte Magnetfeld weist im Prinzip keine signifikanten Unterschiede zum Magnetfeld auf. Kehren wir zu Elektromagneten zurück, dann sieht die Formel für seine Zugkraft so aus:

F = 40550 B 2 ∙ S,

wobei F die Zugkraft ist, kg (die Kraft wird auch in Newton gemessen, 1 kg = 9,81 N oder 1 N = 0,102 kg); B - Induktion, T; S ist die Querschnittsfläche des Elektromagneten, m2.

Das heißt, die Schubkraft des Elektromagneten hängt von der magnetischen Induktion ab, betrachten Sie seine Formel:

Dabei ist U0 die magnetische Konstante (12,5 * 107 H/m), U ist die magnetische Permeabilität des Mediums, N/L ist die Anzahl der Windungen pro Längeneinheit des Elektromagneten, I ist die Stromstärke.

Daraus folgt, dass die Kraft, mit der der Magnet etwas anzieht, von der Stromstärke, der Windungszahl und der magnetischen Permeabilität des Mediums abhängt. Befindet sich kein Kern in der Spule, ist das Medium Luft.

Unten ist eine Tabelle der relativen Permeabilitäten für verschiedene Umgebungen... Wir sehen, dass sie für Luft gleich 1 ist, während sie für andere Materialien zehn- und sogar hundertmal höher ist.

In der Elektrotechnik wird für die Kerne ein spezielles Metall verwendet, das oft als Elektro- oder Transformatorenstahl bezeichnet wird. In der dritten Zeile der Tabelle sehen Sie "Eisen mit Silizium", bei dem die relative magnetische Permeabilität 7 * 103 oder 7000 H / m beträgt.

Dies ist der Durchschnittswert für Transformatorenstahl. Es unterscheidet sich vom üblichen durch den Siliziumgehalt. In der Praxis hängt seine relative Permeabilität vom angewandten Feld ab, aber wir werden nicht auf Details eingehen. Was gibt der Kern in der Spule? Ein Elektrostahlkern verstärkt das Magnetfeld der Spule um das 7000-7500-fache!

Sie müssen sich nur daran erinnern, dass das Kernmaterial in der Spule und die Kraft, mit der der Elektromagnet zieht, davon abhängt.

Trainieren

Eines der beliebtesten Experimente zum Nachweis des Auftretens eines Magnetfelds um einen Leiter herum ist das Experiment mit Metallspänen. Der Leiter wird mit einem Blatt Papier bedeckt und magnetische Späne werden darauf gegossen, dann wird ein elektrischer Strom durch den Leiter geleitet und die Späne ändern in irgendeiner Weise ihre Position auf dem Blatt. Dies ist fast ein Elektromagnet.

Aber für einen Elektromagneten reicht es nicht, nur Metallspäne anzuziehen. Daher müssen Sie es basierend auf den obigen Ausführungen verstärken - Sie müssen eine auf einen Metallkern gewickelte Spule herstellen. Das einfachste Beispiel wäre ein isolierter Kupferdraht, der um einen Nagel oder eine Schraube gewickelt ist.

Ein solcher Elektromagnet kann verschiedene Stifte, Scrapie und dergleichen anziehen.

Als Draht können Sie entweder einen beliebigen Draht in PVC oder einer anderen Isolierung verwenden, oder Kupferdraht in Lackisolierung wie PEL oder PEV, die für Wicklungen von Transformatoren, Lautsprechern, Motoren usw. verwendet werden. Sie können es entweder neu in Spulen finden oder von den gleichen Transformatoren neu gewickelt finden.

10 Nuancen der Herstellung von Elektromagneten in einfachen Worten:

1. Die Isolierung über die gesamte Länge des Leiters muss gleichmäßig und intakt sein, damit keine Kurzschlüsse von Windung zu Windung auftreten.

