In dieser Videolektion sprach der Kanal „E+M“ darüber, was ein Elektromagnet ist. Er zeigte auch, wie man es mit einer Versorgungsspannung von 12 Volt von Hand herstellt, und führte damit eine Reihe von Experimenten durch. Zeigte, wie man die Effizienz steigern kann.

Zunächst eine kleine Theorie der Geschichte. Im frühen 19. Jahrhundert entdeckte der dänische Physiker Oersted den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus. Ein Strom, der durch einen Leiter fließt, der sich neben dem Kompass befindet, lenkt seine Nadel in Richtung des Leiters ab. Dies weist auf das Vorhandensein eines Magnetfelds um den Leiter hin. Es stellte sich auch heraus, dass sich seine magnetischen Eigenschaften erhöhen, wenn man einen Leiter zu einer Spule wickelt. In einer Drahtspule, dem sogenannten Solenoid, entstehen magnetische Linien, genau wie in einem Permanentmagneten.

Je nachdem, auf welcher Seite wir die Spule zum Kompass tragen, weicht sie in die eine oder andere Richtung ab. Seitdem haben sich in der Spule zwei Pole gebildet: Nord und Süd. Es ist möglich, die Richtung des elektrischen Stroms durch Umkehren der Pole zu ändern. Für das Experiment hat der Autor des Kanals zwei identische Spulen gewickelt. Die erste Spule hat 260 Windungen, Widerstand 7 Ohm. 2 ist doppelt so viel. 520 Windungen, 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 den Experimenten mit der ersten Spule, die 260 Windungen hat. Das Multimeter ist auf den Strommessmodus eingestellt. Es zeigt den Strom in Ampere an, der durch die Spule fließt. Wie Sie sehen, beträgt die Anzeige 1,4 Ampere. Dies reicht aus, um kleine Metallgegenstände anzulocken. 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. Das ist 2 mal weniger als 1. Bei gleicher Spannung von 12 Volt. Sie kann den Rubel auch nicht anziehen. Was können wir tun, um die magnetischen Eigenschaften unserer Spule zu verbessern? Versuchen wir, einen Eisenkern zu installieren. Dazu verwenden wir einen Bolzen. Jetzt fungiert es als magnetischer Kreis. Letzteres fördert den Durchgang des magnetischen Flusses durch sich selbst und erhöht die entsprechenden Eigenschaften des Elektromagneten. Jetzt hat sich unser Design 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 die Magnetspule anziehen kann. Der Elektromagnet hat sich erwärmt, was bedeutet, dass sein Widerstand zugenommen hat. Je höher der Widerstand, desto geringer ist der Strom. Je weniger Magnetfeld die Spule erzeugt. Lassen wir den Elektromagneten vollständig abkühlen und wiederholen die Experimente. Diesmal beträgt die Ladung 12 Münzen. Wie Sie sehen können, begannen die unteren Münzen mit abnehmender Strömung von selbst abzufallen. Egal wie sehr der Moderator versuchte zu experimentieren, er schaffte es nicht, mehr als diese Last zu heben.

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

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Wie man einen selbstgemachten Elektromagneten herstellt

Dieses Video vom Kreosan-Kanal zeigt, wie Sie Ihren eigenen Elektromagneten herstellen. Sie müssen den Transformator aus der Mikrowelle nehmen, ihn abschneiden und die Wicklungen entfernen. Andere Transformatoren funktionieren auch. Aber leistungsstark und nur in der Mikrowelle erhältlich.

Wir brauchen eine Primärwicklung. Wir haben es gerade erst eingeschaltet und es beginnt bereits zu vibrieren. Was passiert, wenn es Eisen anzieht? Es ist Zeit, den Elektromagneten auszuprobieren. Es kann mit 12, 24, 36, 48, 110, 220 Volt versorgt werden. Dabei kann es Gleich- und Wechselstrom geben. Lassen Sie uns den Laptop-Akku einschalten und sehen, was ein selbstgebauter Elektromagnet bei einer Spannung von 12 Volt bewirken kann. Wir nehmen eine Nuss und zerdrücken sie unter Beteiligung eines Elektromagneten mit einer Tür. Wie Sie sehen können, kam er problemlos mit der Nuss zurecht. Versuchen wir, etwas Schwereres zu heben. Zum Beispiel ein Schachtdeckel.

Es gibt eine Idee für einen einfachen Pulsationsmesser.

Der einfachste Elektromagnet in 5 Minuten

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

Zuerst isolieren wir den Stahlstab mit Bauklebeband und schneiden das überschüssige Material ab. Es ist notwendig, den Kupferdraht so um das Isoliermaterial zu wickeln, dass möglichst wenige Luftspalte entstehen. Davon hängt die Stärke des Magneten ab, ebenso wie die Dicke des Kupferdrahtes, die Windungszahl und die Stromstärke. Diese Indikatoren müssen experimentell ausgewählt werden. Wickeln Sie den Draht nach dem Aufwickeln mit Isoliermaterial um.

Wir isolieren 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, lassen sich die Bolzen nicht gut magnetisieren. Um den Magneten zu stärken, erhöhen wir den Strom auf 1,9 Ampere und das Ergebnis ändert sich sofort zum Besseren! Mit dieser Stromstärke können wir nun nicht nur Bolzen, sondern auch Drahtschneider und Zangen heben. Versuchen Sie es mit einer Batterie und schreiben Sie das Ergebnis in die Kommentare.

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Wie man zu Hause einen Elektromagneten mit eigenen Händen herstellt

Was wirst du brauchen

Zusätzlich:

Dies ist eine allgemeine Empfehlung, da der Elektromagnet für einen bestimmten Zweck hergestellt wird. Darauf aufbauend werden die Komponenten der Schaltung ausgewählt. Und wenn es zu Hause gemacht wird, kann es keinen Standard geben – alles, was zur Verfügung steht, reicht aus. Bezogen auf den ersten Punkt wird beispielsweise oft ein Nagel, ein Schlossbügel oder ein Stück Eisenstange als Kern verwendet – die Auswahl an Möglichkeiten ist riesig.

Herstellungsverfahren

Wicklung

Was ist zu beachten?

Deshalb sollten Sie sich nicht auf externe Ratschläge von „erfahrenen und erfahrenen“ Personen verlassen. Es gibt einen bestimmten Kern (mit eigener magnetischer Leitfähigkeit, Abmessungen, Querschnitt), Draht und Stromquelle. Daher müssen Sie experimentieren, um die optimale Kombination von Parametern wie Strom, Widerstand und Temperatur zu erreichen.

Verbindung

• Löten von Kupfer und Anschlussdrähten. Obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist, können Sie es verdrehen, indem Sie es mit einem PVC-Rohr oder Klebeband isolieren.

Es ist nicht schwierig, einen Eisenkern anhand seines Innenquerschnitts auszuwählen. Um die Steuerung zu erleichtern, müssen Sie einen Rheostat (variablen Widerstand) in den Stromkreis einbauen. Dementsprechend ist ein solcher Elektromagnet bereits an die Steckdose angeschlossen. Die Anziehungskraft wird durch Veränderung der R-Kette reguliert.

Einen Elektromagneten herzustellen ist ganz einfach. Alles andere hängt von der Geduld und dem Einfallsreichtum des Meisters ab. Möglicherweise müssen Sie experimentieren, um das zu bekommen, was Sie brauchen – mit der Versorgungsspannung, dem Drahtquerschnitt usw. Jedes hausgemachte Produkt erfordert nicht nur einen kreativen Ansatz, sondern auch Zeit. Wenn Sie es nicht bereuen, ist ein hervorragendes Ergebnis garantiert.

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Unabhängig davon, warum jemand einen Magneten benötigt, kann er ganz einfach zu Hause hergestellt werden. Wenn Sie so etwas zur Hand haben, können Sie damit nicht nur Spaß daran haben, verschiedene kleine Eisenstücke vom Tisch aufzuheben, sondern auch eine nützliche Verwendung dafür finden, beispielsweise um eine auf den Teppich gefallene Nadel wiederzufinden . In diesem Artikel erfahren Sie, wie einfach Sie zu Hause einen Elektromagneten mit Ihren eigenen Händen herstellen können.

Ein bisschen Physik

Wie wir uns aus dem Physikunterricht erinnern (oder nicht erinnern), müssen wir Induktion erzeugen, um elektrischen Strom in ein magnetisches Feld umzuwandeln. Die Induktivität wird mithilfe einer gewöhnlichen Spule erzeugt, in deren Inneren dieses Feld entsteht und auf den Stahlkern übertragen wird, um den die Spule gewickelt ist.

Abhängig von der Polarität sendet also ein Ende des Kerns ein Feld mit Minuszeichen und das gegenüberliegende Ende ein Feld mit Pluszeichen aus. Die visuellen magnetischen Fähigkeiten werden jedoch in keiner Weise durch die Polarität beeinflusst. Wenn Sie also mit der Physik fertig sind, können Sie mit den entscheidenden Maßnahmen beginnen, um mit Ihren eigenen Händen einen einfachen Elektromagneten zu erschaffen.

