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Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Was sind Elektromagnete? Bedienung, Anwendung und Beispiele

Was sind Elektromagnete? Bedienung, Anwendung und Beispiele

Ein Elektromagnet ist ein Magnettyp, bei dem das Magnetfeld durch den Fluss eines elektrischen Stroms erzeugt wird. Wenn der elektrische Stromfluss verschwindet, verschwinden auch das Magnetfeld und die daraus resultierende Wirkung.

Was sind Elektromagnete? Bedienung, Anwendung und BeispieleJe nach Stromrichtung und gewünschter Leistung gibt es verschiedene Arten von Elektromagneten. Unter ihnen heben wir die Kreisstrom-, Gleichstrom-, Rechteck- und Antriebe hervor.

Wie funktioniert ein Elektromagnet?

Ein Elektromagnet funktioniert dank der Eigenschaft, die alle elektrischen Leiter haben: Wenn ein Strom durch einen Leiter fließt, wird immer ein magnetisches Feld erzeugt. 

Der einfachste Elektromagnet ist ein zu einer Spule gewickeltes Stück Metalldraht. Eine zylindrische Spule mit spiralförmig gewickeltem Draht (ähnlich einem Korkenzieher in Form eines Korkenziehers) wird oft als Solenoid bezeichnet; ein geschlossenes Solenoid wäre ein Torus. Die Enden des Kabels sind mit einer Stromquelle verbunden.

Was sind Elektromagnete? Bedienung, Anwendung und BeispieleStärkere Magnetfelder können erzeugt werden, wenn ein Kern aus einem paramagnetischen oder ferromagnetischen Material in die Spule gelegt wird, in der Regel wird ein Weicheisenkern verwendet. Der Kern konzentriert das Magnetfeld, so dass es stärker ist, als wenn es nur die Spulenwicklung gäbe.

Ein Elektromagnet kann sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom arbeiten.

Die von den Spulen erzeugten Magnetfelder folgen einer Form der Rechte-Hand-Regel. Wenn die Finger der linken Hand in Richtung des Flusses des Elektronenstroms durch die Spule gebogen werden, zeigt der Daumen in Richtung der Magnetkraft.

Die Seite des Magneten, von der die Feldlinien ausgehen, wird als Nordpol bezeichnet.

Wer hat den Elektromagneten erfunden?

Der Erfinder des Elektromagneten war 1825 der englische Physiker William Sturgeon .

Der erste Elektromagnet war ein hufeisenförmiges Stück Eisen, das von einer Spule umgeben war. Bei diesem Hufeisen wurde der Strom, wenn er durch die Spule des Elektromagneten floss, magnetisiert und beim Stoppen entmagnetisiert.

Sturgeon demonstrierte die magnetischen Eigenschaften des Elektromagneten, indem er etwa 4 kg mit einem weniger als 200 Gramm schweren Eisenstück mit einer Spule anhob, durch die der Strom einer einzelligen Batterie floss.

Außerdem konnte Stör seinen Elektromagneten regulieren, indem er die Stärke des elektrischen Stroms variierte.

Anwendungsbeispiele von Elektromagneten

Diese Elemente können direkt oder indirekt verwendet werden. In beiden Fällen finden wir folgende Beispiele:

  • Um elektrisch geladene Teilchen abzulenken, wie in Kathodenstrahlröhren oder Teilchenbeschleunigern.

  • Um große Eisenmassen zu heben. Einige Kräne verwenden leistungsstarke industrielle Elektromagnete zum Haken und Heben von Eisenschrott.

  • Elektromotoren. Elektromotoren arbeiten mit dieser Technologie.

  • Elektrische Generatoren. Es funktioniert wie bei Elektromotoren, jedoch in umgekehrter Richtung.

  • Schließen von elektrischen Kontakten an Relais oder Betätigen von Ventilen an Magnetventilen.

  • Elektroschlösser aktivieren

  • Den Kopf einer Festplatte bewegen

  • Elektromagnetische Bremsen und Kupplungen für Kraftfahrzeuge.

  • Zur magnetischen Trennung von Metallen in Recyclinghöfen.

  • Magnetschwebebahnen verwenden diese Technologie, um zu schweben und Reibungsverluste mit dem Gleis stark zu reduzieren.

Anwendungsbeispiel in automatischen Türen

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist der Bereich der Schlösser, wo es dazu dient, eine Tür geschlossen zu halten und bei Stromausfall das Öffnen zu gewährleisten.

Um 1980 wurde das von einem Elektromagneten abgeleitete Magnetfeld im Bauwesen und genauer gesagt im Bereich von Sicherheitsfenstern eingesetzt.

Ein Schweizer Unternehmen begann mit der Herstellung eines Elektromagneten von sehr geringer Größe und geringem Gewicht, der bei Versorgung mit Niederspannung (12 Vdc - 24 Vdc) ein Magnetfeld entwickelt, das einer Kraft von mehreren tausend Newton standhalten kann.

Diese Anwendung war sofort ein großer Erfolg im Bereich der Notausgänge, da sie die Sicherheit gegen Diebstahl ohne den Einsatz mechanischer Teile garantiert, aber gleichzeitig das Öffnen der Tür ohne menschliches Eingreifen bei Stromausfall gewährleistet . .

Die Evolution dieses Systems hat dazu geführt, dass der Bausektor den Elektromagneten massiv als elektrisches Schließelement verwendet. Heute wird es je nach Abmessungen, Verwendungszweck, Profil und Türtyp auf unterschiedliche Weise verwendet.

Was sind die Unterschiede zwischen einem Magneten und einem Elektromagneten?

Die wichtigsten Unterschiede zwischen einem Permanentmagneten und einem Elektromagneten sind folgende:

  • Das Magnetfeld eines Elektromagneten kann durch Steuerung der Stromstärke schnell manipuliert werden. Vielmehr ist eine kontinuierliche Versorgung mit elektrischer Energie zur Aufrechterhaltung des Feldes erforderlich.

  • Die Magnetkraft des Elektromagneten hängt von der elektrischen Versorgung ab. Wenn der Strom aufhört zu fließen, verliert der Elektromagnet seine Eigenschaften.

Autor:

Erscheinungsdatum: 14. September 2021
Geändert am: 14. September 2021