विद्युत चुम्बक और उनके अनुप्रयोग

एक इलेक्ट्रोमैग्नेट विद्युत प्रवाह के साथ प्रवाहित कॉइल का उपयोग करके एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। इस क्षेत्र को बढ़ाने और चुंबकीय प्रवाह को एक विशिष्ट पथ के साथ निर्देशित करने के लिए, अधिकांश विद्युत चुम्बकों में हल्के चुंबकीय स्टील से बना एक चुंबकीय सर्किट होता है।

विद्युत चुम्बकों का अनुप्रयोग

इलेक्ट्रोमैग्नेट्स इतने व्यापक हो गए हैं कि प्रौद्योगिकी के किसी क्षेत्र का नाम देना मुश्किल है जहां वे एक या दूसरे रूप में उपयोग किए जाते हैं। वे कई घरेलू उपकरणों में पाए जाते हैं - इलेक्ट्रिक शेवर, टेप रिकॉर्डर, टीवी आदि। संचार प्रौद्योगिकी उपकरण - टेलीफोनी, टेलीग्राफी और रेडियो - उनके उपयोग के बिना अकल्पनीय हैं।

इलेक्ट्रोमैग्नेट विभिन्न विद्युत प्रतिष्ठानों के लिए विद्युत मशीनों, कई औद्योगिक स्वचालन उपकरणों, नियंत्रण और सुरक्षा उपकरणों का एक अभिन्न अंग हैं। विद्युत चुम्बकों के अनुप्रयोग का एक विकासशील क्षेत्र चिकित्सा उपकरण है। अंत में, सिंक्रोफासोट्रॉन में प्राथमिक कणों को गति देने के लिए विशाल विद्युत चुम्बकों का उपयोग किया जाता है।

इलेक्ट्रोमैग्नेट्स का वजन एक ग्राम के अंशों से लेकर सैकड़ों टन तक भिन्न होता है, और उनके संचालन के दौरान खपत की गई विद्युत ऊर्जा मिलीवाट से लेकर दसियों हज़ार किलोवाट तक भिन्न होती है।

विद्युत चुम्बकों के अनुप्रयोग का एक विशेष क्षेत्र विद्युत चुम्बकीय तंत्र है। उनमें, इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग एक ड्राइव के रूप में कार्य करने वाले तत्व के आवश्यक ट्रांसलेशनल मूवमेंट को करने के लिए किया जाता है, या तो इसे एक सीमित कोण के माध्यम से घुमाने के लिए या होल्डिंग फोर्स बनाने के लिए।

इस तरह के इलेक्ट्रोमैग्नेट्स का एक उदाहरण ट्रैक्शन इलेक्ट्रोमैग्नेट्स हैं, जिन्हें कुछ कार्य निकायों को स्थानांतरित करते समय कुछ कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है; विद्युत चुम्बकीय ताले; विद्युत चुम्बकीय चंगुल और ब्रेक और ब्रेक सोलनॉइड; रिले, कॉन्टैक्टर, स्टार्टर्स, सर्किट ब्रेकर में संपर्क उपकरणों को क्रियान्वित करने वाले इलेक्ट्रोमैग्नेट्स; इलेक्ट्रोमैग्नेट उठाना, इलेक्ट्रोमैग्नेट्स को हिलाना आदि।

कई उपकरणों में, विद्युत चुम्बकों के साथ या उनके बजाय, स्थायी चुम्बकों का उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, धातु काटने की मशीनों की चुंबकीय प्लेटें, ब्रेक, चुंबकीय ताले आदि)।

विद्युत चुम्बकों का वर्गीकरण

इलेक्ट्रोमैग्नेट डिजाइन में बहुत विविध हैं, जो उनकी विशेषताओं और मापदंडों में भिन्न हैं, इसलिए वर्गीकरण उनके संचालन के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं के अध्ययन की सुविधा प्रदान करता है।