Materialien zur Herstellung des einfachsten Magneten

Zunächst benötigen wir einen Induktor mit einem um den Kern gewickelten Kupferdraht. Dies kann ein normaler Transformator einer beliebigen Stromversorgung sein. Eine hervorragende Möglichkeit, Elektromagnete herzustellen, besteht darin, sie um die verengte Rückseite der Bildröhren alter Monitore oder Fernseher zu wickeln. Die Leiterfäden in Transformatoren sind durch eine Isolierung geschützt, die aus einer nahezu unsichtbaren Speziallackschicht besteht, die den Durchgang von elektrischem Strom verhindert, was genau das ist, was wir brauchen. Um mit Ihren eigenen Händen einen Elektromagneten zu erstellen, müssen Sie zusätzlich zu den angegebenen Leitern Folgendes vorbereiten:

1. Eine normale 1,5-Volt-Batterie.
2. Klebeband oder Klebeband.
3. Scharfes Messer.
4. Hunderte Nägel.

Der Prozess der Herstellung eines einfachen Magneten

Wir beginnen damit, die Drähte vom Transformator zu entfernen. Seine Mitte befindet sich in der Regel innerhalb des Stahlrahmens. Nachdem Sie die Oberflächenisolierung der Spule entfernt haben, können Sie den Draht einfach abwickeln und zwischen den Rahmen und der Spule ziehen. Da wir nicht viel Draht benötigen, ist diese Methode hier die akzeptabelste. Wenn wir genügend Draht freigegeben haben, gehen wir wie folgt vor:

1. Den von der Transformatorspule entfernten Draht wickeln wir um einen Nagel, der als Stahlkern für unseren Elektromagneten dient. Es ist ratsam, so oft wie möglich Kurven zu fahren und sie dabei fest aneinander zu drücken. Vergessen Sie nicht, an der ersten Windung ein langes Ende des Drahtes stehen zu lassen, über das unser Elektromagnet einen der Pole der Batterie mit Strom versorgt.
2. Wenn wir das andere Ende des Nagels erreichen, hinterlassen wir auch einen langen Stromleiter. Den überschüssigen Draht schneiden wir mit einem Messer ab. Um zu verhindern, dass sich die von uns gewickelte Spirale auflöst, können Sie sie mit Klebeband oder Klebeband umwickeln.
3. Wir entfernen beide Enden des vom Wundnagel kommenden Drahtes mit einem Messer vom Isolierlack.
4. Wir lehnen ein Ende des abisolierten Leiters an den Pluspol der Batterie und befestigen ihn mit Klebeband oder Klebeband, damit der Kontakt gut erhalten bleibt.
5. Das andere Ende wickeln wir auf die gleiche Weise auf das Minus.

Der Elektromagnet ist betriebsbereit. Indem Sie Metallklammern oder Reißzwecken auf dem Tisch verteilen, können Sie die Funktionalität überprüfen.

Wie stellt man einen stärkeren Magneten her?

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

Vergessen Sie jedoch nicht, dass je stärker der elektrische Strom ist, desto mehr Windungen sind erforderlich, da der Widerstand bei einer geringen Windungszahl zu groß ist, was zu einer starken Erwärmung der Leiter führt. Bei zu starker Erwärmung kann der Isolierlack schmelzen und die Windungen untereinander oder mit dem Stahlkern kurzschließen. 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 sind, desto stärker ist das Induktionsfeld und desto stärker ist der Magnet.

Herstellung eines stärkeren Magneten

Versuchen wir, mit unseren eigenen Händen einen 12-Volt-Elektromagneten herzustellen. Die Stromversorgung erfolgt über ein 12-Volt-Wechselstromnetzteil oder eine 12-Volt-Autobatterie. Für die Herstellung benötigen wir eine viel größere Menge Kupferleiter und sollten daher zunächst die innere Spule mit Kupferdraht aus dem vorbereiteten Transformator entfernen. Eine Mühle ist der beste Weg, es zu extrahieren.

Was wir für die Produktion benötigen:

• Ein Stahlhufeisen aus einem großen Vorhängeschloss, das als unser Kern dienen wird. In diesem Fall ist es möglich, die Eisenstücke an beiden Enden zu magnetisieren, was die Tragfähigkeit des Magneten weiter erhöht.
• Spule mit Kupferdraht in lackierter Isolierung.
• Isolierband.
• Unnötige 12-Volt-Stromversorgung oder Autobatterie.

Der Prozess zur Herstellung eines leistungsstarken 12-Volt-Magneten

Selbstverständlich kann auch jeder andere massive Stahlstift als Kern verwendet werden. Aber ein Hufeisen aus einer alten Burg reicht völlig aus. Seine Biegung dient als eine Art Griff, wenn wir beginnen, Lasten mit beeindruckendem Gewicht zu heben. In diesem Fall läuft die Herstellung eines Elektromagneten mit eigenen Händen wie folgt ab:

1. Wir wickeln den Draht vom Transformator um eines der Hufeisen. Wir platzieren die Spulen so eng wie möglich. Die Krümmung des Hufeisens wird ein wenig stören, aber das ist in Ordnung. Wenn die Länge der Seite des Hufeisens endet, legen wir die Windungen in die entgegengesetzte Richtung auf die erste Windungsreihe. Wir machen insgesamt 500 Umdrehungen.
2. Wenn das Wickeln einer Hälfte des Hufeisens fertig ist, wickeln Sie es mit einer Schicht Isolierband um. Das ursprüngliche Ende des Kabels, das zum Aufladen über eine Stromquelle bestimmt ist, wird zum oberen Teil des zukünftigen Griffs herausgeführt. Wir wickeln unsere Spule mit einer weiteren Schicht Isolierband um das Hufeisen. Wir wickeln das andere Ende des Leiters um den Biegekern des Griffs und fertigen auf der anderen Seite eine weitere Spule.
3. Wir wickeln den Draht auf die gegenüberliegende Seite des Hufeisens. Wir machen alles genauso wie bei der ersten Seite. Wenn 500 Windungen verlegt sind, entfernen wir auch das Ende des Kabels zur Stromversorgung aus einer Energiequelle. Für diejenigen, die es nicht verstehen, wird die Vorgehensweise in diesem Video anschaulich gezeigt.

Der letzte Schritt bei der Herstellung eines Elektromagneten mit eigenen Händen ist das Aufladen der Energiequelle. Wenn es sich um eine Batterie handelt, verlängern wir die Enden der abisolierten Leiter unseres Elektromagneten mit zusätzlichen Drähten, die wir an die Batteriepole anschließen. Wenn es sich um eine Stromversorgung handelt, schneiden Sie den Stecker zum Verbraucher ab, isolieren Sie die Drähte ab und schrauben Sie jeweils einen Draht vom Elektromagneten fest. Mit Isolierband isolieren. Wir stecken das Netzteil in die Steckdose. Glückwunsch. Sie haben mit Ihren eigenen Händen einen leistungsstarken 12-Volt-Elektromagneten hergestellt, der Lasten über 5 kg heben kann.

Ein solches Gerät ist praktisch, weil sein Betrieb einfach mit elektrischem Strom gesteuert werden kann – durch Wechseln der Pole und Ändern der Anziehungskraft. In manchen Fällen ist es wirklich unverzichtbar und wird oft als konstruktives Element verschiedener hausgemachter Produkte verwendet. Es ist nicht schwer, einen einfachen Elektromagneten mit eigenen Händen herzustellen, zumal fast alles, was Sie brauchen, in jedem Haushalt zu finden ist.

• Jede geeignete Probe aus Eisen (sie ist stark magnetisch). Dies wird der Kern des Elektromagneten sein.
• Der Draht besteht aus Kupfer und ist immer isoliert, um einen direkten Kontakt der beiden Metalle zu verhindern. Für einen selbstgebauten Elektromagneten beträgt der empfohlene Querschnitt 0,5 (jedoch nicht mehr als 1,0).
• Gleichstromquelle – Batterie, Batterie, Netzteil.

Zusätzlich:

• Verbindungsdrähte zum Anschluss eines Elektromagneten.
• Lötkolben oder Isolierband zur Sicherung der Kontakte.

Dies ist eine allgemeine Empfehlung, da der Elektromagnet für einen bestimmten Zweck hergestellt wird. Darauf aufbauend werden die Komponenten der Schaltung ausgewählt. Und wenn es zu Hause gemacht wird, kann es keinen Standard geben – alles, was zur Verfügung steht, reicht aus. Bezogen auf den ersten Punkt wird beispielsweise oft ein Nagel, ein Schlossbügel oder ein Stück Eisenstange als Kern verwendet – die Auswahl an Möglichkeiten ist riesig.

Herstellungsverfahren

Wicklung

Der Kupferdraht wird sorgfältig Windung für Windung auf den Kern gewickelt. Mit dieser Sorgfalt wird die Effizienz des Elektromagneten maximal sein. Nach dem ersten „Durchgang“ entlang der Eisenprobe wird der Draht in einer zweiten, manchmal auch dritten Schicht verlegt. Es hängt davon ab, wie viel Strom das Gerät benötigt. Allerdings muss die Wicklungsrichtung unverändert bleiben, sonst gerät das Magnetfeld „unausgeglichen“ und der Elektromagnet kann kaum noch etwas anziehen.

Um die Bedeutung der ablaufenden Prozesse zu verstehen, reicht es aus, sich an die Physiklektionen aus dem High-School-Kurs zu erinnern – sich bewegende Elektronen, die von ihnen erzeugte EMF, die Richtung ihrer Rotation.

Nachdem das Wickeln abgeschlossen ist, wird der Draht abgeschnitten, sodass die Leitungen bequem an die Stromquelle angeschlossen werden können. Wenn es eine Batterie ist, dann direkt. Wenn Sie ein Netzteil, eine Batterie oder ein anderes Gerät verwenden, benötigen Sie Anschlusskabel.

Was ist zu beachten?

Es gibt gewisse Schwierigkeiten mit der Anzahl der Schichten.

• Mit zunehmender Windung 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.

Deshalb sollten Sie sich nicht auf externe Ratschläge von „erfahrenen und erfahrenen“ Personen verlassen. Es gibt einen bestimmten Kern (mit eigener magnetischer Leitfähigkeit, Abmessungen, Querschnitt), Draht und 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

• Reinigen der Kupferanschlüsse. Der Draht ist zunächst mit mehreren Lackschichten überzogen (je nach Marke) und dient bekanntermaßen als Isolator.
• Löten von Kupfer und Anschlussdrähten. Obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist, können Sie es verdrehen, indem Sie es isolieren oder Klebeband verwenden.
• Befestigen Sie die zweiten Enden der Drähte an den Klemmen. Zum Beispiel der Typ „Krokodil“. Mit solchen abnehmbaren Kontakten können Sie die Pole des Elektromagneten bei Bedarf während des Gebrauchs problemlos wechseln.

• Um einen leistungsstarken Elektromagneten herzustellen, verwenden Heimwerker häufig eine MP-Spule (Magnetstarter), Relais oder Schütze. Sie sind sowohl für 220 als auch für 380 V erhältlich.

Es ist nicht schwierig, einen Eisenkern anhand seines Innenquerschnitts auszuwählen. Um die Steuerung zu erleichtern, müssen Sie einen Rheostat (variablen Widerstand) in den Stromkreis einbauen. Dementsprechend ist ein solcher Elektromagnet bereits an die Steckdose angeschlossen. Die Anziehungskraft wird durch Veränderung der R-Kette reguliert.

• Sie können die Leistung eines Elektromagneten erhöhen, indem Sie den Kernquerschnitt vergrößern. Aber nur bis zu bestimmten Grenzen. Und hier muss man experimentieren.

