Електромагніт - це магніт, який працює (створює магнітне поле) тільки при протіканні через котушку електричного струму. Щоб зробити потужний електромагніт, потрібно взяти магнітопровід і обмотати його мідним дротом і просто пропустити струм цим дротом. Магнітопровід почне намагнічуватись котушкою та почне притягувати залізні предмети. Хочете потужний магніт – піднімайте напругу та струм, експериментуйте. А щоб не мучитися і не збирати магніт самому, можна просто дістати котушку з магнітного пускача (вони бувають різні, на 220В/380В). Дістаєте цю котушку і вставляємо всередину шматок будь-якої залізяки (наприклад, звичайний товстий цвях) і включаємо в мережу. Ось це буде по-справжньому хороший магніт. А якщо у вас немає можливості дістати котушку із магнітного пускача, то зараз розглянемо, як зробити електромагніт самому.

Для складання електромагніту вам знадобляться дріт, джерело постійного струму та сердечник. Тепер беремо наш сердечник і мотаємо мідний дріт на нього (краще виток витку, а не в навал – збільшиться коефіцієнт корисної дії). Якщо хочемо зробити потужний електромагніт, то мотаємо в кілька шарів, тобто. коли намотали перший шар, переходимо на другий шар, та був мотаємо третій шар. При намотуванні враховуйте, що те, що ви намотаєте, ця котушка має реактивний опір, і при протіканні через цю котушку проходитиме менший струм при великому реактивному опорі. Але теж враховуйте, нам потрібен і важливий струм, тому, що ми будемо струмом намагнічувати сердечник, який служить як електромагніт. Але великий струм сильно нагріватиме котушку, по якій протікає струм, так що співвіднесіть ці три поняття: опір котушки, струм і температура.

При намотуванні дроту оберіть оптимальну товщину мідного дроту (десь 0,5 мм). А можете і поекспериментувати, враховуючи, що чим менший переріз дроту, тим більше буде реактивний опір і відповідно протікати струм буде менший. Але якщо ви будите мотати товстим дротом (приблизно 1мм), було б непогано, т.к. чим товстіший провідник, тим сильніше магнітне поле навколо провідника і плюс до всього протікатиме більший струм, т.к. реактивний опір буде меншим. Так само струм залежатиме і від частоти напруги (якщо від змінного струму). Так само варто сказати пару слів про шари: чим більше шарів, тим більше магнітне поле котушки і тим сильніше намагнічуватиме сердечник, т.к. при накладанні шарів магнітні поля складаються.

Добре, котушку намотали, і сердечник усередину вставили, тепер можна приступити до подачі напруги на котушку. Подаємо напругу і починаємо збільшувати її (якщо у вас блок живлення з регулюванням напруги, то плавно піднімайте напругу). Слідкуємо при цьому, щоб наша котушка не грілася. Підбираємо напругу таку, щоб при роботі котушка була злегка теплою або просто теплою - це буде номінальний режим роботи, а також можна буде дізнатися номінальний струм і напруга, заміривши на котушці і дізнатися споживану потужність електромагніту, перемноживши струм і напругу.

Якщо ви збираєтеся включати електромагніт від розетки 220 вольт, то спочатку обов'язково виміряйте опір котушки. При протіканні через котушку струму в 1 Ампер опір котушки має бути 220 ом. Якщо 2 Ампера, то 110 Ом. Ось як вважаємо СТРУМ = напруга / опір = 220/110 = 2 А.

Все, увімкнули пристрій. Спробуйте піднести гвоздик чи скріпку – вона має притягнутися. Якщо погано притягається або дуже погано тримається, то домотайте шарів п'ять мідної дроти: магнітне поле збільшиться і опір збільшиться, а якщо опір збільшиться, то номінальні дані електромагніту зміняться і потрібно буде переналаштувати його.

Якщо хочете збільшити потужність магніту, то візьміть підковоподібний сердечник і намотайте провід на дві сторони, таким чином вийде маніт-підкова, що складається з осердя і двох котушок. Магнітні поля двох котушок складуться, а значить, магніт у 2 рази працюватиме потужніше. Велику роль грає діаметр та склад сердечника. При малому перетині вийде слабкий електромагніт, хоч якщо ми і подамо високу напругу, а ось якщо збільшимо переріз серця, то вийде в нас не поганий електромагніт. Та якщо ще сердечник буде зі сплаву заліза і кобальту (цей сплав характеризується гарною магнітною провідністю), то провідність збільшиться і за рахунок цього сердечник краще намагнічуватиметься полем котушки.

