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Elektromagnete sind Magneten, die durch elektrischen Strom betrieben werden. Sie bestehen aus einer Drahtspule, die üblicherweise um einen Magnetkern aus Eisen oder einem anderen ferromagnetischen Material gewickelt ist. Der Elektromagnet sendet nur bei eingeschaltetem Strom ein Magnetfeld aus. Ein solches Feld kann durch Variation des durch die Vorrichtung fließenden Stroms verstärkt, geschwächt oder sogar umgekehrt werden.
Funktion
Elektromagnete dienen in erster Linie dazu, Dinge zu bewegen und Informationen zu speichern. Diese Verwendung beruht auf ihrem Magnetfeld, das Eisen und andere Materialien physikalisch abweist. Durch sorgfältige Steuerung des vom Magneten empfangenen Stroms kann ein Ingenieur die von ihm ausgeübte Kraft und die Bewegungen des Ziels regulieren. Sie dienen auch zum Speichern von Informationen, da viele Materialien Magnetfelder absorbieren und speichern. Das Feld kann dann von einem magnetischen Lesegerät gelesen werden, wenn die Informationen erneut benötigt werden. Viele Geräte, von Kassetten bis zu Speicherkarten, verwenden sie auf diese Weise.
Tiipos
Eine der einfachsten Arten von Elektromagneten wird in einer Art von Schalter verwendet, der als Relais bezeichnet wird. Wenn das Gerät eingeschaltet ist, aktiviert es einen kleinen Magnetschalter, der einen Stromkreis schließt. Auf diese Weise kann ein kleiner Strom einen viel größeren ein- und ausschalten.
Eine weitere übliche Verwendung ist in Aktuatoren, wo sie effektiv einen Bewegungsauftrag ausführen. Zum Beispiel kann der Elektromagnet die Spule des Lautsprechers ein- und ausfahren. In einem Motor dreht er den Rotor.
Eine sehr spezielle, aber sehr gebräuchliche Verwendung dieser Technologie ist die Stromversorgung der Kathodenstrahlröhre eines Fernsehers. Elektromagnete mit hoher Leistung speisen und leiten eine Kette von Elektronen, so dass sie auf den Fernsehschirm fallen, so dass er leuchtet.
Schließlich werden sie auch zum Speichern von Informationen verwendet. Die Festplatte eines Computers verfügt über eine spezielle, magnetisch empfindliche Platine, auf der Informationen gespeichert werden, wenn ein Elektromagnet ein- und ausgeschaltet wird.
Größe
Die Größe eines Elektromagneten hängt davon ab, wie viel Kraft er aufbringen muss. Der Elektromagnet eines kleinen Relais ist zum Beispiel einen Zentimeter lang oder sogar weniger, er muss lediglich einen kleinen Metallstreifen um einen Bruchteil eines Zolls ziehen; Das ganze System ist extrem klein. Am anderen Ende befinden sich die Funktürme, die groß genug sein müssen, um Magnetfelder zu erzeugen, die kilometerweit wandern. Zwischen den beiden Extremen befinden sich die Fernsehmagnete, die mehrere Zentimeter groß sind, und die Starter der Autos, die viel Energie produzieren müssen und Elektromagnete von 15 cm oder mehr haben können.
Wichtigkeit
Mit Elektromagneten können Ingenieure Bewegungen auf eine Weise steuern, die ohne sie nicht möglich oder zu teuer wäre. In einem Relais zieht beispielsweise die kleine Magnetspule einen Anschluss von einem kleinen Metallschalter an und schließt ihn. Es gibt ein einziges bewegliches Teil und es wird kein Zahnrad verwendet, wodurch es einfach und leicht herzustellen ist. Es gibt keinen anderen einfachen Weg, einen Leistungsschalter herzustellen. Elektromagnete waren auch die treibende Kraft bei der Entwicklung moderner Medien und Kommunikation. Bis heute werden neben den Computerfestplatten auch viele Mikrofone, die meisten Fernsehgeräte und fast alle Lautsprecher mit Strom versorgt. Selbst die Fernseh- und Funkübertragungstürme sind im Wesentlichen große Elektromagnete.
Hinweis
Viele elektromagnetische Geräte sind sehr empfindlich gegen Magnetfelder. Sie können Ihren Fernsehbildschirm leicht ruinieren, Ihre Kreditkartendaten mischen oder Ihre Festplatte löschen, wenn Sie einen Magneten zu nahe an sie heranführen. Halten Sie die Magnete von etwas fern, das über einen Bildschirm oder Speicher verfügt. Einige Elektromagnete können auch für Menschen gefährlich sein. Fernsehgeräte verwenden Ultrahochspannungselektromagnete, um ihre Kathodenstrahlen zu betreiben. Öffnen Sie keine und bewegen Sie sich nicht hinein, es sei denn, Sie wissen wirklich, was Sie tun.