GAUSS Das erste und für viele Jahrzehnte einzige Artefakt, das die Existenz von " geheime Protokolle"- trübe Fotokopien, die Hess' Anwalt Alfred Seidl erfolglos versuchte, der Verfahrensakte beizufügen Nürnberger Prozesse im März 1946 die erste, und so weiter

Allgemeine Information

Auf überraschende Weise können die Ideen einer Person die weitere Entwicklung beeinflussen. menschliche Gesellschaft im Allgemeinen. Solch eine Person war Michael Faraday, nicht allzu versiert in den Feinheiten der zeitgenössischen Mathematik, aber vollkommen verständnisvoll physikalische Bedeutung zu dieser Zeit Informationen über die Natur von Elektrizität und Magnetismus aufgrund des von ihm vorgeschlagenen Konzepts der Feldwechselwirkungen.

Existenz moderne Gesellschaft Basierend auf der Nutzung von Elektrizität, Magnetismus und Elektrodynamik verdanken wir eine ganze Galaxie bemerkenswerter Wissenschaftler. Unter ihnen sind Ampère, Oersted, Henry, Gauss, Weber, Lorentz und natürlich Maxwell zu nennen. Letztlich brachten sie die Wissenschaft von Elektrizität und Magnetismus in ein Bild, das als Grundlage für eine ganze Schar von Erfindern diente, die mit ihren Kreationen die Voraussetzungen für die Entstehung der modernen Informationsgesellschaft schufen.

Wir leben umgeben von Elektromotoren und Generatoren: Sie sind unsere ersten Helfer in der Produktion, im Transport und zu Hause. Jeder anständige Mensch kann sich eine Existenz ohne Kühlschrank, Staubsauger und Waschmaschine nicht vorstellen. Eine Priorität ist auch eine Mikrowelle, ein Haartrockner, eine Kaffeemühle, ein Mixer, ein Mixer und - der ultimative Traum - ein elektrischer Fleischwolf und eine Brotmaschine. Natürlich ist eine Klimaanlage auch eine schrecklich nützliche Sache, aber wenn kein Geld für die Anschaffung vorhanden ist, reicht ein einfacher Ventilator.

Bei manchen Männern sind die Wünsche etwas bescheidener: Der ultimative Traum des unfähigsten Mannes ist eine elektrische Bohrmaschine. Einige von uns, die erfolglos versuchen, das Auto bei vierzig Grad Frost zu starten und den Anlasser (ebenfalls einen Elektromotor) hoffnungslos quälen, träumen insgeheim davon, ein Tesla Motors-Auto mit Elektromotoren und Batterien zu kaufen, um die Benzinprobleme für immer zu vergessen und Dieselmotoren.

Elektromotoren sind allgegenwärtig: Sie heben uns in Aufzügen hoch, sie transportieren uns in U-Bahnen, S-Bahnen, Straßenbahnen, Trolleybussen u Hochgeschwindigkeitszüge. Sie bringen uns Wasser auf die Stockwerke von Wolkenkratzern, betreiben Springbrunnen, pumpen Wasser aus Minen und Brunnen, walzen Stahl, heben Gewichte, arbeiten in verschiedenen Kränen. Und sie tun viele andere nützliche Dinge, indem sie Werkzeugmaschinen, Werkzeuge und Mechanismen in Bewegung setzen.

Sogar Exoskelette für Menschen mit behindert und für das Militär werden mit Elektromotoren hergestellt, ganz zu schweigen von einer ganzen Armee von Industrie- und Forschungsrobotern.

Heute arbeiten Elektromotoren im Weltraum – denken Sie daran Rover Neugier. Sie arbeiten am Boden, unter der Erde, auf dem Wasser, unter Wasser und sogar in der Luft – wenn nicht heute, dann morgen (Artikel geschrieben im November 2015) wird das Flugzeug Solar Impulse 2 endlich fertig sein Weltreise, und unbemannt Flugzeug bei Elektromotoren gibt es einfach keine Zahlen. Kein Wunder, dass mittlerweile auch recht seriöse Konzerne an Lieferdiensten arbeiten Postsendungen Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen.

