все реально. вспомни электромагнитные замки на двери. они на отрыв 300 кг. бери и пользуйся.
Электромагнитные замки
Электромагнитный замок состоит из металлической пластины, закрепленной на самой двери, электромагнита (сердечника с обмоткой), закрепленного на неподвижной дверной коробке, и встроенного или внешнего контроллера.
Электромагнитные замки изготавливаются из магнитных материалов с высокой коэрцитивной силой, позволяющей создавать усилие на разрыв от 200 до 700 кг при потребляемом токе от 0,3 до 0,7 А, при напряжении питания 12В.
Особенностью данных замков является необходимость постоянной подачи тока на обмотку его электромагнита. При аварии сети питания замок открывается. В связи с этим рекомендуется дублирование механическим замком или применение блоков резервного питания.
Кроме того, для обеспечения работоспособности замка электромагнит и металлическая пластина должны соприкасаться без зазора. Для этого необходимо установить дверной доводчик, который будет гарантированно закрывать дверь.
Важными достоинствами электромагнитных замков является отсутствие подвижных деталей и трущихся частей, что значительно повышает их надежность, а также простота схемы и удобство монтажа.
Основные параметры электромагнитных замков: напряжение питания (обычно 12В), сила удержания двери и потребляемый ток.
вот краткие характеристики…
Изменено пользователем Макарчик
Решил уравнения, вывел приближенную (как и все технические формулы) зависимость.
F=S*u*P*O*((m/l)^2)/(2*r*K)
Или наоборот
P=2*F*r*K*((l/m)^2)/(S*u*O)
Где
F — сила удержания, Н
S — среднее сечение магнитопровода
u — т.н. магнитная проницаемость вакуума (4*Pi*1E-7 Гн/м)
P — мощность тепловых потерь в обмотке, она же — мощность, отбираемая у источника, Вт
O — общее сечение проводников обмотки, м^2
m — «средняя» магнитная проницаемость в магнитной цепи сердечник-зазор-деталь
l — «средняя» длина магнитной линии в магнитной цепи, м
r — удельное сопротивление проводника обмотки (1.7E-8 Ом*м для меди)
K — средняя длина витка обмотки, м
Следует учесть, что некоторые «средние» величины не всегда можно брать как таковые их справочных таблиц. В частности:
m — «средняя» магнитная проницаемость в магнитной цепи сердечник-зазор-деталь
Вычисляется следующим образом
m=l/SUM[li/mi]
li — длина магнитной линии на соответствующем участке магнитной цепи, mi — магнитная проницаемость соответствующего участка. Это значит, что если у нас цепь состоит из «хорошего» железа проницаемостью 5000, l=200мм, то для того чтобы m была не слишком меньше этих 5000, необходимо чтобы суммарная величина воздушных зазоров в цепи составляла заметно меньшую величину, чем 200мм/5000=0.04мм
Проницаемость ферромагнитных материалов зависит от индукции поля и резко падает при приближении индукции к величине насыщения. Необходимо брать эту величину для рабочей индукции.
O — общее сечение проводников обмотки, м^2
берётся не как сечение окна, а с поправкой на коэффициент заполнения
Загрузить PDF
Загрузить PDF
В электромагните через металл протекает электрический ток, в результате чего создается магнитное поле. Чтобы сделать простой электромагнит, вам понадобятся источник тока, проводник и металлический стержень. Плотно навейте медную проволоку на железный шуруп или гвоздь, а затем подсоедините концы проволоки к батарейке и проверьте, притягивает ли ваш электромагнит мелкие металлические предметы. При этом помните, что вы имеете дело с электричеством, поэтому будьте осторожны, чтобы не получить удар током.
-
Найдите подходящий железный стержень, например гвоздь, шуруп или болт. Длина стержня должна составлять около 8–15 сантиметров — в этом случае у вас будет достаточно места, чтобы навить на него проволоку.[1]
-
Поскольку вы не узнаете точную длину проволоки, которая вам понадобится, пока полностью не обмотаете железный стержень, не отрезайте проволоку. Расположите проволоку перпендикулярно железному стержню, чтобы вам было легко наматывать на него большое количество витков.