• Bevor Sie einen Elektromagneten herstellen, müssen Sie sicherstellen, dass die ausgewählte Eisenprobe dafür geeignet ist. Die Prüfung ist ganz einfach. Nehmen Sie einen normalen Magneten; An solchen „Saugnäpfen“ hängen viele Dinge im Haus. Wenn es den für den Kern ausgewählten Teil anzieht, kann es verwendet werden. Wenn das Ergebnis negativ oder „schwach“ ist, ist es besser, nach einer anderen Probe zu suchen.

Einen Elektromagneten herzustellen ist ganz einfach. Alles andere hängt von der Geduld und dem Einfallsreichtum des Meisters ab. Möglicherweise müssen Sie experimentieren, um das zu bekommen, was Sie brauchen – mit der Versorgungsspannung, dem Drahtquerschnitt usw. Jedes hausgemachte Produkt erfordert nicht nur einen kreativen Ansatz, sondern auch Zeit. Wenn Sie es nicht bereuen, ist ein hervorragendes Ergebnis garantiert.

Neben Permanentmagneten begann man seit dem 19. Jahrhundert, in Technik und Alltag auch variable Magnete aktiv einzusetzen, deren Funktion durch die Zufuhr von elektrischem Strom reguliert werden kann. Strukturell gesehen ist ein einfacher Elektromagnet eine Spule aus elektrisch isolierendem Material, auf die ein Draht gewickelt ist. Wenn Sie über ein Minimum an Materialien und Werkzeugen verfügen, ist es nicht schwierig, selbst einen Elektromagneten herzustellen. Wie das geht, verraten wir Ihnen in diesem Artikel.

Wenn elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, entsteht um den Draht herum ein Magnetfeld; wenn der Strom abgeschaltet wird, verschwindet das Feld. Um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern, kann ein Stahlkern in die Mitte der Spule eingebracht oder der Strom erhöht werden.

Einsatz von Elektromagneten im Alltag

Elektromagnete können zur Lösung einer Reihe von Problemen eingesetzt werden:

1. zum Sammeln und Entfernen von Stahlspänen oder kleinen Stahlbefestigungen;
2. dabei, gemeinsam mit Kindern verschiedene Spiele und Spielzeuge herzustellen;
3. zum Elektrisieren von Schraubendrehern und Bits, wodurch Sie Schrauben magnetisieren und das Eindrehen erleichtern können;
4. zur Durchführung verschiedener Experimente zum Elektromagnetismus.

Einen einfachen Elektromagneten bauen

Der einfachste Elektromagnet, der sich gut zur Lösung einiger praktischer Haushaltsprobleme eignet, kann mit eigenen Händen ohne Verwendung einer Spule hergestellt werden.

Bereiten Sie für die Arbeit die folgenden Materialien vor:

1. Stahlstab mit einem Durchmesser von 5-8 Millimetern oder ein 100er Nagel;
2. Kupferdraht in Lackisolierung mit einem Durchmesser von 0,1–0,3 Millimetern;
3. zwei Stücke von 20 Zentimetern Kupferdraht mit PVC-Isolierung;
4. Isolierband;
5. Stromquelle (Batterie, Akku usw.).

Bereiten Sie als Werkzeug eine Schere oder einen Drahtschneider (Seitenschneider) zum Schneiden von Drähten, eine Zange und ein Feuerzeug vor.

Der erste Schritt ist das Aufwickeln des elektrischen Kabels. Wickeln Sie mehrere hundert Windungen dünnen Drahtes direkt auf den Stahlkern (Nagel). Die manuelle Durchführung dieses Vorgangs dauert ziemlich lange. Verwenden Sie eine einfache 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. Wickeln Sie Drahtstücke mit größerem Durchmesser um die Enden des gewickelten Drahtes und isolieren Sie die Kontaktstellen mit Isolierband.

Beim Betrieb des Magneten müssen lediglich die freien Enden der Drähte mit den Polen der Stromquelle verbunden werden. Die Verteilung der Anschlusspolarität hat keinen Einfluss auf den Betrieb des Geräts.

Mit dem Schalter

Aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit empfehlen wir, das resultierende Diagramm leicht zu verbessern. Zwei weitere Elemente sollten zur obigen Liste hinzugefügt werden. Der erste von ihnen ist der dritte Draht mit PVC-Isolierung. Der zweite ist ein Schalter jeglicher Art (Tastatur, Druckknopf usw.).

Somit sieht das Anschlussdiagramm des Elektromagneten 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 verbleibenden Kontakt der Batterie.

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

Elektromagnet auf Spulenbasis

Ein komplexerer Elektromagnet wird auf Basis einer Spule aus elektrisch isolierendem Material – Pappe, Holz, Kunststoff – hergestellt. Wenn Sie kein solches Element haben, können Sie es leicht selbst herstellen. Nehmen Sie ein Röhrchen aus den angegebenen Materialien und kleben Sie an den Enden ein paar Unterlegscheiben mit Löchern darauf. Es ist besser, wenn die Unterlegscheiben einen geringen Abstand von den Enden der Spule haben.

Sogar ein unerfahrener Physiker kann dies tun. Der Artikel bietet drei Möglichkeiten, wie man zu Hause einen Elektromagneten herstellt. Probieren Sie es aus, Sie werden Erfolg haben!

In der ersten Option gibt es eine Anleitung mit Details zur Herstellung eines einfachen Elektromagneten. Vorbereiten:

• Kupferkabel;
• Muttern und Schrauben;
• Klebeband (vorzugsweise Papier);
• Isolierband;
• Nun ja, ein paar Hände mit Fantasie.

Sind Sie bereit? Wir montieren die Struktur. Zuerst werden Unterlegscheiben auf den Bolzen gesteckt. Als nächstes wird das Band aufgewickelt (dies verhindert einen Kurzschluss), alles wird mit einer Mutter festgezogen. Das Ergebnis war der Kern des zu konstruierenden Elektromagneten. Nun wird das Ende des Drahtes am Bolzengewinde befestigt. Beginnen Sie, den Draht von Windung zu Windung vorsichtig um den Kern zu wickeln. Nachdem wir die erste Schicht aufgewickelt haben, kehren wir zur ersten Runde zurück. Nun wird die zweite Windung aufgewickelt. Die Abfolge der Vorgänge wird mehrmals wiederholt. Jedes Mal muss sorgfältig gewickelt werden, eine Schicht nach der anderen, von Windung zu Windung.

Um die fünfte Schicht herum nimmt die Anzahl der Windungen ab, die Dichte bleibt jedoch gleich. Als Ergebnis erhalten wir eine Art „Glühbirne“. Nachdem Sie die letzte Schicht aufgewickelt haben, wickeln Sie die Spule mit Isolierband um. Ein einfacher Elektromagnet ist fertig.

Wie man einen Elektromagneten herstellt, Option zwei. Vorbereiten:

• emaillierter Draht;
• Zange;
• Batist;
• Nagel;
• Isolierband;
• Papier;
• Kunststoffscheiben entsprechend dem Nageldurchmesser;
• Stromversorgung.

Beißen Sie die scharfe Spitze des Nagels mit einer Zange ab. Feilen Sie diesen Schnitt. Das Ende sollte gleichmäßig sein. Im Ofen anfeuern und abkühlen lassen. Kohlenstoffablagerungen entfernen. Beginnen wir mit der Isolation. Wir setzen ein Cambric auf den Nagel und bringen auf beiden Seiten Unterlegscheiben an, damit die Wicklung nicht über das Cambric hinausgeht. Wir wickeln den Draht in engen Windungen um das Cambric. Wenn die erste Schicht fertig ist, wickeln Sie sie in Papier ein und fahren Sie mit der nächsten Schicht fort. Mehr Windungen bedeuten einen stärkeren Elektromagneten. Vergessen Sie nicht, die Drähte herauszuziehen, nachdem das Wickeln abgeschlossen ist. Die Enden werden abisoliert und an eine beliebige Stromquelle angeschlossen.

Option drei. Wie baut man einen starken Elektromagneten? Dieser Elektromagnet wird wie der vorherige mit Strom betrieben. Dies bedeutet, dass die Leistung reguliert wird, d. h. es kann entweder addiert oder subtrahiert werden. Wie stellt man also einen leistungsstarken Elektromagneten her? Kochen:

• Nagel (Sie können jede Größe nehmen, nur nicht klein);
• Kupferdraht (Spule) mit mittlerem Durchmesser;
• Schalter (jeder, den Sie finden);
• Netzteil;
• Lötkolben;
• Schere.

Jetzt fangen wir an. Zunächst eine Klarstellung: Wenn kein Nagel vorhanden ist, kann durchaus eine Eisenstange (oder ähnliches) verwendet werden. Der Schwerpunkt liegt auf dem Material (Eisen) und der Form selbst. Der Stab muss lang und nicht krumm sein. gleichmäßig und lückenlos aufgewickelt werden. Nun zum Draht. Wie Sie bereits verstanden haben, reicht nur Kupfer aus. Wo bekommt man? Von jeder Stromversorgung. Zum Beispiel ein kleiner Transformator aus einem kleinen Generator. Achten Sie auf den Durchmesser der Spule: Er sollte nicht zu groß sein. Idealerweise mittlere Größen. Brechen (oder schneiden) Sie den Kunststoff, damit Sie den Draht schneller abwickeln können. Die gesamte Spule wird höchstwahrscheinlich nicht benötigt.

Nächster Schritt. Wir nehmen einen Nagel (oder ein gefundenes Analogon) und wickeln den Draht (gleichmäßig) darum. Jede Windung sollte eng an der vorherigen anliegen. Ich wiederhole: Es dürfen keine Leerzeichen stehen. In mehreren Lagen einwickeln (mindestens vier). Brechen Sie die Spule beim Aufwickeln nicht versehentlich ab: Durch das Unterbrechen der Verbindung kann das zu bauende Gerät nicht funktionieren. Jetzt zeichnen wir zwei Leiter: den Anfang der Wicklung und das Ende der Wicklung. Wir reinigen beide Kontakte. Vorsichtig, vorsichtig. Wie Sie wissen, ist Kupferdraht sehr, sehr zerbrechlich. Beschädigen Sie es nicht, da sonst der Kontakt leicht unterbrochen wird. Nach dem Abisolieren werden beide Kontakte mit der Spannungsversorgung verbunden. Und wenn Sie möchten, können Sie auch zum Schalter gehen.