Geschichtlicher Bezug

1800 von dem italienischen Physiker Alessandro Volta gebaut, entpuppte sich die später nach dem Erfinder „voltaische Säule“ benannte chemische Batterie als wahres „Füllhorn“ für Wissenschaftler. Sie ermöglichte es, elektrische Ladungen in Leitern in Bewegung zu setzen, also zu erzeugen elektrischer Strom. Neue Entdeckungen mit Hilfe der voltaischen Säule folgten kontinuierlich einer nach dem anderen verschiedene Bereiche Physik und Chemie.

Zum Beispiel erhielt der englische Wissenschaftler Sir Humphrey Davy 1807, als er die Elektrolyse von Schmelzen von Natrium- und Kaliumhydroxiden untersuchte, metallisches Natrium und Kalium. Zuvor, im Jahr 1801, entdeckte er auch den Lichtbogen, obwohl die Russen ihn für den Entdecker von Vasily Vladimirovich Petrov halten. Petrov beschrieb 1802 nicht nur den Bogen selbst, sondern auch seine Möglichkeiten praktische Anwendung zum Schmelzen, Schweißen von Metallen und deren Rückgewinnung aus Erzen sowie Beleuchtung.

Die wichtigste Entdeckung aber machte der dänische Physiker Hans Christian Oersted: Am 21. April 1820 bemerkte er bei einer Versuchsvorführung bei einem Vortrag die Ablenkung des Pfeils magnetischer Kompass beim Ein- und Ausschalten eines elektrischen Stroms, der durch einen Leiter in Form eines Drahtes fließt. Damit wurde erstmals der Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus bestätigt.

Der nächste Schritt war getan Französischer Physiker André Marie Ampère einige Monate, nachdem er Oersteds Erfahrung erlebt hatte. Merkwürdig ist der Gedankengang dieses Wissenschaftlers, der in den ihm nacheinander zugesandten Nachrichten dargelegt wird Französische Akademie Wissenschaften. Als Ampère zunächst die Drehung der Kompassnadel an einem stromführenden Leiter beobachtete, schlug er vor, dass der Magnetismus der Erde auch durch Ströme verursacht wird, die die Erde in Richtung von West nach Ost umfließen. Daraus schlossen sie das magnetische Eigenschaften Körper können durch die Zirkulation eines Stroms in ihm erklärt werden. Außerdem kam Ampère ziemlich kühn zu dem Schluss, dass die magnetischen Eigenschaften eines jeden Körpers durch geschlossene elektrische Ströme in seinem Inneren bestimmt werden, und magnetische Wechselwirkung nicht wegen besonderem magnetische Ladungen, sondern nur eine Bewegung elektrische Aufladungen, also aktuell.

Amper übernahm sofort Pilotstudie dieser Wechselwirkung und fanden heraus, dass Leiter mit Stromfluss in einer Richtung angezogen und in der entgegengesetzten Richtung abgestoßen werden. Rechtwinklig zueinander stehende Leiter interagieren nicht miteinander.

Es ist schwer zu widerstehen, nicht zu führen Öffnen durch Ampere Gesetz in eigener Formulierung:

„Die Wechselwirkungskraft bewegter Ladungen ist proportional zum Produkt dieser Ladungen, umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen, wie im Coulombschen Gesetz, aber darüber hinaus hängt sie auch von der Geschwindigkeit dieser Ladungen und der Richtung ab ihre Bewegung."

Also in der Physik entdeckt wurden grundlegende Kräfte abhängig von Geschwindigkeiten.

Aber der wirkliche Durchbruch in der Wissenschaft von Elektrizität und Magnetismus war die Entdeckung des Phänomens durch Michael Faraday Elektromagnetische Induktion- das Auftreten eines elektrischen Stroms in einem geschlossenen Stromkreis beim Wechseln magnetischer Fluss durch sie hindurch. Unabhängig von Faraday wurde das Phänomen der elektromagnetischen Induktion 1832 auch von Joseph Henry entdeckt, der übrigens das Phänomen der Selbstinduktion entdeckte.