-
Оставьте на медной проволоке свободный конец длиной 5–8 сантиметров. Прежде чем наматывать проволоку на железный стержень, выделите свободный конец длиной около 5–8 сантиметров, чтобы позже подсоединить его к батарейке.[2]
- Расположите проволоку у одного конца стержня перпендикулярно ему.
-
Намотайте на железный стержень покрытую изолирующим лаком медную проволоку. Двигайтесь при этом в одном направлении, от одного конца стержня к другому. В результате вокруг стержня должна образоваться спираль, по которой будет проходить электрический ток. Накладывайте витки вплотную друг к другу в одном направлении, чтобы их получилось как можно больше.[3]
- Проволоку следует навивать в одном направлении, чтобы ток также тек в этом направлении. В противном случае ток будет течь в разных направлениях, и вы не получите достаточно сильное магнитное поле.
-
Плотно навивайте проволоку на железный стержень, чтобы получилось максимально возможное количество спиралей. Прижимайте витки друг к другу пальцами. Как следует натягивайте проволоку и навивайте ее до тех пор, пока не дойдете до второго конца стержня.[4]
- Чем больше проволоки вы навьете, тем сильнее получится магнитное поле. Будьте осторожны при обращении с электромагнитом.
-
Точное число витков не имеет значения, просто навейте проволоку по всей длине железного стержня так, чтобы соседние витки плотно прилегали друг к другу. Перестаньте навивать проволоку после того, как дойдете до второго конца стержня.
-
Обрежьте проволоку так, чтобы остался свободный конец длиной около 5–8 сантиметров. После того как вы дойдете до противоположного конца железного сердечника, обрежьте проволоку от остальной катушки кусачками или острыми ножницами. На этом конце также оставьте 5–8 сантиметров свободной проволоки, которую вы подсоедините ко второму полюсу батарейки.[5]
Реклама
-
Аккуратно потрите концы проволоки стриппером, наждачной бумагой или лезвием, чтобы снять с них изолирующий лак. Это необходимо для лучшего контакта концов проволоки с клеммами батарейки.[6]
- После того как вы удалите изолирующее покрытие, цвет проволоки изменится, она станет не красновато-желтой, а серебристой.
-
Пальцами заверните концы проволоки в маленькие окружности диаметром около 0,5 сантиметра. Эти петли вы подсоедините к полюсам батарейки.[7]
- Таким образом вы обеспечите лучший контакт между проволокой и клеммами батарейки.
-
Найдите элемент D, то есть батарейку на 1,5 вольта, и прижмите один конец проволоки к одному, а второй — к другому полюсу батарейки. Приклейте проволоку изоляционной лентой или скотчем, чтобы она держалась на месте.[8]
- Прижмите один конец проволоки к положительному, а второй — к отрицательному полюсу батарейки.
-
Прижимая концы проволоки к полюсам батарейки, проверьте, работает ли электромагнит. После того как вы подсоедините проволоку к клеммам батарейки, проверьте электромагнит! Поднесите обвитый проволокой сердечник и батарейку к мелкому металлическому предмету, например скрепке или английской булавке. Если использованный в качестве сердечника гвоздь, шуруп или болт притянет этот предмет, значит магнит работает.[9]
- Если батарейка разогреется, возьмите небольшое полотенце, чтобы прижимать к ней проволоку.
- Когда вы закончите использовать электромагнит, отсоедините концы проволоки от батарейки.
Реклама
-
Набор батареек дольше работает и создает более сильный электрический ток. Такой набор можно приобрести в магазине электрических или хозяйственных товаров, он используется так же, как и отдельная батарейка.[10]
- Выберите подходящий набор батареек, который сможет обеспечить безопасную работу электромагнита.
- Подсоедините концы проволоки к положительному и отрицательному выходу и закрепите их изоляционной лентой или скотчем, чтобы они держались на месте.
-
Найдите кусок металла покрупнее, чтобы создать более сильное магнитное поле. Попробуйте вместо гвоздя использовать металлический стержень длиной около 30 сантиметров и диаметром примерно 1 сантиметр. Такой стержень позволит создать более сильный электромагнит, но его следует использовать вместе с набором батареек. Вам понадобится намного больше медной проволоки, чтобы обвить весь стержень, поэтому возьмите целую катушку.[11]
- Плотно навейте проволоку на металл, чтобы через нее беспрепятственно проходил ток.
