1820年首码项目,丹麦科学家奥斯特发现了电流磁效应,人类第一次找到了电与磁的转换关系,从此,电磁学成了各国科学家的热门研究对象,而通电螺线管正是研究中的一项重要结果。
通电螺线管的结构非常简单,只要把导线均匀、规则的绕在圆筒上,我们就可以得到一个螺线管了,顾名思义再给螺线管通个电,就得到了通电螺线管,那有的同学要问了,一根导线不也可以产生磁场,为什么要绕成这样,因为一根导线产生的磁场强度是很小的,当导线绕成螺线管以后,层层叠加下,磁场强度就变大了!就像奥斯曼说的:所有的科学进展都是从实验开始的,但是谁能给我标一个电流方向和磁感线方向呢?我想学但又不敢问,怕被人嘲笑!
矩道3D/VR物理实验室
那就直接看看我们的物理实验室吧,通过实验,我们发现,通电螺线管和条形磁铁的磁场分布极其相似,而且也存在N极和S极,这就衍生出了电磁这个名词。当螺线管通电后,利用安培定则(右手螺旋定则),表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系,通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向直导线中电流方向,那么四指指向就是通电导线周围磁场的方向;通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
如图所示,在我们的实验中,我们可观测到电流方向和通电螺线管外部的磁场,这不比书上的图片来的直接吗?就算你改变电流方向,我们一样可以利用右手螺旋定则,知道螺线管的磁极和磁场分布!
插入铁芯后,磁性更强
通过在通电螺线管中插入铁芯能使磁性增强电磁铁的应用,而构成了一个电磁铁电磁铁的应用,那么电磁铁的作用是什么呢?
从电话、电铃……到电磁起重机、磁悬浮……你知道这其中的原理来自哪里吗?初中物理,我们学过电磁螺线管,而我们初中的物理知识,就是这一切的衍生……
①电磁起重机:电磁铁在实际中的应用很多,最直接的应用就是电磁起重机,大型电磁起重机一次可以吊起几吨钢材;
②电磁继电器:电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关;
③磁悬浮列车:磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统;
④扬声器:扬声器主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成;
⑤家用电器:如电冰箱、吸尘器上都有电磁铁。在电动机、发电机和电磁继电器里也用到电磁铁。全自动洗衣机的进水、排水阀门,卫生间里感应式冲水器阀门,也都是由电磁铁控制的。