Eine öffentliche Demonstration von Faraday am 29. August 1831 wurde an einem von ihm erfundenen Gerät durchgeführt, das aus einem Voltpol, einem Schalter, Ring aus Eisen, auf dem zwei identische Spulen aus Kupferdraht auf gegenüberliegenden Seiten gewickelt waren. Eine der Spulen wurde über einen Schalter mit einer Batterie verbunden, und ein Galvanometer wurde mit den Enden der anderen verbunden. Wenn der Strom ein- und ausgeschaltet wurde, zeichnete das Galvanometer das Auftreten eines Stroms auf andere Richtung in der zweiten Spule.

In Faradays Experimenten trat auch ein elektrischer Strom auf, der als Induktionsstrom bezeichnet wird, wenn ein Magnet in die Spule eingeführt oder aus der auf den Messkreis geladenen Spule herausgezogen wurde. In ähnlicher Weise trat der Strom auch auf, wenn eine kleinere Spule mit Strom eingeführt/eingezogen/herausgezogen wurde. große Spule aus Vorkenntnisse. Und die Richtung Induktionsstrom umgekehrt, wenn ein Magnet oder eine kleine Spule mit Strom eingeführt / verlängert wurde, gemäß der vom russischen Wissenschaftler Emil Khristianovich Lenz formulierten Regel. im Jahr 1833.

Basierend auf den durchgeführten Experimenten leitete Faraday ein Gesetz für ab elektromotorische Kraft später nach ihm benannt.

Die Ideen und Ergebnisse von Faradays Experimenten wurden von einem anderen großen Landsmann - dem Brillanten - überdacht und verallgemeinert Englischer Physiker und Mathematiker James Clerk Maxwell in seinen vier Differentialgleichung Elektrodynamik, später Maxwellsche Gleichungen genannt.

Es sei darauf hingewiesen, dass in drei der vier Maxwell-Gleichungen die magnetische Induktion in Form eines Magnetfeldvektors auftritt.

Magnetische Induktion. Definition

Magnetische Induktion ist ein Vektor physikalische Größe, die eine Kraft ist, die für das Magnetfeld (seine Wirkung auf geladene Teilchen) an einem bestimmten Punkt im Raum charakteristisch ist. Es bestimmt, wie stark F Magnetfeld wirkt auf eine Ladung q, bewegt sich mit einer Geschwindigkeit v. Bezeichnet Lateinischer Buchstabe BEIM(ausgesprochener Vektor B) und die Kraft wird mit der Formel berechnet:

F = q [v∙B]

wo F ist die Lorentzkraft, die von der Seite des Magnetfelds auf die Ladung wirkt q; v- Bewegungsgeschwindigkeit aufladen; B- Magnetfeldinduktion; [ v × B] - Vektorprodukt Vektoren v und B.

Algebraisch lässt sich der Ausdruck schreiben als:

F = q∙v∙B sinα

wo α - Winkel zwischen Geschwindigkeit und magnetischen Induktionsvektoren. Vektorrichtung F senkrecht zu beiden und nach der Regel der linken Hand gerichtet.

Die magnetische Induktion ist die wichtigste grundlegende Eigenschaft eines Magnetfelds, ähnlich dem elektrischen Feldstärkevektor.

BEIM internationales System SI-Einheiten, die magnetische Induktion des Feldes wird in Tesla (T) gemessen, im CGS-System - in Gauss (Gs)

1 T = 10&sup4; Gs

Andere Größen der magnetischen Induktionsmessung, die in verschiedenen Anwendungen verwendet werden, und ihre Umrechnung von einer Größe in eine andere finden Sie im Umrechner für physikalische Größen.

Messgeräte zur Messung der Größe der magnetischen Induktion werden als Teslameter oder Gaussmeter bezeichnet.