एक चुंबकीय प्रवाह बनाने की विधि और अभिनय चुंबकीयकरण बल की प्रकृति के आधार पर, विद्युत चुम्बकों को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है: प्रत्यक्ष धारा के साथ तटस्थ विद्युत चुम्बक, प्रत्यक्ष धारा के साथ ध्रुवीकृत विद्युत चुम्बक और प्रत्यावर्ती धारा के साथ विद्युत चुम्बक।

तटस्थ विद्युत चुम्बक

तटस्थ डीसी इलेक्ट्रोमैग्नेट में, एक स्थायी कॉइल के माध्यम से एक कार्यशील चुंबकीय प्रवाह बनाया जाता है।इलेक्ट्रोमैग्नेट की क्रिया केवल इस फ्लक्स के परिमाण पर निर्भर करती है और इसकी दिशा पर निर्भर नहीं करती है और इसलिए इलेक्ट्रोमैग्नेट के कॉइल में करंट की दिशा पर निर्भर करती है। करंट की अनुपस्थिति में, चुंबकीय प्रवाह और आर्मेचर पर अभिनय करने वाले आकर्षण बल व्यावहारिक रूप से शून्य होते हैं।

ध्रुवीकृत विद्युत चुम्बक

ध्रुवीकृत डीसी इलेक्ट्रोमैग्नेट को दो स्वतंत्र चुंबकीय प्रवाह की उपस्थिति की विशेषता है: (ध्रुवीकरण और काम करना। ज्यादातर मामलों में ध्रुवीकरण चुंबकीय प्रवाह स्थायी चुंबक की मदद से बनाया जाता है। कभी-कभी इस उद्देश्य के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग किया जाता है। कार्रवाई के तहत कार्य प्रवाह होता है। काम करने वाले या नियंत्रण कॉइल के चुंबकीय बल का। यदि उनमें कोई करंट नहीं है, तो ध्रुवीकरण चुंबकीय प्रवाह द्वारा निर्मित आकर्षक बल आर्मेचर पर कार्य करता है। एक ध्रुवीकृत इलेक्ट्रोमैग्नेट की क्रिया परिमाण और दिशा दोनों पर निर्भर करती है वर्किंग फ्लक्स, यानी वर्किंग कॉइल में करंट की दिशा।

एसी विद्युत चुम्बक

प्रत्यावर्ती धारा विद्युत चुम्बकों में, कुंडली एक प्रत्यावर्ती धारा स्रोत द्वारा सक्रिय होती है। कॉइल द्वारा बनाया गया चुंबकीय प्रवाह जिसके माध्यम से प्रत्यावर्ती धारा समय-समय पर परिमाण और दिशा (वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह) में बदलती है, जिसके परिणामस्वरूप आकर्षण दालों का विद्युत चुम्बकीय बल आपूर्ति की आवृत्ति से दोगुनी आवृत्ति के साथ शून्य से अधिकतम तक होता है। मौजूदा।

हालांकि, कर्षण विद्युत चुम्बकों के लिए, एक निश्चित स्तर से नीचे विद्युत चुम्बकीय बल को कम करना अस्वीकार्य है, क्योंकि इससे आर्मेचर कंपन होता है, और कुछ मामलों में सामान्य संचालन में प्रत्यक्ष व्यवधान होता है।इसलिए, एक वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह के साथ काम करने वाले ट्रैक्शन इलेक्ट्रोमैग्नेट में, बल तरंग की गहराई को कम करने के उपायों का सहारा लेना आवश्यक है (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोमैग्नेट पोल के हिस्से को कवर करने वाले परिरक्षण कॉइल का उपयोग करने के लिए)।

सूचीबद्ध किस्मों के अलावा, करंट-करेक्शन इलेक्ट्रोमैग्नेट वर्तमान में व्यापक हैं, जिन्हें शक्ति के मामले में वैकल्पिक करंट इलेक्ट्रोमैग्नेट के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है और उनकी विशेषताओं के संदर्भ में डायरेक्ट करंट इलेक्ट्रोमैग्नेट के करीब हैं। क्योंकि अभी भी उनके काम की कुछ खास विशेषताएं हैं।