Das ist alles. Wählen Sie eine Option und probieren Sie es aus. Viel Glück!

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

Der Anwendungsbereich von Elektromagneten ist sehr breit. Sie werden in elektrischen Maschinen und Geräten, in Automatisierungsgeräten, in der Medizin und in verschiedenen Arten der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt. Am häufigsten werden Elektromagnete und Magnetspulen zum Bewegen einiger Mechanismen und in der Industrie zum Heben von Lasten verwendet.

Beispielsweise ist ein Hebe-Elektromagnet ein sehr komfortabler, produktiver und wirtschaftlicher Mechanismus: Es ist kein Wartungspersonal erforderlich, um die transportierte Ladung zu sichern und freizugeben. Es reicht aus, einen Elektromagneten an der sich bewegenden Last anzubringen und den elektrischen Strom in der Spule des Elektromagneten einzuschalten, und die Last wird vom Elektromagneten angezogen. Um die Last freizugeben, muss lediglich der Strom abgeschaltet werden.

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

Wie ein Elektromagnet funktioniert (Theorie)

Fließt ein elektrischer Strom durch einen Leiter, bildet sich um diesen Leiter herum ein Magnetfeld. Da Strom nur fließen kann, wenn der Stromkreis geschlossen ist, muss der Leiter eine geschlossene Schleife sein, beispielsweise einen Kreis, was die einfachste geschlossene Schleife darstellt.

Früher wurde häufig ein kreisförmig aufgerollter Leiter verwendet, um die Wirkung des Stroms auf eine in seiner Mitte platzierte Magnetnadel zu beobachten. In diesem Fall hat der Pfeil von allen Teilen des Leiters den gleichen Abstand, wodurch die Wirkung des Stroms auf den Magneten besser beobachtet werden kann.

Um die Wirkung von elektrischem Strom auf einen Magneten zu verstärken, können Sie zunächst den Strom erhöhen. Wenn Sie jedoch einen Leiter, durch den etwas Strom fließt, zweimal um den von ihm abgedeckten Stromkreis biegen, verdoppelt sich die Wirkung des Stroms auf den Magneten.

Auf diese Weise kann diese Wirkung um ein Vielfaches gesteigert werden, indem der Leiter entsprechend oft um einen bestimmten Stromkreis gebogen wird. Der resultierende leitende Körper, bestehend aus einzelnen Windungen, deren Anzahl beliebig sein kann, wird Spule genannt.

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

Das durch elektrischen Strom erzeugte Magnetfeld weist im Prinzip keine wesentlichen Unterschiede zum Magnetfeld auf. Kehren wir zu Elektromagneten zurück, sieht die Formel für ihre Zugkraft wie folgt aus:

F=40550∙B 2 ∙S,

wobei F die Zugkraft in kg ist (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 Zugkraft eines Elektromagneten hängt von der magnetischen Induktion ab. Betrachten Sie deren Formel:

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

Daraus folgt, dass die Kraft, mit der ein 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.

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle der relativen magnetischen Permeabilitäten für verschiedene Medien. Wir sehen, dass er für Luft gleich 1 ist und für andere Materialien zehn- und sogar hundertmal größer.

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

Dies ist der Durchschnittswert für Transformatorenstahl. Es unterscheidet sich vom üblichen gerade durch den Siliziumgehalt. In der Praxis hängt seine relative magnetische Permeabilität vom angelegten Feld ab, wir gehen jedoch nicht näher darauf ein. Was macht der Kern in der Spule? Ein Elektrostahlkern verstärkt das Magnetfeld der Spule um etwa das 7000-7500-fache!

Alles, was Sie zunächst bedenken müssen, ist, dass das Material des Kerns in der Spule davon abhängt und die Kraft, mit der der Elektromagnet zieht, davon abhängt.

Üben

Eines der beliebtesten Experimente, die durchgeführt werden, um das Auftreten eines Magnetfelds um einen Leiter herum nachzuweisen, ist das Experiment mit Metallspänen. Der Leiter wird mit einem Blatt Papier bedeckt und magnetische Späne darauf gegossen, dann wird ein elektrischer Strom durch den Leiter geleitet und die Späne verändern irgendwie ihre Position auf dem Blatt. Es ist fast ein Elektromagnet.

Doch die bloße Anziehung von Metallspänen reicht für einen Elektromagneten nicht aus. Daher müssen Sie es auf der Grundlage des oben Gesagten verstärken – Sie müssen eine Spule herstellen, die auf einen Metallkern gewickelt ist. Das einfachste Beispiel wäre ein isolierter Kupferdraht, der um einen Nagel oder Bolzen gewickelt ist.

Ein solcher Elektromagnet ist in der Lage, verschiedene Stifte, Kratzer und dergleichen anzuziehen.

Als Draht können Sie entweder jeden Draht aus PVC oder einer anderen Isolierung oder Kupferdraht mit Lackisolierung wie PEL oder PEV verwenden, der für Wicklungen von Transformatoren, Lautsprechern, Motoren usw. verwendet wird. Sie können es entweder neu in Rollen finden oder von den gleichen Transformatoren aufgerollt.

10 Nuancen der Herstellung von Elektromagneten in einfachen Worten:

1. Die Isolierung muss über die gesamte Länge des Leiters gleichmäßig und intakt sein, damit es nicht zu Kurzschlüssen zwischen den Windungen kommt.

2. Das Aufwickeln sollte wie bei einer Garnrolle in eine Richtung erfolgen, d. h. Sie können den Draht nicht um 180 Grad biegen und in die entgegengesetzte Richtung gehen. Dies liegt daran, dass das resultierende Magnetfeld gleich der algebraischen Summe der Felder jeder Windung ist; wenn Sie nicht ins Detail gehen, erzeugen die in entgegengesetzter Richtung gewickelten Windungen ein elektromagnetisches Feld mit entgegengesetztem Vorzeichen. Dadurch werden die Felder subtrahiert und die Stärke des Elektromagneten wird geringer, und wenn in der einen und der anderen Richtung gleich viele Windungen vorhanden sind, zieht der Magnet überhaupt nichts an, da die Felder dies tun unterdrücken sich gegenseitig.

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

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

5. Bei Gleichstrom ist der Strom aufgrund des Einflusses der Induktivitätsreaktanz 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 (halb) als beim Betrieb mit Konstantstrom. In diesem Fall besteht der Kern für Wechselstromspulen aus dünnem Blech, das zu einem Ganzen zusammengefügt ist, während die Platten durch Lack oder eine dünne Zunderschicht (Oxid), die sogenannte, voneinander isoliert sind. Ladung - um Verluste und Foucault-Ströme zu reduzieren.

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

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

9. DC-Elektromagnetkerne

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

3 Ideen für einen Elektromagneten mit improvisierten Mitteln in der Praxis

Wie bereits erwähnt, besteht der einfachste Weg, einen Elektromagneten herzustellen, darin, einen Metallstab und einen Kupferdraht zu verwenden und beide entsprechend der erforderlichen Leistung auszuwählen. Die Versorgungsspannung dieses Geräts wird experimentell basierend auf der Stromstärke und der Erwärmung der Struktur ausgewählt. Der Einfachheit halber können Sie eine Garnrolle aus Kunststoff oder Ähnliches verwenden und einen Kern – eine Schraube oder einen Nagel – für das Innenloch auswählen.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, einen fast fertigen Elektromagneten zu verwenden. Denken Sie an elektromagnetische Schaltgeräte – Relais, Magnetstarter und Schütze. Für den Einsatz mit Gleichstrom und 12-V-Spannung ist es praktisch, eine Spule von Kfz-Relais zu verwenden. Sie müssen lediglich das Gehäuse entfernen, die beweglichen Kontakte herausbrechen und die Stromversorgung anschließen.

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

Auf diese Weise können Sie den Magneten über die Steckdose einschalten und seine Stärke bequem regulieren, wenn Sie beispielsweise einen Rheostat verwenden oder den Strom beispielsweise durch einen starken Widerstand begrenzen.

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

Der Anwendungsbereich von Elektromagneten ist sehr breit. Sie werden in elektrischen Maschinen und Geräten, in Automatisierungsgeräten, in der Medizin und in verschiedenen Arten der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt. Am häufigsten werden Elektromagnete und Magnetspulen zum Bewegen einiger Mechanismen und in der Industrie zum Heben von Lasten verwendet.

Beispielsweise ist ein Hebe-Elektromagnet ein sehr komfortabler, produktiver und wirtschaftlicher Mechanismus: Es ist kein Wartungspersonal erforderlich, um die transportierte Ladung zu sichern und freizugeben. Es reicht aus, einen Elektromagneten an der sich bewegenden Last anzubringen und den elektrischen Strom in der Spule des Elektromagneten einzuschalten, und die Last wird vom Elektromagneten angezogen. Um die Last freizugeben, muss lediglich der Strom abgeschaltet werden.

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

Wie ein Elektromagnet funktioniert (Theorie)

Fließt ein elektrischer Strom durch einen Leiter, bildet sich um diesen Leiter herum ein Magnetfeld. Da Strom nur fließen kann, wenn der Stromkreis geschlossen ist, muss der Leiter eine geschlossene Schleife sein, beispielsweise einen Kreis, was die einfachste geschlossene Schleife darstellt.

Früher wurde häufig ein kreisförmig aufgerollter Leiter verwendet, um die Wirkung des Stroms auf eine in seiner Mitte platzierte Magnetnadel zu beobachten. In diesem Fall hat der Pfeil von allen Teilen des Leiters den gleichen Abstand, wodurch die Wirkung des Stroms auf den Magneten besser beobachtet werden kann.

Um die Wirkung von elektrischem Strom auf einen Magneten zu verstärken, können Sie zunächst den Strom erhöhen. Wenn Sie jedoch einen Leiter, durch den etwas Strom fließt, zweimal um den von ihm abgedeckten Stromkreis biegen, verdoppelt sich die Wirkung des Stroms auf den Magneten.

Auf diese Weise kann diese Wirkung um ein Vielfaches gesteigert werden, indem der Leiter entsprechend oft um einen bestimmten Stromkreis gebogen wird. Der resultierende leitende Körper, bestehend aus einzelnen Windungen, deren Anzahl beliebig sein kann, wird Spule genannt.

