Elektromagnit

Elektromagnit magnit maydonning elektr toki tomonidan ishlab chiqarilgan magnit turidir. Elektromagnitlar odatda gʻaltak ichiga oʻralgan simdan iborat. Sim orqali oʻtadigan tok sim oʻrami orasida toʻplangan magnit maydon hosil qiladi, bu gʻaltakning markazini bildiradi. Tok oʻchirilganda magnit maydon ham yoʻqoladi. Sim oʻramlari koʻpincha temir kabi ferromagnit yoki ferromagnetik materiallardan yasalgan magnit oʻzak atrofida oʻraladi; magnit oʻzak magnit oqimini toʻplaydi va yanada kuchli magnit hosil qiladi.

Elektromagnitning doimiy magnitdan asosiy afzalligi shundaki, magnit maydonni oʻramdagi elektr tokini nazorat qilish orqali tezda oʻzgartirish mumkin. Biroq, doimiy magnit tashqi quvvatga muhtoj emas, elektromagnit esa magnit maydonni ushlab turish uchun doimiy tokni talab qiladi.

Elektromagnitlar dvigatellar, generatorlar, elektromexanik solenoidlar, relelar, dinamiklar, qattiq disklar, MRI mashinalari, ilmiy asboblar va magnit ajratish uskunalari kabi boshqa elektr qurilmalarning komponentlari sifatida keng qoʻllaniladi. Elektromagnitlar sanoatda temir va poʻlat parchalari kabi ogʻir temir buyumlarni olish va koʻchirish uchun ham qoʻllaniladi.

Tarixi 
 
Daniyalik olim Xans Kristian Ørsted 1820-yilda elektr tok magnit maydon hosil qilishini aniqladi. Britaniyalik olim Uilyam Sturgeon 1824-yilda elektromagnitni ixtiro qildi. Uning birinchi elektromagniti taqasimon temir boʻlagi boʻlib, u taxminan 18 oʻram mis sim bilan oʻralgan edi (oʻsha paytda izolyatsiyalangan sim yoʻq edi). Temir taqa esaa izolyatsiya qilish uchun laklangan edi. Gʻaltakdan tok oʻtkazilganda, temir magnitlangan boʻlib, boshqa temir boʻlaklarini oʻziga tortdi; tok toʻxtatilganda, u magnitlanishni yoʻqotdi. Sturgeon oʻz tajribasida, uning ogʻirligi bor-yoʻgʻi yetti unsiya (taxminan 200 gramm) boʻlgan elektromagnit bilan toʻqqiz funt (taxminan 4 kilogramm) vaznni koʻtarishi mumkinligini koʻrsatdi. Biroq, Sturgeon magnitlari zaif edi, chunki u ishlatgan izolyatsiyalanmagan sim faqat yadro atrofidagi bir oraliq qatlamga oʻralgan boʻlib, oʻramlar sonini cheklab qoʻygan.

Elektromagnitlarning qoʻllanilishi 

Portativ elektromagnitlar dastlab materialni faqat bir joyda ushlab turish uchun moʻljallangan; misol koʻtaruvchi magnitdir. Tortishuvchi elektromagnit kuch taʼsirida biror narsani harakatga keltiradi.

Elektromagnitlar elektr va elektromexanik qurilmalarda juda keng qoʻllaniladi, jumladan:

 Dvigatellar va generatorlar
 Transformatorlar
 Relelar
 Elektr qoʻngʻiroqlari va signallari
 Dinamiklar va naushniklar
 Valflar kabi aktuatorlar
 Magnit xotira va maʼlumotlarni saqlash uskunalari: magnitafonlar, videomagnitofonlar, qattiq disklar
 MRI apparatlari
 Mass- spektrometrlar kabi ilmiy uskunalar
 Zarracha tezlatgichlari
 Magnit qulflar
 Magnitni magnit boʻlmagan materiallardan ajratish uchun ishlatiladigan magnit ajratish uskunasi, masalan, qora metallni boshqa materiallardan parchalanishdan ajratish.
 Sanoat koʻtarish magnitlari
 magnit levitatsiya, maglev poezdida yoki poezdlarda ishlatiladi
 Ovqat pishirish, ishlab chiqarish va gipertermiya terapiyasi uchun induksion isitish

Fizika 

Simda oqayotgan elektr toki Amper qonuniga koʻra sim atrofida magnit maydon hosil qiladi (rasmga qarang). Magnit maydonni toʻplash uchun elektromagnitda sim oʻzak materialga oʻraladi. Simning barcha oʻramlarining magnit maydoni oʻzak markazidan oʻtib, u yerda kuchli magnit maydon hosil qiladi. Toʻgʻri trubka (spiral) shaklini hosil qiluvchi gʻaltak solenoid deb ataladi.