Magnetfeld Induktion. Physik der Phänomene

Je nach Reaktion auf ein äußeres Magnetfeld werden alle Stoffe in drei Gruppen eingeteilt:

• Diamagnete
• Paramagnete
• Ferromagnete

Die Begriffe Diamagnetismus und Paramagnetismus wurden 1845 von Faraday eingeführt. Für Quantifizierung diese Reaktionen führten das Konzept der magnetischen Permeabilität ein. In das SI-System eingeführt absolut magnetische Permeabilität, gemessen in H/m, und relativ dimensionslose magnetische Permeabilität, gleich dem Verhältnis die Durchlässigkeit eines gegebenen Mediums für die Durchlässigkeit von Vakuum. Für Diamagnete ist die relative magnetische Permeabilität etwas Weniger als eins, für Paramagnete - etwas mehr als Einheit. Bei Ferromagneten ist die magnetische Permeabilität viel größer als eins und nichtlinear.

Phänomen Diamagnetismus Sie besteht in der Fähigkeit eines Stoffes, dem Einfluss eines äußeren Magnetfeldes durch Magnetisierung entgegen seiner Richtung entgegenzuwirken. Das heißt, Diamagnete werden von einem Magnetfeld abgestoßen. Dabei übernehmen die Atome, Moleküle oder Ionen den Diamagneten magnetisches Moment, gerichtet gegen das äußere Feld.

Phänomen Paramagnetismus ist die Fähigkeit einer Substanz, magnetisiert zu werden, wenn sie einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird. Im Gegensatz zu Diamagneten werden Paramagnete von einem Magnetfeld angezogen. In diesem Fall erhalten die Atome, Moleküle oder Ionen des Paramagneten ein magnetisches Moment in der Richtung, die mit der Richtung des äußeren Magnetfelds zusammenfällt. Wenn das Feld entfernt wird, behalten Paramagnete keine Magnetisierung bei.

Phänomen Ferromagnetismus ist die Fähigkeit einer Substanz, sich in Abwesenheit eines externen Magnetfelds spontan zu magnetisieren oder unter dem Einfluss eines externen Magnetfelds magnetisiert zu werden und die Magnetisierung beizubehalten, wenn das Feld entfernt wird. In diesem Fall sind die meisten magnetischen Momente von Atomen, Molekülen oder Ionen parallel zueinander. Diese Ordnung wird bis zu Temperaturen unterhalb einer bestimmten kritischen Temperatur, dem so genannten Curie-Punkt, aufrechterhalten. Bei Temperaturen oberhalb des Curiepunktes z gegebene Substanz, werden Ferromagnete zu Paramagneten.

Die magnetische Permeabilität von Supraleitern ist Null.

Die absolute magnetische Permeabilität von Luft ist ungefähr gleich der magnetischen Permeabilität von Vakuum und wird in technischen Berechnungen mit 4π 10 ⁻⁷ H/m angenommen

Besonderheiten des Magnetfeldverhaltens bei Diamagneten

Wie oben erwähnt, erzeugen diamagnetische Materialien ein induziertes Magnetfeld, das gegen ein externes Magnetfeld gerichtet ist. Diamagnetismus ist ein quantenmechanischer Effekt, der allen Substanzen innewohnt. Bei Paramagneten und Ferromagneten wird sie durch andere, stärkere Effekte eingeebnet.

Diamagnete umfassen beispielsweise Substanzen wie Inertgase, Stickstoff, Wasserstoff, Silizium, Phosphor und Pyrokohlenstoff; einige Metalle - Wismut, Zink, Kupfer, Gold, Silber. Viele andere anorganische und organische Verbindungen sind ebenfalls diamagnetisch, einschließlich Wasser.