2. Die Wicklung sollte wie bei einer Fadenspule in eine Richtung erfolgen, dh Sie können den Draht nicht um 180 Grad biegen und in die entgegengesetzte Richtung gehen. Dies liegt an der Tatsache, dass das resultierende Magnetfeld gleich der algebraischen Summe der Felder jeder Windung ist. Wenn Sie nicht ins Detail gehen, werden die Windungen eingewickelt Rückseite, erzeugt ein elektromagnetisches Feld mit dem entgegengesetzten Vorzeichen, infolgedessen werden die Felder subtrahiert und infolgedessen wird die Stärke des Elektromagneten geringer, und wenn es die gleiche Anzahl von Windungen in die eine und die andere Richtung gibt , zieht der Magnet überhaupt nichts an, da sich die Felder gegenseitig unterdrücken.

3. Die Stärke des Elektromagneten hängt auch von der Stromstärke ab und hängt von der an die Spule angelegten Spannung und ihrem Widerstand ab. Der Spulenwiderstand hängt von der Länge des Drahtes (je länger, desto größer) und seiner Querschnittsfläche (je größer der Querschnitt, desto geringer der Widerstand) ab, eine ungefähre Berechnung kann mit der Formel - R = p * L / S

4. Wenn der Strom zu hoch ist, brennt die Spule durch.

5. Bei Gleichstrom - der Strom ist aufgrund des Einflusses der Reaktanz der Induktivität größer als bei Wechselstrom.

6. Beim Betrieb mit Wechselstrom summt und klappert der Elektromagnet, sein Feld ändert ständig die Richtung und seine Zugkraft ist geringer (zweimal) als beim Betrieb mit konstantem Strom. In diesem Fall besteht der Kern für Wechselstromspulen aus dünnem Blech, das zu einem Ganzen zusammengefügt wird, während die Platten mit Lack oder einer dünnen Zunderschicht (Oxid), der sogenannten. laden - um Verluste und Foucault-Ströme zu reduzieren.

7. Bei gleicher Zugkraft wiegt ein Wechselstrom-Elektromagnet das Doppelte und die Abmessungen werden entsprechend größer.

8. Es ist jedoch zu bedenken, dass Wechselstrom-Elektromagnete schneller sind als Gleichstrom-Magnete.

9. Kerne von Gleichstrom-Elektromagneten

10. Beide Arten von Elektromagneten können sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom betrieben werden, die Frage ist nur, welche Leistung sie haben, welche Verluste und welche Erwärmung auftreten.

3 Ideen für einen Elektromagneten aus improvisierten Mitteln in der Praxis

Wie bereits erwähnt, besteht der einfachste Weg, einen Elektromagneten herzustellen, darin, einen Metallstab und einen Kupferdraht zu verwenden, wobei sowohl der eine als auch der andere für die erforderliche Leistung aufgenommen werden. Die Versorgungsspannung dieses Gerätes wird empirisch basierend auf der Stromstärke und der Erwärmung der Struktur ausgewählt. Der Einfachheit halber können Sie eine Kunststoffspule aus Gewinden oder dergleichen verwenden und einen Kern - eine Schraube oder einen Nagel - unter seinem inneren Loch auswählen.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, einen fast vorgefertigten Elektromagneten zu verwenden. Denken Sie an elektromagnetische Schaltgeräte - Relais, magnetische Starter und Schütze. Für die Verwendung mit Gleich- und 12V-Spannung ist es praktisch, eine Spule von Kfz-Relais zu verwenden. Alles, was Sie tun müssen, ist, das Gehäuse zu entfernen, die beweglichen Kontakte abzubrechen und die Stromversorgung anzuschließen.

Für den Betrieb von 220 oder 380 Volt ist es bequem, Spulen zu verwenden, sie werden auf einen Dorn gewickelt und können leicht entfernt werden. Wählen Sie den Kern basierend auf der Querschnittsfläche des Lochs in der Spule aus.

So können Sie den Magneten von der Steckdose aus einschalten, und es ist praktisch, seine Stärke einzustellen, wenn Sie einen Rheostat verwenden oder den Strom beispielsweise mit einem starken Widerstand begrenzen.