- Если вы используете крупный стержень, по соображениям безопасности его следует обернуть одним слоем проволоки.
- Прикрепите концы проволоки к выходам батарейки с помощью изоляционной ленты.
-
Чтобы получить более сильный магнит, навейте больше витков проволоки. Чем больше будет витков, тем сильнее получится магнитное поле в середине спирали. Возьмите большую катушку медной проволоки и намотайте на гвоздь или шуруп как можно больше витков. При желании наложите поверх первого слоя дополнительные витки, чтобы увеличить силу магнита.[12]
- Используйте для этого небольшой металлический стержень, например гвоздь, шуруп или болт.
- Навивайте проволоку в одном направлении.
- Прикрепите концы проволоки к полюсам батарейки с помощью скотча или изоляционной ленты.
Реклама
Предупреждения
- Ни в коем случае не используйте источник с высоким напряжением, иначе можно получить удар током.
- Не пытайтесь вставить концы проволоки в розетку. Розетка находится под высоким напряжением, в результате получится большой ток, что приведет к короткому замыканию.
Реклама
Что вам понадобится
- Железный шуруп, болт или гвоздь
- Покрытая лаком медная проволока
- Батарейка D
- Кусачки
- Наждачная бумага или лезвие
- Мелкие металлические предметы (английские булавки, скрепки и тому подобное)
- Набор батареек (по желанию)
- Более крупный металлический стержень (по желанию)
Об этой статье
Эту страницу просматривали 106 736 раз.
Была ли эта статья полезной?
Электромагнит, в отличие от постоянного магнита, приобретает свои свойства только под воздействием электрического тока. С его помощью он меняет силу притяжения, направление полюсов и некоторые другие характеристики.
Некоторые увлеченные механикой люди самостоятельно делают электромагниты, чтобы использовать их в самодельных установках, механизмах и разнообразных конструкциях. Сделать электромагнит своими руками несложно. Используются простые приспособления и подручные материалы.
Самый простой набор для изготовления электромагнита
Что понадобится:
- Один железный гвоздь 13-15 см. в длину или иной металлический предмет, который и станет сердечником электромагнита.
- Около 3 метров изолированной медной проволоки.
- Источник электропитания — аккумуляторная батарея или генератор.
- Небольшие провода для контакта провода с батарейкой.
- Изолирующие материалы.
Если вы используете более крупную металлическую заготовку для создания магнита, то количество медной проволоки должно пропорционально увеличиваться. Иначе магнитное поле получится слишком слабым. Сколько именно понадобится обмотки, точно ответить нельзя. Обычно мастера выясняют это экспериментальным путем, увеличивая и уменьшая количество проволоки, параллельно измеряя изменения магнитного поля. Из-за избытка проволоки сила магнитного поля тоже становится меньше.
Пошаговая инструкция
Следуя простым рекомендация, вы легко сделаете электромагнит самостоятельно.
Зачищаем концы медного провода
Шаг 1
Очистите от изоляции концы медного провода, который будете наматывать на сердечник. Достаточно 2-3 см. Они понадобятся, чтобы соединить медную проволоку с обычной, которая в свою очередь будет подключаться к источнику питания.
Наматываем медный провод вокруг гвоздя
Шаг 2
Вокруг гвоздя или другого сердечника аккуратно намотайте медный провод так, чтобы витки были расположены параллельно друг к другу. Делать это необходимо только в одном направлении. От этого зависит расположение полюсов будущего магнита. Если вы захотите изменить их расположение, то можно просто перемотать проволоку в другом направлении. Не выполнив этого условия, вы добьетесь того, что магнитные поля различных секций будут воздействовать друг на друга, из-за чего сила магнита будет минимальной.
Подсоединяем провод к батарейке
Шаг 3
Концы очищенного медного провода соедините с двумя заранее подготовленными обычными проводками. Соединение заизолируйте, а один конец проводка подключите к клемме положительного заряда на аккумуляторе, а другой — на противоположный конец. Причем неважно, какой проводок к какому концу будет подключен — это не отразится на эксплуатационных возможностях электромагнита. Если все сделано правильно, то магнит сразу же начнет работать! Если у аккумулятора есть реверсивный способ подключения, то вы сможете изменить направление полюсов.
Электромагнит работает!