Erinnern wir uns an den Schulphysikkurs, nämlich daran, 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 elektrischen Strom erzeugte Magnetfeld weist im Prinzip keine wesentlichen Unterschiede zum Magnetfeld auf. Kehren wir zu Elektromagneten zurück, sieht die Formel für ihre Zugkraft wie folgt aus:

F=40550∙B 2 ∙S,

wobei F die Zugkraft in kg ist (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 Zugkraft eines Elektromagneten hängt von der magnetischen Induktion ab. Betrachten Sie deren Formel:

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

Daraus folgt, dass die Kraft, mit der ein 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.

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle der relativen magnetischen Permeabilitäten für verschiedene Medien. Wir sehen, dass er für Luft gleich 1 ist und für andere Materialien zehn- und sogar hundertmal größer.

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

Dies ist der Durchschnittswert für Transformatorenstahl. Es unterscheidet sich vom üblichen gerade durch den Siliziumgehalt. In der Praxis hängt seine relative magnetische Permeabilität vom angelegten Feld ab, wir gehen jedoch nicht näher darauf ein. Was macht der Kern in der Spule? Ein Elektrostahlkern verstärkt das Magnetfeld der Spule um etwa das 7000-7500-fache!

Alles, was Sie zunächst bedenken müssen, ist, dass das Material des Kerns in der Spule davon abhängt und die Kraft, mit der der Elektromagnet zieht, davon abhängt.

Üben

Eines der beliebtesten Experimente, die durchgeführt werden, um das Auftreten eines Magnetfelds um einen Leiter herum nachzuweisen, ist das Experiment mit Metallspänen. Der Leiter wird mit einem Blatt Papier bedeckt und magnetische Späne darauf gegossen, dann wird ein elektrischer Strom durch den Leiter geleitet und die Späne verändern irgendwie ihre Position auf dem Blatt. Es ist fast ein Elektromagnet.

Doch die bloße Anziehung von Metallspänen reicht für einen Elektromagneten nicht aus. Daher müssen Sie es auf der Grundlage des oben Gesagten verstärken – Sie müssen eine Spule herstellen, die auf einen Metallkern gewickelt ist. Das einfachste Beispiel wäre ein isolierter Kupferdraht, der um einen Nagel oder Bolzen gewickelt ist.

Ein solcher Elektromagnet ist in der Lage, verschiedene Stifte, Kratzer und dergleichen anzuziehen.

Als Draht können Sie entweder jeden Draht aus PVC oder einer anderen Isolierung oder Kupferdraht mit Lackisolierung wie PEL oder PEV verwenden, der für Wicklungen von Transformatoren, Lautsprechern, Motoren usw. verwendet wird. Sie können es entweder neu in Rollen finden oder von den gleichen Transformatoren aufgerollt.

10 Nuancen der Herstellung von Elektromagneten in einfachen Worten:

1. Die Isolierung muss über die gesamte Länge des Leiters gleichmäßig und intakt sein, damit es nicht zu Kurzschlüssen zwischen den Windungen kommt.

2. Das Aufwickeln sollte wie bei einer Garnrolle in eine Richtung erfolgen, d. h. Sie können den Draht nicht um 180 Grad biegen und in die entgegengesetzte Richtung gehen. Dies liegt daran, dass das resultierende Magnetfeld gleich der algebraischen Summe der Felder jeder Windung ist; wenn Sie nicht ins Detail gehen, erzeugen die in entgegengesetzter Richtung gewickelten Windungen ein elektromagnetisches Feld mit entgegengesetztem Vorzeichen. Dadurch werden die Felder subtrahiert und die Stärke des Elektromagneten wird geringer, und wenn in der einen und der anderen Richtung gleich viele Windungen vorhanden sind, zieht der Magnet überhaupt nichts an, da die Felder dies tun unterdrücken sich gegenseitig.

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

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

5. Bei Gleichstrom ist der Strom aufgrund des Einflusses der Induktivitätsreaktanz 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 (halb) als beim Betrieb mit Konstantstrom. In diesem Fall besteht der Kern für Wechselstromspulen aus dünnem Blech, das zu einem Ganzen zusammengefügt ist, während die Platten durch Lack oder eine dünne Zunderschicht (Oxid), die sogenannte, voneinander isoliert sind. Ladung - um Verluste und Foucault-Ströme zu reduzieren.

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

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

9. DC-Elektromagnetkerne

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

3 Ideen für einen Elektromagneten mit improvisierten Mitteln in der Praxis

Wie bereits erwähnt, besteht der einfachste Weg, einen Elektromagneten herzustellen, darin, einen Metallstab und einen Kupferdraht zu verwenden und beide entsprechend der erforderlichen Leistung auszuwählen. Die Versorgungsspannung dieses Geräts wird experimentell basierend auf der Stromstärke und der Erwärmung der Struktur ausgewählt. Der Einfachheit halber können Sie eine Garnrolle aus Kunststoff oder Ähnliches verwenden und einen Kern – eine Schraube oder einen Nagel – für das Innenloch auswählen.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, einen fast fertigen Elektromagneten zu verwenden. Denken Sie an elektromagnetische Schaltgeräte – Relais, Magnetstarter und Schütze. Für den Einsatz mit Gleichstrom und 12-V-Spannung ist es praktisch, eine Spule von Kfz-Relais zu verwenden. Sie müssen lediglich das Gehäuse entfernen, die beweglichen Kontakte herausbrechen und die Stromversorgung anschließen.

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

Auf diese Weise können Sie den Magneten über die Steckdose einschalten und seine Stärke bequem regulieren, wenn Sie beispielsweise einen Rheostat verwenden oder den Strom beispielsweise durch einen starken Widerstand begrenzen.

Wir bauen zu Hause einen Elektromagneten. DIY-Elektromagnetberechnung für 12 Volt

Elektromagnete | Alles mit deinen eigenen Händen

Als ich eines Tages erneut in einem Buch blätterte, das ich in der Nähe eines Mülleimers fand, fiel mir eine einfache, ungefähre Berechnung von Elektromagneten auf. Die Titelseite des Buches ist auf Foto 1 abgebildet.

Im Allgemeinen ist ihre Berechnung ein komplexer Prozess, aber für Funkamateure ist die in diesem Buch angegebene Berechnung durchaus geeignet. Elektromagnete werden in vielen elektrischen Geräten verwendet. Es handelt sich um eine auf einen Eisenkern gewickelte Drahtspule, deren Form unterschiedlich sein kann. Der Eisenkern ist ein Teil des Magnetkreises, der andere Teil, mit dessen Hilfe der Weg der magnetischen Kraftlinien geschlossen wird, ist der Anker. Der Magnetkreis wird durch die Größe der magnetischen Induktion – B – charakterisiert, die von der Feldstärke und der magnetischen Permeabilität des Materials abhängt. Deshalb bestehen die Kerne von Elektromagneten aus Eisen, das eine hohe magnetische Permeabilität aufweist. Der Leistungsfluss wiederum, in den Formeln mit dem Buchstaben F bezeichnet, hängt von der magnetischen Induktion ab. F = B S – magnetische Induktion – B multipliziert mit der Querschnittsfläche des Magnetkreises – S. Der Leistungsfluss ebenfalls hängt von der sogenannten magnetomotorischen Kraft (Em) ab, die als Anzahl der Amperewindungen pro 1 cm der Weglänge der Stromleitungen bestimmt wird und durch die Formel ausgedrückt werden kann: Ф = magnetomotorische Kraft (Em) magnetischer Widerstand (Rm ) Hier ist Em = 1,3 I N, wobei N die Anzahl der Windungen der Spule und I die Stärke des durch die Spule fließenden Stroms in Ampere ist Eine weitere Komponente: Rм = L/M S, wobei L die durchschnittliche Weglänge der magnetischen Stromleitungen, M die magnetische Permeabilität und S der Querschnitt des Magnetkreises ist. Beim Entwurf von Elektromagneten ist es äußerst wünschenswert, einen großen Leistungsfluss zu erzielen. Dies kann durch eine Reduzierung des magnetischen Widerstands erreicht werden. Dazu müssen Sie einen Magnetkern mit der kürzesten Weglänge der Stromleitungen und dem größten Querschnitt auswählen und das Material sollte ein Eisenmaterial mit hoher magnetischer Permeabilität sein. Eine andere Möglichkeit, den Leistungsfluss durch Erhöhen der Amperewindungen zu erhöhen, ist nicht akzeptabel, da man zur Einsparung von Kabel und Strom eine Reduzierung der Amperewindungen anstreben sollte. Normalerweise werden Berechnungen von Elektromagneten nach speziellen Zeitplänen durchgeführt. Um die Berechnungen zu vereinfachen, werden wir auch einige Schlussfolgerungen aus den Grafiken verwenden. Angenommen, Sie müssen die Amperewindungen und den Leistungsfluss eines geschlossenen Eisenmagnetkreises bestimmen, der in Abbildung 1a dargestellt ist und aus Eisen der niedrigsten Qualität besteht.

