Makala yanaelezea sumaku-umeme ni nini, imepangwa kwa kanuni gani, na aina hii ya sumaku inatumika katika maeneo gani.
Magnetism
Huenda mojawapo ya athari za ajabu lakini rahisi za kimwili ni sumaku. Zaidi ya miaka elfu tatu iliyopita, wanasayansi wengi wa Ugiriki na Uchina wa kale walijua sifa zisizo za kawaida za "mawe ya sumaku".
Katika wakati wetu, hutashangaza mtu yeyote na sumaku, hata zenye nguvu zaidi - kulingana na neodymium. Mara nyingi huuzwa kama trinketi au zinaweza kupatikana ndani ya vifaa na mifumo mbali mbali. Hata hivyo, watu wachache wanajua umuhimu wa sumaku kwa maendeleo ya sayansi na teknolojia.
Lakini mwanzoni mwa karne ya 19, kifaa kama vile sumaku-umeme kiliundwa. Kwa hivyo ni nini sumaku ya umeme, inafanyaje kazi na inatumiwa wapi? Tutazungumza kuhusu hili katika makala hii.
Ufafanuzi
Sumakume ya kielektroniki ni kifaa maalum ambacho utendakazi wake hutengeneza uga wa sumaku wakati mkondo wa umeme unapowekwa juu yake. Mara nyingi, sumaku-umeme huwa na vilima vya msingi na msingi ambao una sifa za ferromagnetic.
Vingo kwa kawaida hutengenezwa kwa waya wa shaba au alumini wa aina mbalimbaliunene, lazima kufunikwa na insulation. Lakini pia kuna sumaku-umeme zilizotengenezwa kwa vifaa vya superconducting. Mizunguko ya sumaku yenyewe hufanywa kwa chuma, aloi za chuma-nickel au chuma cha kutupwa. Na ili kupunguza upotezaji wa sasa wa eddy, mizunguko ya sumaku hufanywa kimuundo kutoka kwa seti nzima ya karatasi nyembamba. Sasa tunajua ni nini sumaku-umeme. Hebu tuangalie kwa karibu historia ya kifaa hiki muhimu.
Historia
Muundaji wa sumaku-umeme ni William Sturgeon. Ni yeye ambaye mnamo 1825 alifanya sumaku ya kwanza kama hiyo. Kimuundo, kifaa hicho kilikuwa kipande cha silinda cha chuma ambacho waya nene ya maboksi ilijeruhiwa. Wakati mkondo wa umeme ulipopitishwa kupitia hiyo, fimbo ya chuma ilipata mali ya sumaku. Na wakati mtiririko wa sasa uliingiliwa, kifaa mara moja kilipoteza magnetism yote. Ni ubora huu - kuwasha na kuzima ikihitajika - unaoruhusu matumizi ya sumaku-umeme katika nyanja kadhaa za kiteknolojia na kiviwanda.
Tumezingatia swali la nini sumaku-umeme ni. Sasa hebu tuangalie aina zake kuu. Wao hugawanywa kulingana na njia ya kujenga shamba la magnetic. Lakini utendakazi wao unabaki vile vile.
Mionekano
sumaku-umeme ni za aina zifuatazo:
- Neutral DC. Katika kifaa kama hicho, flux ya sumaku huundwa kwa njia ya mkondo wa moja kwa moja wa umeme unaopitishwa kupitia vilima. Hii ina maana kwamba nguvu ya kuvutia ya electromagnet vile inatofautiana kulingana na ukubwa tumkondo, na sio kutoka kwa mwelekeo wake katika vilima.
- Polarized DC. Hatua ya sumaku-umeme ya aina hii inategemea kuwepo kwa fluxes mbili za kujitegemea za magnetic. Ikiwa tunazungumza juu ya polarizing, basi uwepo wake kawaida huundwa na sumaku za kudumu (katika hali nadra, sumaku za ziada za umeme), na inahitajika kuunda nguvu ya kuvutia wakati vilima vimezimwa. Na hatua ya sumaku-elektroni kama hiyo inategemea ukubwa na mwelekeo wa mkondo wa umeme unaosogea kwenye vilima.
- AC. Katika vifaa vile, coil ya electromagnet inatumiwa na umeme wa sasa unaobadilishana. Ipasavyo, kwa upimaji fulani, flux ya sumaku hubadilisha mwelekeo na ukubwa wake. Na nguvu ya mvuto inatofautiana tu kwa ukubwa, ndiyo maana "hupiga" kutoka kiwango cha chini hadi thamani ya juu na mzunguko ambao ni mara mbili ya mzunguko wa mkondo wa umeme unaolisha.
Tayari tumejifahamisha ni aina gani kati yao ni. Sasa fikiria mifano ya matumizi ya sumaku-umeme.
Sekta
Huenda kila mtu angalau mara moja, lakini aliona aina mbalimbali za kifaa kama vile sumaku ya kielektroniki ya kunyanyua. Hii ni "pancake" nene ya vipenyo mbalimbali, ambayo ina nguvu kubwa ya kuvutia na hutumiwa kubeba mizigo, chuma chakavu, na kwa ujumla chuma kingine chochote. Urahisi wake upo katika ukweli kwamba ni wa kutosha kuzima nguvu - na mzigo mzima mara moja haujaingizwa, na kinyume chake. Hii hurahisisha sana mchakato wa upakiaji na upakuaji.
Nguvusumaku-umeme, kwa njia, inahesabiwa kwa formula ifuatayo: F=40550∙B^2∙S. Hebu tuzingatie kwa undani zaidi. Katika hali hii, F ni nguvu katika kilo (inaweza pia kupimwa kwa Newtons), B ni thamani ya induction, na S ni eneo la kazi la kifaa.
Dawa
Mapema mwishoni mwa karne ya 19, sumaku-umeme zilitumika katika dawa. Mfano mmoja kama huo ni kifaa maalum ambacho kinaweza kuondoa vitu vya kigeni (vinyozi vya chuma, kutu, mizani n.k.) kwenye jicho.
Na katika wakati wetu, sumaku-umeme pia hutumiwa sana katika dawa, na pengine mojawapo ya vifaa hivi ambavyo kila mtu amesikia navyo ni MRI. Inafanya kazi kwa msingi wa mwako wa sumaku wa nyuklia, na, kwa kweli, ni sumaku-umeme kubwa na yenye nguvu.
Mbinu
Pia, sumaku zinazofanana hutumiwa katika mbinu na vifaa mbalimbali vya elektroniki, na katika nyanja ya ndani, kwa mfano, kama kufuli. Kufuli kama hizo ni rahisi kwa sababu ni za haraka sana na rahisi kutumia, lakini wakati huo huo inatosha kupunguza nguvu ya jengo wakati wa dharura - na zote zitafungua, ambayo ni rahisi sana ikiwa moto utawaka.
Na, bila shaka, utendakazi wa relay zote unatokana na kanuni za sumaku-umeme.
Kama unavyoona, hiki ni kifaa muhimu sana ambacho kimepata matumizi katika nyanja mbalimbali za sayansi na teknolojia.