Ein Elektromagnet ist ein sehr nützliches Gerät, das in der Industrie und in vielen Bereichen weit verbreitet ist. Menschliche Aktivität... Obwohl diese Vorrichtung in ihrer Konstruktion kompliziert erscheinen mag, ist sie einfach herzustellen und ein kleiner Haushaltselektromagnet kann zu Hause mit improvisierten Mitteln hergestellt werden.

Sehen wir uns den Herstellungsprozess dieses hausgemachten Produkts im Video an:

Um einen kleinen Elektromagneten zu Hause herzustellen, benötigen wir:
- Eisennagel oder -schraube;
- Kupferkabel;
- Schleifpapier;
- Alkaline Batterie.

Ganz am Anfang ist zu beachten, dass es nicht ratsam ist, zu dicken Draht zu nehmen. Ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von einem Millimeter ist perfekt für einen zukünftigen Elektromagneten. Was die Größe des Nagels oder Bolzens betrifft, dann ideale Option wird 7-10 Zentimeter lang sein.

Beginnen wir also mit der Herstellung eines Mini-Elektromagneten. Zuerst müssen wir den Kupferdraht um den Bolzen wickeln. Es ist wichtig, darauf zu achten, dass jede Kurve eng an der vorherigen anliegt.

Sie müssen den Draht so aufwickeln, dass an beiden Enden ein Stück Draht verbleibt.

Es bleibt nur noch, unsere Drähte mit der Quelle, nämlich der Alkalibatterie, zu verbinden. Danach zieht unser Bolzen Metallelemente an.

Das Funktionsprinzip eines Elektromagneten ist sehr einfach. Wenn ein elektrischer Strom durch eine Kernspule fließt, wird ein magnetisches Feld erzeugt, das die Metallelemente anzieht. Die Leistung des Elektromagneten hängt von der Dichte der Spule und der Anzahl der Kupferdrahtlagen sowie von der Stromstärke ab.

Neben Permanentmagneten wurden seit dem 19. Jahrhundert in Technik und Alltag aktiv variable Magnete eingesetzt, deren Arbeit durch Zufuhr von elektrischem Strom reguliert werden kann. Strukturell ist ein einfacher Elektromagnet eine Spule aus elektrisch isolierendem Material, um die ein Draht gewickelt ist. Mit einem Minimum an Materialien und Werkzeugen ist es nicht schwer, einen Elektromagneten selbst herzustellen. Wie das geht, verraten wir Ihnen in diesem Artikel.

Wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, entsteht um den Draht herum ein magnetisches Feld; wenn der Strom abgeschaltet wird, verschwindet das Feld. Zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften kann im Zentrum der Spule ein Stahlkern eingebracht oder die Stromstärke erhöht werden.

Der Einsatz von Elektromagneten im Alltag

Elektromagnete können verwendet werden, um eine Vielzahl von Problemen zu lösen:

zum Sammeln und Entfernen von Stahlspäne oder kleinen Stahlbefestigungen;
im Herstellungsprozess verschiedene Spiele und Spielzeug mit Kindern;
zum Elektrisieren von Schraubendrehern und Bits, wodurch die Schrauben magnetisiert und das Eindrehen erleichtert wird;
zur Durchführung verschiedener Experimente zum Elektromagnetismus.

Einen einfachen Elektromagneten herstellen

Der einfachste Elektromagnet, der zur Lösung einiger praktischer Haushaltsaufgaben durchaus geeignet ist, kann ohne Verwendung einer Spule von Hand hergestellt werden.

Bereiten Sie die folgenden Materialien für die Arbeit vor:

Stahlstange mit einem Durchmesser von 5-8 Millimetern oder ein Nagel pro 100;
Kupferdraht in lackierter Isolierung mit einem Durchmesser von 0,1-0,3 Millimetern;
zwei stücke von 20 cm Kupferkabel in PVC-Isolierung;
Isolierband;
Stromquelle (Batterie, Akku, etc.).

Bereiten Sie aus den Werkzeugen eine Schere oder Zange (Seitenschneider) zum Schneiden von Drähten, Zangen und einem Feuerzeug vor.