Betrachtet man die Grafik (ich habe sie leider nicht im Anhang gefunden) der Magnetisierung von Eisen, erkennt man leicht, dass die vorteilhafteste magnetische Induktion im Bereich von 10.000 bis 14.000 Kraftlinien pro 1 cm2 liegt entspricht 2 bis 7 Amperewindungen pro 1 cm. Für das Wickeln von Spulen mit der kleinsten Windungszahl und sparsamer im Hinblick auf die Stromversorgung muss für Berechnungen genau dieser Wert angenommen werden (10.000 Stromleitungen pro 1 cm2 bei 2 Ampere). Windungen pro 1 cm Länge). In diesem Fall kann die Berechnung wie folgt erfolgen. Bei einer Länge des Magnetkreises L = L1 + L2 von 20 cm + 10 cm = 30 cm sind also 2 × 30 = 60 Ampere-Windungen erforderlich. Wenn der Durchmesser D des Kerns (Abb. 1, c) wird gleich 2 cm angenommen, dann ist seine Fläche gleich: S = 3,14xD2/4 = 3,14 cm2. Hier ist der angeregte magnetische Fluss gleich: Ф = B x S = 10000 x 3,14 = 31400 Kraftlinien. Auch die Hubkraft des Elektromagneten (P) lässt sich näherungsweise berechnen. P = B2 S/25 1000000 = 12,4 kg. Für einen zweipoligen Magneten müsste sich dieses Ergebnis verdoppeln. Daher ist P = 24,8 kg = 25 kg. Bei der Bestimmung der Hubkraft ist zu beachten, dass diese nicht nur von der Länge des Magnetkreises abhängt, sondern auch von der Kontaktfläche zwischen Anker und Kern. Daher muss der Anker genau an den Polschuhen anliegen, da sonst bereits kleinste Luftspalte zu einer starken Auftriebsreduzierung führen. Als nächstes wird die Elektromagnetspule berechnet. In unserem Beispiel wird eine Hubkraft von 25 kg durch 60 Ampere-Windungen bereitgestellt. Überlegen wir, wie man das Produkt N J = 60 Ampere Windungen erhalten kann. Offensichtlich kann dies entweder durch die Verwendung eines großen Stroms mit einer kleinen Anzahl von Spulenwindungen, zum Beispiel 2 A und 30 Windungen, oder durch eine Erhöhung der Anzahl erreicht werden Spulenwindungen mit abnehmendem Strom, zum Beispiel 0,25 A und 240 Windungen. Damit der Elektromagnet eine Hubkraft von 25 kg hat, können 30 Windungen und 240 Windungen auf seinen Kern gewickelt werden, gleichzeitig ändert sich aber der Wert des Versorgungsstroms. Natürlich können Sie auch ein anderes Verhältnis wählen. Eine Änderung des Stromwerts innerhalb großer Grenzen ist jedoch nicht immer möglich, da hierfür zwangsläufig eine Änderung des Durchmessers des verwendeten Drahtes erforderlich ist. So kann bei Kurzzeitbetrieb (mehrere Minuten) für Drähte mit einem Durchmesser von bis zu 1 mm die zulässige Stromdichte, bei der es nicht zu einer Überhitzung des Drahtes kommt, mit 5 A/mm2 angenommen werden. In unserem Beispiel sollte der Draht folgenden Querschnitt haben: Bei einem Strom von 2 A - 0,4 mm2 und bei einem Strom von 0,25 A - 0,05 mm2 beträgt der Drahtdurchmesser 0,7 mm bzw. 0,2 mm. Welche dieser Drähte sollen gewickelt werden? Die Wahl des Drahtdurchmessers kann einerseits durch das verfügbare Drahtsortiment bestimmt werden, andererseits durch die Leistungsfähigkeit der Stromquellen, sowohl hinsichtlich Strom als auch Spannung. Tatsächlich unterscheiden sich zwei Spulen, von denen eine aus 0,7 mm dickem Draht und einer geringen Windungszahl von 30 besteht und die andere aus 0,2 mm dickem Draht mit einer Windungszahl von 240 besteht, deutlich Widerstand. Wenn Sie den Durchmesser des Drahtes und seine Länge kennen, können Sie den Widerstand leicht bestimmen. Die Länge des Drahtes L ist gleich dem Produkt aus der Gesamtzahl der Windungen und der Länge einer davon (Durchschnitt): L = N x L1 wobei L1 die Länge einer Windung ist, gleich 3,14 x D. In unserem Beispiel: D = 2 cm und L1 = 6,3 cm. Daher beträgt die Länge des Drahtes für die erste Spule 30 x 6,3 = 190 cm, der Widerstand der Wicklung gegen Gleichstrom ist ungefähr gleich? 0,1 Ohm und für die Sekunde - 240 x 6,3 = 1.512 cm, R? 8,7 Ohm. Mithilfe des Ohmschen Gesetzes lässt sich die erforderliche Spannung leicht berechnen. Um also einen Strom von 2 A in den Wicklungen zu erzeugen, beträgt die erforderliche Spannung 0,2 V und für einen Strom von 0,25 A - 2,2 V. Dies ist die elementare Berechnung von Elektromagneten. Bei der Konstruktion von Elektromagneten müssen nicht nur die angegebenen Berechnungen durchgeführt werden, sondern auch das Material für den Kern und seine Form ausgewählt und die Herstellungstechnologie durchdacht werden. Zufriedenstellende Materialien für die Herstellung von Becherkernen sind Stangeneisen (rund und streifenförmig) und verschiedene. Eisenprodukte: Bolzen, Drähte, Nägel, Schrauben usw. Um große Verluste bei Foucault-Strömen zu vermeiden, müssen Kerne für Wechselstromgeräte aus dünnen, voneinander isolierten Eisen- oder Drahtblechen zusammengesetzt werden. Um Eisen „weich“ zu machen, muss es geglüht werden. Auch die richtige Wahl der Kernform ist von großer Bedeutung. Die rationalsten davon sind ring- und U-förmig. Einige der gemeinsamen Kerne sind in Abbildung 1 dargestellt.

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Ein Elektromagnet ist ein sehr nützliches Gerät, das in der Industrie und in vielen Bereichen menschlicher Tätigkeit weit verbreitet ist. Obwohl dieses Gerät in seinem Design komplex erscheinen mag, ist es einfach herzustellen und aus improvisierten Materialien kann zu Hause ein kleiner Elektromagnet für zu Hause hergestellt werden.

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

Um zu Hause einen kleinen Elektromagneten herzustellen, benötigen wir: - Eisennagel oder -bolzen; - Kupferdraht; - Schleifpapier; - Alkalibatterie.

Gleich zu Beginn ist zu beachten, dass die Verwendung von zu dickem Draht nicht empfohlen wird. Kupferdraht mit einem Durchmesser von einem Millimeter ist perfekt für einen zukünftigen Elektromagneten. Was die Größe des Nagels oder Bolzens betrifft, wäre die ideale Länge 7-10 Zentimeter.

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 Windung eng an die vorherige anschließt.

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

Jetzt müssen wir nur noch unsere Kabel an die Quelle anschließen, nämlich an die Alkalibatterie. Danach wird unser Bolzen Metallelemente anziehen.

Das Funktionsprinzip eines Elektromagneten ist sehr einfach. Wenn ein elektrischer Strom durch eine Spule mit Kern fließt, entsteht ein Magnetfeld, das Metallelemente anzieht. Die Leistung des Elektromagneten hängt von der Dichte der Spule und der Anzahl der Kupferdrahtlagen sowie von der Stromstärke ab.

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Wie man mit eigenen Händen einen Elektromagneten herstellt

Der Artikel beschreibt, wie Sie zu Hause einen einfachen Elektromagneten mit Ihren eigenen Händen herstellen.

Ein Elektromagnet ist ein Magnet, der mit Strom betrieben wird. Im Gegensatz zu einem Permanentmagneten lässt sich die Stärke eines Elektromagneten leicht ändern, indem man die Menge des durch ihn fließenden elektrischen Stroms ändert, und die Pole eines Elektromagneten können leicht geändert werden, indem man den Stromfluss ändert. Ein Elektromagnet funktioniert, weil ein elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugt.

Einen Elektromagneten mit eigenen Händen herzustellen ist ganz einfach. Sie müssen lediglich etwas isolierten Kupferdraht um den Eisenkern wickeln. Wenn Sie dieses Kabel an eine Batterie anschließen, fließt elektrischer Strom durch die Wicklung und gleichzeitig wird der Eisenkern magnetisiert. Wenn die Batterie abgeklemmt wird, verliert der Eisenkern seinen Magnetismus. Wenn Sie mit Ihren eigenen Händen einen Elektromagneten herstellen möchten, gehen Sie folgendermaßen vor:

Schritt 1 – Sie benötigen folgende Materialien:

• Ein etwa fünfzehn Zentimeter langer Eisennagel
• Drei Meter isolierter Kupferdraht
• Eine oder mehrere Batterien, ggf. ein Akku
• Ein Paar gewöhnlicher Drähte zum Anschluss an die Batterie
• Isolierband

Schritt 2 – Entfernen Sie einen Teil der Isolierung von den Drähten

Um eine gute Verbindung herzustellen, müssen die Enden des Kupferdrahtes abisoliert werden. Entfernen Sie einige Zentimeter der Isolierung von jedem Ende des Kabels. Isolieren Sie dann die Enden der regulären Kabel ab, um sie an die Batterie anzuschließen.

Schritt 3 – Wickeln Sie den Kupferdraht um den Nagel

Wickeln Sie den Draht vorsichtig und gleichmäßig um den Nagel. Je mehr isolierter Draht Sie um den Nagel wickeln, desto stärker ist Ihr Elektromagnet. Stellen Sie sicher, dass der Teil des blanken Kupferdrahts, der ihn mit der Batterie verbinden soll, keinen Kontakt mit dem Kern hat.

Wenn Sie den Draht um den Nagel wickeln, achten Sie darauf, dass Sie dies in einer Richtung tun. Die Sache ist, dass die Richtung des Magnetfelds von der Richtung des elektrischen Stroms abhängt, der es erzeugt. Durch die Bewegung elektrischer Ladungen entsteht ein Magnetfeld. Wenn man das Magnetfeld um einen Draht sehen könnte, würde es wie eine Reihe von Kreisen um den Draht aussehen. Fließt ein elektrischer Strom durch eine gegen den Uhrzeigersinn gedrehte Wicklung, dann dreht sich das erzeugte Magnetfeld in der gleichen Richtung um den Draht. Wenn sich die Richtung des elektrischen Stroms umkehrt, kehrt auch das Magnetfeld seine Richtung um und bewegt sich im Uhrzeigersinn. Wenn Sie einen Draht in einer Richtung um einen Nagel wickeln und einen anderen Draht in der anderen Richtung, bekämpfen sich die Magnetfelder der verschiedenen Abschnitte gegenseitig und heben sich auf, wodurch die Stärke Ihres Magneten verringert wird.

Schritt 4 – Anschließen der Batterie

Verbinden Sie die beiden Enden gewöhnlicher Drähte mit den Enden von Kupferdrähten und isolieren Sie die Verbindungen zwischen den Drähten mit Isolierband. Verbinden Sie dann ein Ende des normalen Kabels mit dem Pluspol der Batterie und das andere Ende des Kabels mit dem Minuspol der Batterie. Wenn alles gut gelaufen ist, beginnt Ihr Elektromagnet zu arbeiten!

Sie müssen sich keine Gedanken darüber machen, welches Ende des Kabels mit dem Pluspol der Batterie und welches mit dem Minuspol verbunden wird. Ihr Magnet funktioniert in beiden Fällen gleich gut. Das Einzige, was sich ändern wird, ist die Polarität Ihres Magneten. Ein Ende Ihres Magneten wird sein Nordpol sein, und das andere Ende wird sein Südpol sein. Wenn Sie den Batterieanschluss umkehren, werden die Pole Ihres Elektromagneten umgedreht.