In einem inhomogenen Magnetfeld werden Diamagnete um einen Bereich weiter verschoben schwaches Feld. Magnetisch Kraftlinien als ob sie von diamagnetischen Materialien aus dem Körper geschoben würden. Auf dieser Eigenschaft beruht das Phänomen der diamagnetischen Levitation. In einem ausreichend starken Magnetfeld, das durch moderne Magnete erzeugt wird, können nicht nur verschiedene Diamagnete, sondern auch kleine Lebewesen, die hauptsächlich aus Wasser bestehen, schweben.

Wissenschaftlern der Universität Niemingen, Niederlande, gelang es, einen Frosch in einem Feld mit einer magnetischen Induktion von etwa 16 T in die Luft zu hängen, und Forschern eines NASA-Labors mithilfe eines Supraleitermagneten - Levitation einer Maus, die als biologisches Objekt, ist einer Person viel näher als ein Frosch .

Alle Leiter zeigen Diamagnetismus, wenn sie einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt werden.

Die Essenz des Phänomens besteht darin, dass unter dem Einfluss eines magnetischen Wechselfelds Wirbelströme - Foucault-Ströme - induziert werden, die gegen die Wirkung eines äußeren Magnetfelds in den Leitern gerichtet sind.

Merkmale des Verhaltens eines Magnetfelds in Paramagneten

Ganz anders die Wechselwirkung eines Magnetfeldes mit Paramagneten. Da die Atome, Moleküle oder Ionen von Paramagneten ein eigenes magnetisches Moment haben, richten sie sich in Richtung des äußeren Magnetfeldes aus. Dadurch entsteht ein resultierendes Magnetfeld, das größer ist als das ursprüngliche Feld.

Zu den Paramagneten gehören Aluminium, Platin, Alkali und Erdalkalimetalle Lithium, Cäsium, Natrium, Magnesium, Wolfram sowie Legierungen dieser Metalle. Paramagnete sind auch Sauerstoff, Stickstoffmonoxid, Manganoxid, Eisenchlorid und viele andere chemische Verbindungen.

Paramagnete sind schwach magnetische Substanzen, ihre magnetische Permeabilität ist etwas größer als Eins. In einem inhomogenen Magnetfeld werden Paramagnete in einen Bereich mehr gezogen starkes Feld. In Abwesenheit eines Magnetfelds behalten Paramagnete keine Magnetisierung, weil aufgrund thermische Bewegung Eigene magnetische Momente ihrer Atome, Moleküle oder Ionen sind zufällig gerichtet.

Merkmale des Verhaltens eines Magnetfelds in Ferromagneten

Ferromagnete bilden aufgrund ihrer inhärenten Eigenschaft, sich spontan zu magnetisieren, natürliche Magnete, die der Menschheit bekannt mit Antike. Magnete wurden zugeschrieben magische Eigenschaften, sie wurden in verschiedenen religiösen Ritualen und sogar beim Bau von Gebäuden verwendet. Der erste Prototyp des Kompasses, der im zweiten oder ersten Jahrhundert v. Chr. von den Chinesen erfunden wurde, wurde von neugierigen Vorfahren verwendet, um Häuser nach den Regeln des Feng Shui zu bauen. Die Verwendung des Kompasses als Navigationsmittel begann bereits im 11. Jahrhundert, um die Wüsten entlang der Großen zu durchqueren Seidenstraße. Später spielte der Einsatz des Kompasses in maritimen Angelegenheiten eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung der Navigation, der Entdeckung neuer Länder und der Entwicklung neuer Seehandelsrouten.

Ferromagnetismus ist eine Manifestation der quantenmechanischen Eigenschaften von Elektronen mit Spin, d.h. eigenes magnetisches Dipolmoment. Einfach ausgedrückt verhalten sich Elektronen wie winzige Magnete. Für jeden abgeschlossenen Elektronenhülle ein Atom kann nur ein Elektronenpaar mit entgegengesetztem Spin haben, d.h. das Magnetfeld solcher Elektronen ist hinein gerichtet gegenüberliegende Seiten. Aus diesem Grund haben Atome, die eine Paarzahl von Elektronen haben, ein magnetisches Gesamtmoment Null Daher sind nur Atome mit einer ungefüllten Außenschale und einer ungepaarten Anzahl von Elektronen Ferromagnete.