Simdan tok oʻtganda uning hosil qilgan magnit maydon yoʻnalishini oʻng qoʻl qoidasi yordamida topish mumkin. Agar oʻng qoʻlning barmoqlari (anʼanaviy oqim, musbat zaryad oqimi) oʻzakka oʻralgan simdan oqayotgan tok yoʻnalishiga mos tushsa, bosh barmogʻimiz oʻzak ichidagi maydon yoʻnalishiga ishora qiladi. Maydon chiziqlari chiqadigan magnitning tomoni shimoliy qutb sifatida belgilanadi.

Amper qonuni 
Quyidagi oʻzgaruvchilarning taʼriflari uchun maqolaning oxiridagi qutiga qarang.

Umumiy holatda elektromagnitlarning magnit maydoni Amper qonuni bilan berilgan: har qanday yopiq halqa atrofidagi magnitlanish maydonining H integrali halqadan oʻtadigan oqim yigʻindisiga teng ekanligini aytadi.

 

Tokning har bir kichik segmenti uchun magnit maydonni beradigan boshqa tenglama Bio-Savar qonunidir . Ferromagnit materiallarning magnit maydoni va kuchini hisoblash ikki sababga koʻra qiyin. Birinchidan, maydonning kuchi nuqtadan nuqtaga murakkab tarzda oʻzgarib turadi, ayniqsa oʻzakdan tashqarida va havo boʻshliqlarida. Ikkinchidan, B magnit maydoni va quvvati oqimning chiziqli boʻlmagan funksiyalari boʻlib, ishlatiladigan asosiy material uchun B va H oʻrtasidagi chiziqli boʻlmagan munosabatga bogʻliq. Aniq hisob-kitoblar uchun chekli elementlar usuli yordamida magnit maydon modelini ishlab chiqaradigan kompyuter dasturlari qoʻllaniladi.

Magnit oʻzak 
Magnit oʻzakning materiali (koʻpincha temir yoki poʻlatdan yasalgan) kichik magnitlar kabi ishlaydigan kichik magnit domenlar iborat (qarang: Ferromagnetizm). Elektromagnitdagi tok yoqilishidan oldin, temir yadrosidagi domenlar tasodifiy yoʻnalishlarga yoʻnalgan boʻladi, shuning uchun ularning kichik magnit maydonlari bir-birini nollashtiradi. Shuning uchun temirning xususiy magnit maydoni yoʻq. Temirga oʻralgan sim orqali tok oʻtkazilganda, uning magnit maydoni temirga kirib boradi va domenlarning magnit maydonga parallel ravishda joylashishiga olib keladi, shuning uchun ularning kichik magnit maydonlari sim maydoniga qoʻshilib, katta magnit maydon hosil qiladi. Oʻzakning vazifasi maydonni jamlashdan iborat boʻlib, magnit maydon havodan oʻtgandan koʻra oʻzakdan osonroq oʻtadi.

Lorents kuchlari 
Kuchli elektromagnitlarda magnit maydon Lorents kuchi ( sim ichidagi harakatlanuvchi zaryadlarga taʼsir qiladi) tufayli oʻramlarning har bir burilishiga kuch taʼsir qiladi. Lorents kuchi simning oʻqiga ham, magnit maydoniga ham perpendikulyar. Buni magnit maydon chiziqlari orasidagi bosim sifatida koʻrish mumkin, ularni bir-biridan itaradi. Elektromagnitning oʻrashiga ikkita taʼsir koʻrsatadi:

 Gʻaltakning oʻqi ichidagi maydon chiziqlari oʻramlarning har bir burilishiga radial kuch taʼsir qiladi va ularni barcha yoʻnalishlarda gʻaltakdan tashqariga intiladi. Bu simda mexanik kuchlanishga olib keladi.
 Gʻaltakning har bir burilishi orasidagi maydon chiziqlari qoʻshni burilishlar oʻrtasida jozibador kuchni taʼminlaydi va ularni bir-biriga tortishga intiladi.

Atamalar taʼrifi

Yana qarang 

 Dipol magnit — magnitning eng asosiy shakli
 Elektromagnetizm
 Elektromagnit magnit — qattiq magnitlangan elektromagnit joylashuvi
 Portlash bilan pompalanadigan oqim siqish generatori
 Magnit rulman
 Impulsli maydon magniti
 Toʻrt kutupli magnit — asosan zaryadlangan zarrachalarning harakatiga taʼsir qilish uchun ishlatiladigan magnitlar va elektromagnitlarning kombinatsiyasi

Maʼlumotnomalar

Havolalar 

 Mini-dan Mighty-ga magnitlar: elektromagnitlar va boshqa magnitlar boʻyicha astar Milliy yuqori magnit maydon laboratoriyasi
 Magnit maydonlar va kuchlar Cuyahoga jamoat kolleji
 Oklaxoma universiteti Geologiya va geofizika fundamental aloqalar maktabi
Elektromagnetizm
Fizika