Die erste Stufe ist das Wickeln des Elektrokabels. Wickeln Sie mehrere hundert Windungen dünnen Drahtes direkt auf den Stahlkern (Nagel). Diesen Vorgang längere Zeit manuell durchführen. Verwenden Sie die einfachste Wickelvorrichtung. Klemmen Sie den Nagel in das Bohrfutter eines Schraubendrehers oder einer elektrischen Bohrmaschine, schalten Sie das Werkzeug ein und wickeln Sie es unter Führung des Drahtes auf. Drahtstücke mit größerem Durchmesser an die Enden des gewickelten Drahtes binden und die Kontaktstellen mit Isolierband isolieren.

Beim Betätigen des Magneten müssen nur noch die freien Enden der Drähte mit den Polen der Stromquelle verbunden werden. Die Polaritätsverteilung des Anschlusses hat keinen Einfluss auf die Funktion der Leuchte.

Verwenden des Schalters

Aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit schlagen wir vor, das resultierende Schema leicht zu verbessern. Zwei weitere Elemente sollten der obigen Liste hinzugefügt werden. Der erste ist der dritte PVC-isolierte Draht. Der zweite ist ein Schalter jeglicher Art (Schlüssel, Taster usw.).

Somit sieht das Elektromagnet-Anschlussdiagramm wie folgt aus:

der erste Draht verbindet einen Kontakt der Batterie mit dem Kontakt des Schalters;
der zweite Draht verbindet den zweiten Kontakt des Schalters mit einem der Kontakte des Elektromagnetdrahts;

der dritte Draht schließt den Stromkreis und verbindet den zweiten Kontakt des Elektromagneten mit dem restlichen Kontakt der Batterie.

Mit dem Schalter ist das Ein- und Ausschalten des Elektromagneten viel bequemer.

Elektromagnet auf Spulenbasis

Ein komplexerer Elektromagnet besteht aus einer Spule aus elektrisch isolierendem Material - Pappe, Holz, Kunststoff. Wenn ein solches Element nicht vorhanden ist, können Sie es leicht selbst herstellen. Nehmen Sie ein Röhrchen aus den angegebenen Materialien und kleben Sie an den Enden ein Paar Lochscheiben darauf. Es ist besser, wenn die Unterlegscheiben einen geringen Abstand von den Enden der Spule haben.

Wir brauchen eine Primärwicklung. Wir haben es gerade eingesteckt, aber es beginnt bereits zu vibrieren. Was passiert, wenn es Eisen anzieht? Es ist Zeit, den Elektromagneten auf die Probe zu stellen. Es kann mit 12, 24, 36, 48, 110, 220 Volt versorgt werden. In diesem Fall kann es Gleich- und Wechselstrom geben. Wir schalten den Laptop-Akku ein und sehen, wozu der selbstgebaute fähig ist. Wir nehmen eine Nuss und drücken sie unter Beteiligung eines Elektromagneten mit einer Tür flach. Wie Sie sehen, ging er problemlos mit der Nuss um. Versuchen wir, etwas Schwereres zu heben. Zum Beispiel eine Abdeckung von einem Mannloch.

Es gibt eine Idee für ein einfaches Messgerät.

Der einfachste Elektromagnet in 5 Minuten

Weiter. Ein anderer Kanal (HM Show) hat ein Video zum gleichen Thema veröffentlicht.
Er zeigte, wie man in 5 Minuten einen einfachen Elektromagneten herstellt. Um ein Gerät mit Ihren eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie einen Stahlstab, Kupferdraht und jegliches Isoliermaterial.

Wir reinigen die Enden des Drahtes. Wir schließen den Magneten an die Stromversorgung an und legen eine Spannung von vier Volt mit einem Strom von 1 Ampere an. Wie Sie sehen können, können die Schrauben nicht gut magnetisch sein. Zur Verstärkung des Magneten erhöhen wir die Stromstärke auf 1,9 Ampere und das Ergebnis ändert sich sofort zum Besseren! Bei einer gegebenen Stromstärke können wir nicht nur die Bolzen, sondern auch die Zangen mit einer Zange schon anheben. Versuchen Sie, eine Batterie zu verwenden, und schreiben Sie das Ergebnis in die Kommentare.