донський годинниковий майстер Воткинс виготовив електромагніт, який піднімав 30 кг.
У 1832 р. Стерджен виготовив магніт, що піднімав +160 кг, але вже в тому ж році Марш створив магніт, здатний підняти більше 200 кг. Однак Стерджен не збирався втрачати першості. На його замовлення в 1840 р. був виконаний електромагніт, здатний підняти вже 550 кг!
До того часу у Стерджена знайшовся дуже сильний суперник за океаном. У квітні 1831 Джозеф Генрі (його ім'ям названа одиниця індуктивності) побудував електромагніт масою близько 300 кг, що піднімав близько 1 т.
Всі ці магніти по конструкції представляли собою подковообразні стрижні, обмотані дротом. Джоуль в листопаді 1840 створив магніт власної конструкції, у вигляді товстої сталевої труби, розрізаної уздовж осі. Перетин цього магніту був дуже великим, магніт виявився компактним і піднімав 1,3 т.
У той же час Джоуль побудував магніт абсолютно нової конструкції - притягує вантаж відчував дію не двох полюсів, як зазвичай, а значно більшого кількості, що дозволило різко збільшити вантаж, що піднімається. Магніт масою 5,5 кг утримував вантаж масою 1,2 т.
Перші магніти були зроблені В«як бог на душу покладеВ». Однак не будь-яка форма давала хороший результат. Випадково вийшло так, що Стерджен для свого першого магніту вибрав дуже вдалу - подковообразную - форму.
Відсутність досвіду та елементарної методики розрахунку магнітів призвело до того, що деякі різновиди магнітів, запропоновані в той час, були б, на наш погляд, просто абсурдними. Так, Трьохлапий магніт не міг би успішно працювати, так як магнітні потоки кожного стрижня протидіяли б один одному - потік одного стержня замикали на другому стрижні, де він діяв назустріч потоку цього стрижня.
непридатність, на сучасний погляд, виявляється і дуже часто використовувалась конструкція, один магніт в якій складений з трьох більш дрібних і намотаних окремо. Ясно, що в проміжках між цими маленькими магнітами магнітні поля двох сусідніх стрижнів взаємно знищуються.
Лабораторні магніти того періоду виготовлялися В«на окоВ». Ніякої теорії, яка дозволила би заздалегідь передбачити властивості магнітів, не існувало.
Перший внесок в теорію розрахунку електромагнітів внесли російські вчені Е.X. Ленц і Б.С. Якобі, вказали на зв'язок підйомної сили електромагніту і добуток сили струму в котушках на число витків обмотки.
Після Ленца і Якобі великий внесок у теорію розрахунку магнітів внесли англійці брати Гопкинсон, які запропонували метод обліку насичення - явища, давно поміченого проектувальниками магнітів і полягає в тому, що в магніті заданої форми після деякої межі збільшенням струму в котушках не можна підвищити його підйомну силу.
Сучасна теорія пов'язує це явище з тим, що при досягненні деякого намагнічує струму елементарні магнітики (диполі) заліза (феромагнетика), раніше розташовані безладно, в основному орієнтовані в одному напрямку і при подальшому посиленні намагнічує струму істотного збільшення числа магнітиків, орієнтованих в одному напрямку, не відбувається.
Настала нова ера посилення потужності магнітів, але не шляхом збільшення їх розмірів, а через вдосконалення їх форми та боротьби з насиченням.
2.2 Загальні відомості про електромагнітах
електромагнітів називається всяке залізне, сталеве або чавунне тіло (сердечник), що може бути тимчасово намагніченим допомогою пропускання електричного струму по провіднику (обмотка), оточуючого це тіло.
Навколо всякого провідника, по якому проходить електричний струм, виникає магнітне полі, характер якого може бути описаний вказівкою розташування і розподілу магнітних силових ліній цього поля. Якщо провідник являє тонкий дріт значної довжини, то магнітні силові лінії створеного навколо дроту поля представляють навколо кожної точки дроту систему концентричних кіл, розташованих навколо дроту, як навколо осі в соотве тствіі з малюнком 2.1. br clear=all>В
Малюнок 2.1 - Магнітні силові лінії електромагніта
Напрямок ліній сил (напрямок поля; той напрямок, у якому рухався б навколо дроту вільний північний магнітний полюс) залежить від напрямку струму в дроті; напрямок ліній сил залежно від напрямку струму визначається наступним правилом якщо ми будемо дивитися вздовж струму так, щоб струм йшов від нас, то лінії сил будуть спрямовані у напрямку руху годинникової стрілки.
Сила поля в даній точці його (число ліній сил, які перетинають площу в 1 квадратний сантиметр, розташовану в даній точці перпендикулярно до напрямку ліній сил) зростає пропорційно силі струму, що проходить по дроту; зменшується по Віддаляючись від дроту пропорційно відстані від дроту (закон Біо і Савара, 1820 р.) і може бути виражена через
(2.1)
де H - сила поля в динах (або число ліній на 1 см 2 );
J - сила струму в амперах;
А - відстань дроту в см.
...