Как повысить силу магнитного поля
Если полученный магнит кажется вам недостаточно мощным, попробуйте увеличить количество витков медного провода. Не забывайте о том, что, чем дальше расположены провода от железной сердцевины, тем меньше будет воздействие их на металл. Другой способ — подключить более мощный источник питания. Но и тут нужно быть осторожнее. Слишком сильный ток разогреет сердечник. При высоком нагреве плавится изоляция, и электромагнит может стать опасным.
Подключили мощный источник питания — магнит стал мощнее
Есть смысл поэкспериментировать с сердечниками. Возьмите более толстое основание — металлический брусок шириной 2-3 см. Узнать, насколько мощный получился электромагнит, позволит специальный прибор, измеряющий силу магнитного поля. С его помощью и методом экспериментов вы найдете золотую середину в создании электромагнита.
От постоянного магнита электромагнит отличается тем, что свои свойства от
приобретает лишь, если на него воздействует ток. Именно он дает
возможность изменять направление полюсов, притяжение, а также ряд иных
характеристик. Отдельные люди, которые сильно увлечены механикой, могут
своими руками делать электромагниты для их применения в разнообразных
механизмах. Своими руками изготовить электромагнит не так уж сложно.
Для этого можно использовать материалы, которые есть под рукой, а также
несложные устройства. Итак, сейчас мы расскажем вам о том, как сделать
электромагнит.
Как сделать электромагнит
Чтобы изготовить электромагнит, будут нужны:
-Гвоздь длиной не менее 15-ти см либо другое металлическое изделие,
которое будет выступать в качестве сердечника;
-Порядка 3-х м. проволоки из меди с изоляцией;
-Генератор или аккумулятор;
-Провод для взаимодействия с батареей;
-Изоляция.
При использовании для создания электромагнита заготовки большого
размера медной проволоки понадобится больше. В противном случае поле,
которое создает магнит, будет слабым. Точное количество обмотки
предварительно указать невозможно. Как правило, специалисты определяют
это метолом уменьшения или увеличивания проволоки, одновременно
выясняя, как изменилось магнитное поле. Если проволоки будет слишком
много, то сила, создаваемая магнитным полем, станет меньше.
Вы можете сделать электромагнит своими руками, если будете выполнять
рекомендации, которые приведены ниже:
1. С кончиков наматываемого на сердечник провода из меди следует
убрать примерно два-три сантиметра изоляции. Они будут нужны для
соединения обычной проволоки с проволокой из меди. Простую (не
медную) проволоку мы будем подключать к генератору или
аккумулятору;
2. Следует обмотать провод из меди вокруг сердечника, к примеру,
гвоздя, причем витки должны располагаться строго параллельно. Эту
операцию нужно делать в одном направлении, поскольку именно это
будет определять вариант расположения полюсов нашего
электромагнита. При желании поменять расположение полюсов
достаточно изменить направление перемотки проволоки. Если этого не
сделать, то в разных секциях магнитные поля будут воздействовать
одно на другое, вследствие чего уменьшится сила электромагнита;
3. Нужно подсоединить кончики медного зачищенного провода к 2-м
обычным проводам, которые надо подготовить заранее. Это
соединение следует заизолировать. Затем одним концом провод нужно
подключить к положительному заряду аккумуляторной батареи,
другим – к отрицательному. Не имеет значения, какой из проводов
подключать к какому концу, так как от этого не зависят возможности
магнита. Вы сделали все правильно? Значит электромагнит будет
работать! При наличии у аккумуляторной батареи реверсивного
варианта подключения направление полюсов можно поменять.
Если мощность электромагнита покажется недостаточной, увеличьте число
витков провода. Стоит помнить, что с увеличением расстояния между
железной сердцевиной и проводом их действие на металл будет меньше.
Второй вариант увеличения мощности такой: источник питания должен быть
более мощным. Однако будьте осторожными. При большой силе тока сильно
разогреется сердечник. При нагревании изоляция начнет плавиться, и магнит
станет источником опасности.
Можно провести эксперимент с сердечниками. Взять основу потолще, к
примеру, брусок из металла, ширина которого будет два-три сантиметра.
Определить, как возрастет мощность электромагнита, можно с помощью
прибора для измерения магнитного поля. При помощи этого устройства, а
также проводя эксперименты, можно найти оптимальный вариант
изготовления электромагнита.