वाइंडिंग चालू करने के तरीके के आधार पर, श्रृंखला और समानांतर वाइंडिंग्स वाले विद्युत चुम्बकों के बीच अंतर किया जाता है।

किसी दिए गए करंट पर काम करने वाली सीरीज़ वाइंडिंग्स को एक बड़े सेक्शन पर कम संख्या में घुमावों के साथ बनाया जाता है। ऐसे कॉइल से गुजरने वाला करंट व्यावहारिक रूप से इसके मापदंडों पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि कॉइल के साथ श्रृंखला में जुड़े उपभोक्ताओं की विशेषताओं से निर्धारित होता है।

किसी दिए गए वोल्टेज पर चलने वाली समानांतर वाइंडिंग्स में, एक नियम के रूप में, बहुत बड़ी संख्या में घुमाव होते हैं और एक छोटे क्रॉस-सेक्शन वाले तार से बने होते हैं।

कॉइल की प्रकृति से, इलेक्ट्रोमैग्नेट्स को लंबे, आवधिक और अल्पकालिक मोड में काम करने वालों में विभाजित किया जाता है।

क्रिया की गति के संदर्भ में, विद्युत चुम्बक क्रिया की सामान्य गति, तेज़-अभिनय और धीमी-अभिनय हो सकते हैं। यह विभाजन कुछ मनमाना है और मुख्य रूप से इंगित करता है कि कार्रवाई की आवश्यक गति को प्राप्त करने के लिए विशेष उपाय किए गए हैं या नहीं।

उपरोक्त सभी विशेषताएँ विद्युत चुम्बकों की डिज़ाइन विशेषताओं पर अपनी छाप छोड़ती हैं।

विद्युत चुम्बकों को उठाना

विद्युत चुम्बकीय उपकरण

साथ ही, अभ्यास में आने वाले सभी प्रकार के विद्युत चुम्बकों के साथ, वे एक ही उद्देश्य के साथ मुख्य भागों से मिलकर बने होते हैं। उनमें एक चुंबकीय कॉइल के साथ एक कॉइल शामिल होता है (इसमें कई कॉइल और कई कॉइल हो सकते हैं), फेरोमैग्नेटिक मैटेरियल (योक और कोर) से बने मैग्नेटिक सर्किट का एक निश्चित हिस्सा और मैग्नेटिक सर्किट (आर्मेचर) का एक मूवेबल हिस्सा होता है। कुछ मामलों में, चुंबकीय सर्किट के स्थिर भाग में कई भाग होते हैं (आधार, आवास, निकला हुआ किनारा, आदि)। ए)

आर्मेचर को शेष चुंबकीय सर्किट से हवा के अंतराल से अलग किया जाता है और इलेक्ट्रोमैग्नेट का हिस्सा होता है, जो विद्युत चुम्बकीय बल को मानते हुए, इसे क्रियान्वित तंत्र के संबंधित भागों में स्थानांतरित करता है।

स्थिर से चुंबकीय परिपथ के गतिमान भाग को अलग करने वाले वायु अंतराल की संख्या और आकार विद्युत चुंबक के डिजाइन पर निर्भर करते हैं।वायु अंतराल जहां एक उपयोगी बल होता है उसे श्रमिक कहा जाता है; एयर गैप जहां एंकर की संभावित गति की दिशा में कोई बल नहीं है, परजीवी हैं।

चुंबकीय परिपथ के गतिमान या स्थिर भाग की सतहें जो कार्यशील वायु अंतराल को सीमित करती हैं, ध्रुव कहलाती हैं।