Wie man einen Elektromagneten stärker macht

Je mehr Drahtwindungen Ihr Elektromagnet hat, desto besser. Beachten Sie jedoch, dass das Magnetfeld umso weniger wirksam ist, je weiter der Draht vom Eisenkern entfernt ist.

Je mehr Strom durch die Drähte fließt, desto besser. Aufmerksamkeit! Zu viel Strom kann gefährlich sein! Wenn Strom durch ein Kabel fließt, geht ein Teil der Energie als Wärme verloren. Je mehr Strom durch den Draht fließt, desto mehr Wärme entsteht. Wenn der Strom hoch ist, kann Ihre Verkabelung sehr heiß werden und möglicherweise sogar die Isolierung darauf schmelzen.

Versuchen Sie, mit verschiedenen Kernen zu experimentieren. Eine dickere Basis kann die Stärke des Magneten erhöhen. Nicht jedes Eisenmaterial ist für einen Kern geeignet; manches Eisen lässt sich nicht magnetisieren. Sie können Ihre Kerne mit einem Permanentmagneten testen. Wenn ein Permanentmagnet nicht von Ihrem Nagel angezogen wird, ist er kein guter Elektromagnet.

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Neben Permanentmagneten begann man seit dem 19. Jahrhundert, in Technik und Alltag auch variable Magnete aktiv einzusetzen, deren Funktion durch die Zufuhr von elektrischem Strom reguliert werden kann. Strukturell gesehen ist ein einfacher Elektromagnet eine Spule aus elektrisch isolierendem Material, auf die ein Draht gewickelt ist. Wenn Sie über ein Minimum an Materialien und Werkzeugen verfügen, ist es nicht schwierig, selbst einen Elektromagneten herzustellen. Wie das geht, verraten wir Ihnen in diesem Artikel.

Wenn elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, entsteht um den Draht herum ein Magnetfeld; wenn der Strom abgeschaltet wird, verschwindet das Feld. Um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern, kann ein Stahlkern in die Mitte der Spule eingebracht oder der Strom erhöht werden.

Einsatz von Elektromagneten im Alltag

Elektromagnete können zur Lösung einer Reihe von Problemen eingesetzt werden:

1. zum Sammeln und Entfernen von Stahlspänen oder kleinen Stahlbefestigungen;
2. dabei, gemeinsam mit Kindern verschiedene Spiele und Spielzeuge herzustellen;
3. zum Elektrisieren von Schraubendrehern und Bits, wodurch Sie Schrauben magnetisieren und das Eindrehen erleichtern können;
4. zur Durchführung verschiedener Experimente zum Elektromagnetismus.

Einen einfachen Elektromagneten bauen

Der einfachste Elektromagnet, der sich gut zur Lösung einiger praktischer Haushaltsprobleme eignet, kann mit eigenen Händen ohne Verwendung einer Spule hergestellt werden.

Bereiten Sie für die Arbeit die folgenden Materialien vor:

1. Stahlstab mit einem Durchmesser von 5-8 Millimetern oder ein 100er Nagel;
2. Kupferdraht in Lackisolierung mit einem Durchmesser von 0,1–0,3 Millimetern;
3. zwei Stücke von 20 Zentimetern Kupferdraht mit PVC-Isolierung;
4. Isolierband;
5. Stromquelle (Batterie, Akku usw.).

Bereiten Sie als Werkzeug eine Schere oder einen Drahtschneider (Seitenschneider) zum Schneiden von Drähten, eine Zange und ein Feuerzeug vor.

Der erste Schritt ist das Aufwickeln des elektrischen Kabels. Wickeln Sie mehrere hundert Windungen dünnen Drahtes direkt auf den Stahlkern (Nagel). Die manuelle Durchführung dieses Vorgangs dauert ziemlich lange. Verwenden Sie eine einfache 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. Wickeln Sie Drahtstücke mit größerem Durchmesser um die Enden des gewickelten Drahtes und isolieren Sie die Kontaktstellen mit Isolierband.

Beim Betrieb des Magneten müssen lediglich die freien Enden der Drähte mit den Polen der Stromquelle verbunden werden. Die Verteilung der Anschlusspolarität hat keinen Einfluss auf den Betrieb des Geräts.

Mit dem Schalter

Aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit empfehlen wir, das resultierende Diagramm leicht zu verbessern. Zwei weitere Elemente sollten zur obigen Liste hinzugefügt werden. Der erste von ihnen ist der dritte Draht mit PVC-Isolierung. Der zweite ist ein Schalter jeglicher Art (Tastatur, Druckknopf usw.).

Somit sieht das Anschlussdiagramm des Elektromagneten 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 verbleibenden Kontakt der Batterie.

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

Elektromagnet auf Spulenbasis

Ein komplexerer Elektromagnet wird auf Basis einer Spule aus elektrisch isolierendem Material – Pappe, Holz, Kunststoff – hergestellt. Wenn Sie kein solches Element haben, können Sie es leicht selbst herstellen. Nehmen Sie ein Röhrchen aus den angegebenen Materialien und kleben Sie an den Enden ein paar Unterlegscheiben mit Löchern darauf. Es ist besser, wenn die Unterlegscheiben einen geringen Abstand von den Enden der Spule haben.

Weitere Aktionen ähneln dem oben beschriebenen Prozess:

Wickeln Sie eine ausreichende Menge Kupferdraht in Lackisolierung auf die Spule. Installieren Sie einen Stahlkern in der Spule. Stellen Sie das oben beschriebene Diagramm zum Anschließen des Elektromagneten an die Stromquelle zusammen und verwenden Sie das Gerät für den vorgesehenen Zweck.

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DIY-Elektromagnet: Wie man einen Elektromagneten herstellt

Haushalte benötigen von Zeit zu Zeit unterschiedliche Werkzeuge. Oft muss man verschiedene Geräte mit eigenen Händen herstellen, darunter auch einen Elektromagneten. Dieses Gerät entfernt Metallspäne sehr effektiv und erleichtert das Auffinden kleinerer Metallgegenstände. Manchmal möchten Heimwerker einfach nur experimentieren und sich an ihr Wissen aus dem Physikkurs der Schule erinnern.

Elektromagnetisches Gerät

Ein klassischer Elektromagnet ist ein Gerät, in dem ein Magnetfeld entsteht, wenn ein elektrischer Strom durch ihn fließt. Im einfachsten Elektromagneten kann sich ein solches Feld sogar um einen gewöhnlichen Leiter bilden, wenn dieser mit Strom versorgt wird.

Der Stromkreis des einfachsten Elektromagneten besteht aus einem ferromagnetischen Kern mit einer gewickelten Wicklung. Wenn elektrischer Strom durch die Wicklung fließt, entsteht im Kern ein starkes Magnetfeld. Um mechanische Aktionen auszuführen, ist die Struktur mit einem beweglichen Teil, einem sogenannten Anker, ausgestattet. Zum Wickeln wird Aluminium- oder Kupferisolierter Draht verwendet. Dieser Schaltplan ist die Grundlage für die Herstellung ähnlicher Elektromagnete mit eigenen Händen zu Hause.

Einen Elektromagneten zu Hause herstellen

Um einen Elektromagneten mit eigenen Händen herzustellen, müssen Sie zunächst das Material für den Kern auswählen. Die einfachste und geeignetste Option wäre ein großer Nagel mit einer Länge von 100 bis 200 mm. Es muss zuerst sehr stark erhitzt werden, dann abkühlen lassen und von Zunder befreit werden. Danach wird der Nagel genau zur Hälfte gebogen und Kopf und Spitze mit einer Bügelsäge abgesägt.

Im zweiten Schritt wird die Spule hergestellt. Das Design der Rolle umfasst folgende Elemente: einen rechteckigen Papierhals (48 x 37 mm), Papieranschlagränder (48 x 3 mm) und runde Pappränder mit einem Loch in der Mitte. Ihr Außen- und Innendurchmesser betragen 19 bzw. 7 mm.

Nachdem Sie die Teile vorbereitet haben, können Sie mit dem Zusammenbau des Elektromagneten beginnen. Der Hals auf der schmaleren Seite wird locker um den Nagel gewickelt und mit Kleber fixiert. Als nächstes werden Pappränder am unteren und oberen Teil des Halses angebracht. Die Druckränder werden mit Leim geschmiert, um die Halskanten gewickelt und mit den Rändern verklebt. Der Kleber sollte an allen Stellen gut trocknen.

Zum Wickeln eignet sich ein ca. 15-20 Meter langer Draht. Der Draht wird so auf eine Spule gewickelt, dass an den Rändern Enden von 10 Zentimetern übrig bleiben. Die Wicklung muss gleichmäßig sein, damit alle Windungen fest zusammenpassen. Die Kraft des zukünftigen Elektromagneten hängt vollständig davon ab. Die größte Schwierigkeit liegt im Aufwickeln der ersten Lage. Jede fertige Reihe wird in zwei Lagen dünnes Papier eingewickelt. Am Ende der Wicklung wird die gesamte Spule oben mit Isolierband umwickelt. Die restlichen Enden der Wicklung müssen für den weiteren Anschluss abisoliert werden.

Es bleibt nur noch, den Schalter und die Batterie an der resultierenden Struktur anzubringen. Somit wird der Elektromagnet vollständig mit Ihren eigenen Händen hergestellt.

Unabhängig davon, warum jemand einen Magneten benötigt, kann er ganz einfach zu Hause hergestellt werden. Wenn Sie so etwas zur Hand haben, können Sie damit nicht nur Spaß daran haben, verschiedene kleine Eisenstücke vom Tisch aufzuheben, sondern auch eine nützliche Verwendung dafür finden, beispielsweise um eine auf den Teppich gefallene Nadel wiederzufinden . In diesem Artikel erfahren Sie, wie einfach Sie zu Hause einen Elektromagneten mit Ihren eigenen Händen herstellen können.

Ein bisschen Physik

Wie wir uns aus dem Physikunterricht erinnern (oder nicht erinnern), müssen wir Induktion erzeugen, um elektrischen Strom in ein magnetisches Feld umzuwandeln. Die Induktivität wird mithilfe einer gewöhnlichen Spule erzeugt, in deren Inneren dieses Feld entsteht und auf den Stahlkern übertragen wird, um den die Spule gewickelt ist.