Ferromagnetische Materialien umfassen Metalle der Übergangsgruppe (Eisen, Kupfer, Nickel) und Seltenerdmetalle (Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium und Erbium) sowie Legierungen dieser Metalle. Legierungen der oben genannten Elemente mit nicht ferromagnetischen Materialien sind ebenfalls Ferromagnete; Legierungen und Verbindungen von Chrom und Mangan mit nichtferromagnetischen Elementen sowie einige der Metalle der Aktinidengruppe.

Ferromagnete haben einen magnetischen Permeabilitätswert, der viel größer als Eins ist; Die Abhängigkeit ihrer Magnetisierung unter der Einwirkung eines äußeren Magnetfelds ist nicht linear und sie sind durch die Manifestation einer Hysterese gekennzeichnet - wenn die Einwirkung des Magnetfelds entfernt wird, bleiben Ferromagnete magnetisiert. Um diese Restmagnetisierung zu entfernen, muss ein Gegenfeld angelegt werden.

Die graphische Darstellung der Abhängigkeit der magnetischen Permeabilität μ von der Stärke des Magnetfeldes H in einem Ferromagneten, genannt Stoletov-Kurve, zeigt, dass bei Null Magnetfeldstärke H = 0 die magnetische Permeabilität hat Kleinigkeitμ₀; dann steigt die magnetische Permeabilität mit zunehmender Intensität schnell auf ein Maximum μ max an und fällt dann langsam auf null ab.

Der Pionier bei der Erforschung der Eigenschaften von Ferromagneten war der russische Physiker und Chemiker Alexander Stoletov. Nun trägt die Abhängigkeitskurve der magnetischen Permeabilität von der Stärke des Magnetfeldes seinen Namen.

Moderne ferromagnetische Materialien sind auf dem Vormarsch Breite Anwendung in Wissenschaft und Technik: Viele Technologien und Geräte basieren auf ihrer Nutzung und auf der Nutzung des Phänomens der magnetischen Induktion. Zum Beispiel im Informatik: Die ersten Computergenerationen hatten Speicher auf Ferritkernen, Informationen wurden auf Magnetbändern, Disketten und Festplatten gespeichert. Letztere werden jedoch immer noch in Computern verwendet und in Hundertmillionen Stück pro Jahr produziert.

Die Nutzung der magnetischen Induktion in der Elektrotechnik und Elektronik

BEIM moderne Welt Beispiele für den Einsatz von Magnetfeldinduktion gibt es viele, vor allem in der Leistungselektrotechnik: in Stromgeneratoren, Spannungswandlern, in diversen elektromagnetischen Antrieben diverser Geräte, Werkzeuge und Mechanismen, in der Messtechnik und in der Wissenschaft, in diversen physische Installationen für Experimente, sowie in den Mitteln elektrischer Schutz und Notabschaltung.

Elektromotoren, Generatoren und Transformatoren

1824 beschrieb der englische Physiker und Mathematiker Peter Barlow den von ihm erfundenen unipolaren Motor, der zum Prototyp moderner Elektromotoren wurde. Gleichstrom. Die Erfindung ist auch deshalb wertvoll, weil sie lange vor der Entdeckung des Phänomens der elektromagnetischen Induktion gemacht wurde.

Heutzutage nutzen fast alle Elektromotoren die Ampere-Kraft, die in einem Magnetfeld auf einen stromdurchflossenen Kreis wirkt und ihn in Bewegung versetzt.

Sogar Faraday, um das Phänomen der magnetischen Induktion im Jahr 1831 zu demonstrieren, wurde geschaffen Versuchsaufbau, wichtiger Teil Das war das Gerät, das jetzt als Ringkerntransformator bekannt ist. Das Funktionsprinzip des Faraday-Transformators wird immer noch in allen modernen Spannungs- und Stromwandlern verwendet, unabhängig von Leistung, Bauart und Umfang.