बाकी इलेक्ट्रोमैग्नेट के सापेक्ष आर्मेचर के स्थान के आधार पर, बाहरी आकर्षक आर्मेचर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स, रिट्रैक्टेबल आर्मेचर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स और बाहरी ट्रांसवर्सली मूविंग आर्मेचर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के बीच अंतर किया जाता है।

बाहरी आकर्षक आर्मेचर के साथ इलेक्ट्रोमैग्नेट्स की एक विशिष्ट विशेषता कॉइल के सापेक्ष आर्मेचर की बाहरी स्थिति है। यह मुख्य रूप से आर्मेचर से कोर के अंत की ओर जाने वाले कार्य प्रवाह से प्रभावित होता है।आर्मेचर की गति घूर्णी हो सकती है (उदाहरण के लिए, एक वाल्व सोलनॉइड) या ट्रांसलेशनल। ऐसे इलेक्ट्रोमैग्नेट्स में रिसाव धाराएं (काम करने वाले अंतराल के अलावा) व्यावहारिक रूप से कर्षण बल नहीं बनाती हैं, और इसलिए वे कम हो जाती हैं। इस समूह के इलेक्ट्रोमैग्नेट्स काफी बड़ी ताकत विकसित कर सकते हैं, लेकिन आमतौर पर अपेक्षाकृत छोटे आर्मेचर स्ट्रोक के साथ उपयोग किया जाता है।

वापस लेने योग्य आर्मेचर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स की एक विशिष्ट विशेषता कॉइल के अंदर अपनी प्रारंभिक स्थिति में आर्मेचर का आंशिक प्लेसमेंट और ऑपरेशन के दौरान कॉइल में इसके आगे की गति है। ऐसे विद्युत चुम्बकों से रिसाव प्रवाह, विशेष रूप से बड़े वायु अंतराल के साथ, एक निश्चित खींचने वाला बल बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे उपयोगी होते हैं, विशेष रूप से अपेक्षाकृत बड़े आर्मेचर स्ट्रोक के लिए। इस तरह के इलेक्ट्रोमैग्नेट को बिना रुके या बिना रुके बनाया जा सकता है, और वर्किंग गैप बनाने वाली सतहों का आकार भिन्न हो सकता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि किस कर्षण विशेषता को प्राप्त किया जाना है।

सबसे आम फ्लैट और काटे गए शंक्वाकार ध्रुवों वाले विद्युत चुम्बक हैं, साथ ही बिना सीमक वाले विद्युत चुम्बक हैं। आर्मेचर के लिए एक गाइड के रूप में, गैर-चुंबकीय सामग्री की एक ट्यूब का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, जो आर्मेचर और चुंबकीय सर्किट के ऊपरी, स्थिर भाग के बीच एक परजीवी अंतर बनाता है।

वापस लेने योग्य आर्मेचर सोलनॉइड्स बलों को विकसित कर सकते हैं और आर्मेचर स्ट्रोक बहुत विस्तृत रेंज में भिन्न हो सकते हैं, जिससे उन्हें व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एक बाहरी ट्रांसवर्सली मूविंग आर्मेचर आर्मेचर के साथ वी इलेक्ट्रोमैग्नेट्स बल की चुंबकीय रेखाओं के माध्यम से एक निश्चित सीमित कोण के माध्यम से घूमते हैं।इस तरह के इलेक्ट्रोमैग्नेट आमतौर पर अपेक्षाकृत छोटे बल विकसित करते हैं, लेकिन ध्रुव और आर्मेचर आकृतियों के उचित मिलान से, कर्षण विशेषता में परिवर्तन और वापसी का एक उच्च गुणांक प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के तीन सूचीबद्ध समूहों में से प्रत्येक में, कॉइल के माध्यम से बहने वाली धारा की प्रकृति और इलेक्ट्रोमैग्नेट्स की निर्दिष्ट विशेषताओं और मापदंडों को सुनिश्चित करने की आवश्यकता से संबंधित कई डिज़ाइन किस्में हैं।

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