Abhängig von der Polarität sendet also ein Ende des Kerns ein Feld mit Minuszeichen und das gegenüberliegende Ende ein Feld mit Pluszeichen aus. Die visuellen magnetischen Fähigkeiten werden jedoch in keiner Weise durch die Polarität beeinflusst. Wenn Sie also mit der Physik fertig sind, können Sie mit den entscheidenden Maßnahmen beginnen, um mit Ihren eigenen Händen einen einfachen Elektromagneten zu erschaffen.

Materialien zur Herstellung des einfachsten Magneten

Zunächst benötigen wir einen Induktor mit einem um den Kern gewickelten Kupferdraht. Dies kann ein normaler Transformator einer beliebigen Stromversorgung sein. Eine hervorragende Möglichkeit, Elektromagnete herzustellen, besteht darin, sie um die verengte Rückseite der Bildröhren alter Monitore oder Fernseher zu wickeln. Die Leiterfäden in Transformatoren sind durch eine Isolierung geschützt, die aus einer nahezu unsichtbaren Speziallackschicht besteht, die den Durchgang von elektrischem Strom verhindert, was genau das ist, was wir brauchen. Um mit Ihren eigenen Händen einen Elektromagneten zu erstellen, müssen Sie zusätzlich zu den angegebenen Leitern Folgendes vorbereiten:

1. Eine normale 1,5-Volt-Batterie.
2. Klebeband oder Klebeband.
3. Scharfes Messer.
4. Hunderte Nägel.

Der Prozess der Herstellung eines einfachen Magneten

Wir beginnen damit, die Drähte vom Transformator zu entfernen. Seine Mitte befindet sich in der Regel innerhalb des Stahlrahmens. Nachdem Sie die Oberflächenisolierung der Spule entfernt haben, können Sie den Draht einfach abwickeln und zwischen den Rahmen und der Spule ziehen. Da wir nicht viel Draht benötigen, ist diese Methode hier die akzeptabelste. Wenn wir genügend Draht freigegeben haben, gehen wir wie folgt vor:

1. Den von der Transformatorspule entfernten Draht wickeln wir um einen Nagel, der als Stahlkern für unseren Elektromagneten dient. Es ist ratsam, so oft wie möglich Kurven zu fahren und sie dabei fest aneinander zu drücken. Vergessen Sie nicht, an der ersten Windung ein langes Ende des Drahtes stehen zu lassen, über das unser Elektromagnet einen der Pole der Batterie mit Strom versorgt.
2. Wenn wir das andere Ende des Nagels erreichen, hinterlassen wir auch einen langen Stromleiter. Den überschüssigen Draht schneiden wir mit einem Messer ab. Um zu verhindern, dass sich die von uns gewickelte Spirale auflöst, können Sie sie mit Klebeband oder Klebeband umwickeln.
3. Wir entfernen beide Enden des vom Wundnagel kommenden Drahtes mit einem Messer vom Isolierlack.
4. Wir lehnen ein Ende des abisolierten Leiters an den Pluspol der Batterie und befestigen ihn mit Klebeband oder Klebeband, damit der Kontakt gut erhalten bleibt.
5. Das andere Ende wickeln wir auf die gleiche Weise auf das Minus.

Der Elektromagnet ist betriebsbereit. Indem Sie Metallklammern oder Reißzwecken auf dem Tisch verteilen, können Sie die Funktionalität überprüfen.

Wie stellt man einen stärkeren Magneten her?

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

Vergessen Sie jedoch nicht, dass je stärker der elektrische Strom ist, desto mehr Windungen sind erforderlich, da der Widerstand bei einer geringen Windungszahl zu groß ist, was zu einer starken Erwärmung der Leiter führt. Bei zu starker Erwärmung kann der Isolierlack schmelzen und die Windungen untereinander oder mit dem Stahlkern kurzschließen. 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 sind, desto stärker ist das Induktionsfeld und desto stärker ist der Magnet.

Herstellung eines stärkeren Magneten

Versuchen wir, mit unseren eigenen Händen einen 12-Volt-Elektromagneten herzustellen. Die Stromversorgung erfolgt über ein 12-Volt-Wechselstromnetzteil oder eine 12-Volt-Autobatterie. Für die Herstellung benötigen wir eine viel größere Menge Kupferleiter und sollten daher zunächst die innere Spule mit Kupferdraht aus dem vorbereiteten Transformator entfernen. Eine Mühle ist der beste Weg, es zu extrahieren.

Was wir für die Produktion benötigen:

• Ein Stahlhufeisen aus einem großen Vorhängeschloss, das als unser Kern dienen wird. In diesem Fall ist es möglich, die Eisenstücke an beiden Enden zu magnetisieren, was die Tragfähigkeit des Magneten weiter erhöht.
• Spule mit Kupferdraht in lackierter Isolierung.
• Isolierband.
• Unnötige 12-Volt-Stromversorgung oder Autobatterie.

Der Prozess zur Herstellung eines leistungsstarken 12-Volt-Magneten

Selbstverständlich kann auch jeder andere massive Stahlstift als Kern verwendet werden. Aber ein Hufeisen aus einer alten Burg reicht völlig aus. Seine Biegung dient als eine Art Griff, wenn wir beginnen, Lasten mit beeindruckendem Gewicht zu heben. In diesem Fall läuft die Herstellung eines Elektromagneten mit eigenen Händen wie folgt ab:

1. Wir wickeln den Draht vom Transformator um eines der Hufeisen. Wir platzieren die Spulen so eng wie möglich. Die Krümmung des Hufeisens wird ein wenig stören, aber das ist in Ordnung. Wenn die Länge der Seite des Hufeisens endet, legen wir die Windungen in die entgegengesetzte Richtung auf die erste Windungsreihe. Wir machen insgesamt 500 Umdrehungen.
2. Wenn das Wickeln einer Hälfte des Hufeisens fertig ist, wickeln Sie es mit einer Schicht Isolierband um. Das ursprüngliche Ende des Kabels, das zum Aufladen über eine Stromquelle bestimmt ist, wird zum oberen Teil des zukünftigen Griffs herausgeführt. Wir wickeln unsere Spule mit einer weiteren Schicht Isolierband um das Hufeisen. Wir wickeln das andere Ende des Leiters um den Biegekern des Griffs und fertigen auf der anderen Seite eine weitere Spule.
3. Wir wickeln den Draht auf die gegenüberliegende Seite des Hufeisens. Wir machen alles genauso wie bei der ersten Seite. Wenn 500 Windungen verlegt sind, entfernen wir auch das Ende des Kabels zur Stromversorgung aus einer Energiequelle. Für diejenigen, die es nicht verstehen, wird die Vorgehensweise in diesem Video anschaulich gezeigt.

Der letzte Schritt bei der Herstellung eines Elektromagneten mit eigenen Händen ist das Aufladen der Energiequelle. Wenn es sich um eine Batterie handelt, verlängern wir die Enden der abisolierten Leiter unseres Elektromagneten mit zusätzlichen Drähten, die wir an die Batteriepole anschließen. Wenn es sich um eine Stromversorgung handelt, schneiden Sie den Stecker zum Verbraucher ab, isolieren Sie die Drähte ab und schrauben Sie jeweils einen Draht vom Elektromagneten fest. Mit Isolierband isolieren. Wir stecken das Netzteil in die Steckdose. Glückwunsch. Sie haben mit Ihren eigenen Händen einen leistungsstarken 12-Volt-Elektromagneten hergestellt, der Lasten über 5 kg heben kann.

Ein Elektromagnet ist ein besonderer Magnettyp, bei dem durch Anlegen eines elektrischen Stroms an diesen Magneten ein Magnetfeld erzeugt wird. Ohne Strom verschwindet das Magnetfeld, und diese Funktion ist in vielen Bereichen der Elektrotechnik nützlich.

Ein Elektromagnet ist ein relativ einfaches Gerät, daher ist seine Herstellung recht einfach und kostengünstig. Sogar einige Schulen zeigen den Schülern die grundlegende Technik der Herstellung von Elektromagneten aus einem Draht, einem Nagel und einer Batterie. Und die Schüler sehen staunend zu, wie der schnell aufgebaute Elektromagnet leichte Metallgegenstände wie Büroklammern, Stecknadeln und Nägel anhebt. Sie können aber auch Ihren eigenen leistungsstarken Gleichstrom-Elektromagneten herstellen, der um ein Vielfaches stärker ist als die, die in Klassenzimmern hergestellt werden.

Legen Sie also zunächst Ihre Finger 50 Zentimeter vom Ende entfernt auf den Draht. Wickeln Sie den Draht um die Oberseite des Stahlstifts (Sie können einen großen Nagel verwenden), beginnend dort, wo Ihre Finger auf dem Draht aufliegen. Führen Sie das Wickeln sanft und vorsichtig bis zum Ende des Stifts durch. Sobald Sie das Ende erreicht haben, wickeln Sie den Draht über die erste Schicht und machen Sie eine neue Wicklung zur Spitze des Stifts hin. Wickeln Sie dann den Draht wieder nach unten über den Stift, sodass eine zweite Schicht entsteht. Schneiden Sie den Draht von der Spule ab und lassen Sie am unteren Ende des Stifts ein 50 cm langes Stück Draht übrig.

Als nächstes verbinden Sie den oberen Kupferdraht mit dem Minuspol und den unteren Kupferdraht mit dem Pluspol der Batterie. Stellen Sie sicher, dass die Drähte guten Kontakt mit den Anschlüssen haben. Es ist ratsam, einen Knopf zum Einschalten der Batterie zu haben, oder Sie können an einem Ende des Kabels ein Schütz anbringen, um den Elektromagneten mit Strom zu versorgen und so den Stromkreis bei Bedarf zu schließen. Überprüfen Sie nach erfolgreicher Montage die Funktionsfähigkeit des Elektromagneten, indem Sie verschiedene Metallgegenstände daran heranführen.

Es ist zu beachten, dass Ihr Elektromagnet umso stärker ist, je leistungsfähiger die von Ihnen verwendete Batterie ist. Durch Erhöhen der Batteriespannung und die Verwendung weiterer Schichten der elektromagnetischen Spule erhöht sich die Leistung des Elektromagneten. Gleichzeitig müssen Sie jedoch den Zustand des Kabels überwachen, da es sehr heiß werden kann, was letztendlich gefährlich sein kann. Wenn die Dicke des Drahtes gering ist, erzeugt dieser Draht mehr Wärme.

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