Darüber hinaus hat Faraday die Möglichkeit der Konvertierung wissenschaftlich begründet und experimentell nachgewiesen mechanische Bewegung mit dem von ihm erfundenen unipolaren Gleichstromgenerator, der zum Prototyp aller Gleichstromgeneratoren wurde, in Strom umwandelte.

Erster Generator Wechselstrom wurde 1832 vom französischen Erfinder Hippolyte Pixie erfunden. Später wurde es auf Anregung von Ampere durch ein Schaltgerät ergänzt, das es ermöglichte, einen pulsierenden Gleichstrom zu erhalten.

Fast alle elektrischen Stromgeneratoren, die das Prinzip der magnetischen Induktion verwenden, basieren auf dem Auftreten einer elektromotorischen Kraft in einem geschlossenen Stromkreis, der sich in einem sich ändernden Magnetfeld befindet. Dabei dreht sich bei Wechselstromgeneratoren entweder der magnetische Rotor relativ zu den feststehenden Statorspulen oder bei Gleichstromgeneratoren die Rotorwicklungen relativ zu den feststehenden Statormagneten (Joch).

Der leistungsstärkste Generator der Welt, der 2013 von der chinesischen Firma DongFang Electric für das Kernkraftwerk Taishan gebaut wurde, kann eine Leistung von 1.750 MW erzeugen.

Neben konventionellen Generatoren sind auch Elektromotoren mit der Umrüstung verbunden mechanische Energie in elektrische Energie und umgekehrt gibt es sogenannte magnetohydrodynamische Generatoren und Motoren, die nach einem anderen Prinzip arbeiten.

Relais und Elektromagnete

Der vom amerikanischen Wissenschaftler J. Henry erfundene Elektromagnet wurde zum ersten elektrischen Aktuator und zum Vorläufer der bekannten elektrischen Klingel. Später schuf Henry auf seiner Grundlage ein elektromagnetisches Relais, das das erste automatische Schaltgerät mit einem binären Zustand wurde.

Dynamisches Shure-Mikrofon, das in einem Videostudio verwendet wird

Bei der Übertragung eines Telegrafensignals über große Entfernungen wurden Relais als Gleichstromverstärker verwendet, die den Anschluss externer Batterien von Zwischenstationen für die weitere Signalübertragung umschalteten.

Dynamische Köpfe und Mikrofone

In der modernen Audiotechnik sind elektromagnetische Lautsprecher weit verbreitet, deren Ton durch das Zusammenwirken einer Schwingspule entsteht, die an einem stromdurchflossenen Diffusor befestigt ist. Tonfrequenz, mit einem Magnetfeld im Spalt eines stationären Dauermagnet. Dadurch bewegt sich die Spule zusammen mit dem Diffusor und erzeugt Schallwellen.

Dynamische Mikrofone verwenden das gleiche Design wie der dynamische Kopf, aber im Gegensatz dazu schwingt in einem Mikrofon eine bewegliche Spule mit einem Mini-Diffusor im Spalt eines feststehenden Permanentmagneten unter dem Einfluss eines akustischen Signals und erzeugt eine elektrische Schallfrequenz Signal.

Messgeräte und Sensoren

Trotz der Fülle moderner digitaler Messgeräte werden in der Messtechnik nach wie vor Geräte magnetoelektrischer, elektromagnetischer, elektrodynamischer, ferrodynamischer und induktiver Art eingesetzt.

Alle Systeme der oben genannten Typen verwenden das Prinzip der Wechselwirkung von Magnetfeldern oder einem Permanentmagneten mit dem Feld einer Spule mit Strom oder einem ferromagnetischen Kern mit Feldern von Spulen mit Strom oder Magnetfeldern von Spulen mit Strom.

Aufgrund der relativen Trägheit solcher Messsysteme eignen sie sich zur Messung der Durchschnittswerte von Variablen.