S-a stabilit încă din secolul trecut că în jurul unui conductor prin care trece curent electric se creează un cîmp magnetic, iar liniile lui de forţă au forma unor inele care înconjoară conductorul (fig, 22 a). Cu cît curentul este mai puternic, cu atît cîmpul magnetic din jurul conductorului va fi mai puternic. Pe măsura îndepărtării de la conductor, cîmpul slăbeşte.
Pentru a obţine cu ajutorul curentului electric un cîmp magnetic mai puternic, se întrebuinţează bobine de sîrmă. In acest caz, cîmpul magnetic al fiecărei spire din bobină se adună, iar liniile lor de forţă se contopesc într-un singur flux magnetic. Cîmpul magnetic al unei bobine se aseamănă foarte mult cu cîmpul unui magnet permanent. La capătul bobinei în care curentul trece în sensul acului ceasornicului, se obţine polul Sud, iar la celălalt capăt, polul Nord (fig. 22 b). Schimbînd sensul curentului, putem schimba sensul fluxului magnetic şi în acest caz polii magnetici de la capetele bobinei, se vor inversa.
Fluxul magnetic al bobinei se va intensifica de cîteva ori, dacă vom introduce în bobină un miez de fier. Aceasta se explică prin faptul că sub acţiunea cîmpului, fierul se magnetizează şi creează un flux magnetic suplimentar, mai puternic decît cîmpul bobinei însăşi (fig. 23 a).
{1st image}
Bobina cu miez de fier se numeşte electr om agnet. Cu atît bobina are mai multe spire şi cu cît curentul din ea este mai mare, cu atît fluxul magnetic va fi mai mare şi cu atît electromagnetul va fi mai puternic Se obişnuieşte să se spună că fluxul magnetic din electromagnet este cu atît mai puternic, cu cît numărul de amperspire este mai mare, adică produsul dintre curent în amperi şi numărul spirelor. De exemplu acelaşi flux magnetic poate fi obţinut dacă vom lua o bobină cu 50 spire cu un curent de 10 A, sau dacă vom trece un curent de 1 A, printr-o bobină cu 500 spire. In ambele cazuri, electromagnetul are 500 amperspire.
Fluxul magnetic din electromagnet este în funcţie şi de construcţia miezului. Pentru a mări fluxul magnetic este nevoie ca, pe cît este posibil, liniile de forţă să nu treacă prin aer, deoarece aerul are o mare re- luctanţă ) la trecerea linilor de forţă. Cel mai puternic flux magnetic se va obţine într-un miez închis (fig. 23 b). In acesta, liniile de forţă străbat toată calea numai prin fier, care are o reluctanţă de multe ori mai mică decît aerul.
Cel mai mic întrefier dintr-un asemenea miez închis va mări simţitor reluctanţa magnetică şi va micşora fluxul magnetic. Deasemenea, nu trebue să luăm un miez cu o suprafaţă mică a secţiunii transversale, întrucît în acest caz poate interveni saturaţia magnetică, şi chiar dacă mărim mai mult amperspirele, fluxul magnetic nu va mai creşte. Materialul din care este confecţionat miezul are un rol foarte mare. Un miez din oţel călit se magnetizează mult mai puţin decît un miez din fier moale, în schimb, după întreruperea curentului el va rămîne magnetizat. In prezent, magneţii permanenţi se fabrică după metoda de mai sus.
In fierul moale, precum şi în unele aliaje feromagnetice care prezintă cea mai mică reluctanţă liniilor de forţă se obţine fluxul magnetic cel mai intens. Totuşi, ele au un magnetism remanent foarte slab şi la întreruperea curentului se demagnetizează aproape complect. Miezurile electromagneţilor se fabrică tocmai din asemenea materiale şi deaceea electromagneţii sunt magneţi care acţionează numai atîta timp cît trece curent prin înfăşurare. In multe cazuri, această proprietate a electromagneţilor este foarte mult utilizată.
Din fenomenele electromagnetice face parte şi acţiunea reciprocă între cîmpul magnetic şi conductorul prin care trece curentul. Conductorul cu curent care se află într-un cîmp magnetic, este supus acţiunii unei forţe mecanice din partea cîmpului, forţă care tinde să deplaseze conductorul sub un unghi drept pe liniile de forţă magnetice (fig. 24). Cîmpul magnetic principal acţionează reciproc (interacţionează) cu cîmpul magnetic al curentului şi drept rezultat ia naştere o forţă mecanică, la fel ca şi în cazul atracţiei sau respingerii reciproce a doi poli magnetici.
Forţa care acţionează asupra conductorului este cu atît mai mare cu cît cîmpul magnetic principal este mai intens, cu cît curentul în conductor este mai mare şi cu cît lungimea porţiunii conductorului, situată în cîmpul magnetic este mai mare. Această forţă va fi maximă, atunci cînd conductorul este aşezat în unghi drept faţă de liniile de forţă magnetică. Dacă conductorul este aşezat însă dealungul liniilor de forţă, cîmpul nu va acţiona asupra lui.
Sensul deplasării conductorului cu curent în cîmpul magnetic este în funcţie de sensul curentului din conductor şi de sensul cîmpului. Pentru a inversa sensul deplasării conductorului, este suficient, fie că schimbăm sensul curentului din conductor, fie să schimbăm sensul liniilor de forţă ale cîmpului magnetic principal.
Magneţii permanenţi şi electromagneţii au foarte multe aplicaţii practice importante. Ei constituie partea componentă principală a majorităţii difuzoarelor şi telefoanelor. Apariţia şi dispariţia cîmpului magnetic la închiderea şi întreruperea curentului în electromagneţi, este folosită în buzere şi la vibratori, care închid şi deschid automat circuitul electric, de mai multe ori pe secundă. Acelaşi fenomen este folosit şi la relee, care servesc la anclanşarea şi declanşarea diferitelor circuite electrice. Deplasarea conductorului cu curent în cîmpul magnetic, precum şi alte fenomene electromagnetice sunt folosite la multe aparate electrice de măsurat, precum şi la motoarele electrice în care se obţine o rotaţie continuă a electromagnetului mobil, care poartă denumirea de rotor şi care se află în cîmpul magnetic al unui alt electromagnet fix.
Despre construcţia aparatelor electrice de măsurat ne vom ocupa în cadrul capitolului 5.
Articole din aceasi publicatie