Висновки:

1. Якщо хочемо зібрати потужний електромагніт, то мотаємо максимальну кількість шарів (діаметр дроту не такий важливий).
2. Сердечник найкраще взяти підковоподібний (треба тільки запитатиме 2-і котушки).
3. Сердечник має бути зі сплаву заліза та кобальту.
4. Струм по можливості повинен протікати якнайбільший, тому що саме він створює магнітне поле.

Поряд із постійними магнітами з 19 століття людина стала активно застосовувати в техніці та побуті магніти змінні, роботу яких можна регулювати подачею електричного струму. Конструктивно простий електромагніт є котушкою з електроізоляційного матеріалу з намотаним на ній проводом. За наявності мінімуму набору матеріалів та інструментів електромагніт не складно виготовити самостійно. Про те, як його зробити ми та розповімо у цій статті.

При проходженні провідником електричного струму навколо проводу виникає магнітне поле, при відключенні струму поле зникає. Для посилення магнітних властивостей у центр котушки можна вводити сталевий сердечник або збільшувати силу струму.

Застосування електромагнітів у побуті

Електромагніти можуть бути використані для вирішення низки проблем:

1. для збирання та видалення сталевої тирси або дрібних сталевих кріпильних деталей;
2. у процесі виготовлення різних ігор та іграшок разом із дітьми;
3. для електризації викруток та біт, що дозволяє примагнічувати шурупи та полегшує процес їх загвинчування;
4. для проведення різних дослідів з електромагнетизму.

Виготовлення простого електромагніту

Найпростіший електромагніт, цілком придатний для вирішення невеликого спектру практичних побутових завдань, може бути виготовлений своїми руками без використання котушки.

Для роботи приготуйте такі матеріали:

1. сталевий стрижень діаметром 5-8 мм або цвях на 100;
2. мідний провід в лаковій ізоляції діаметром 0,1-0,3 міліметра;
3. два шматки по 20 сантиметрів мідного дротуу ПВХ ізоляції;
4. ізоляційну стрічку;
5. джерело електрики (батарейка, акумулятор та ін.).

З інструментів приготуйте ножиці або кусачки (бокорізи) для різання дротів, пасатижі, запальничку.

Перший етап – намотування електропроводу. Безпосередньо на сталевий сердечник (цвях) намотайте кількасот витків тонкого дроту. Вручну цей процес здійснюватиме досить довго. Скористайтеся найпростішим пристроєм для намотування. Затисніть цвях у патрон шуруповерта або електродриля, увімкніть інструмент і, направляючи дріт, виконайте його намотування. До кінців намотаного дроту примотайте шматки дроту більшого діаметру та заізолюйте місця контакту за допомогою ізоляційної стрічки.

Під час експлуатації магніту залишається лише підключити вільні кінці дротів до полюсів джерела струму. Розподіл полярності підключення не впливає працювати пристосування.

Використання вимикача

Для зручності використання пропонуємо трохи вдосконалити отриману схему. До зазначеного вище переліку слід додати ще два елементи. Перший – третій провід в ПВХ ізоляції. Другий – вимикач будь-якого типу (клавішний, кнопковий тощо).

Таким чином, схема підключення електромагніта виглядатиме так:

• перший провід з'єднує один контакт батареї з контактом вимикача;
• другий провід з'єднує другий контакт вимикача з одним із контактів дроту електромагніту;

третій провід замикає ланцюг, з'єднуючи другий контакт електромагніту з контактом батареї, що залишився.

Використовуючи вимикач, увімкнення та відключення електромагніту буде здійснюватися значно зручніше.

Електромагніт на основі котушки

Більш складний електромагніт виготовляється з урахуванням котушки з електроізоляційного матеріалу – картону, дерева, пластмаси. За відсутності такого елемента його нескладно зробити самому. Візьміть невелику трубочку із зазначених матеріалів і приклейте до неї по торцях пару шайб з отворами. Краще, якщо шайби розташовуватимуться на невеликому віддаленні від торців котушки.

У цьому відеоролику каналу Креосан показано, як зробити самостійно електричний магніт. Потрібно взяти трансформатор від мікрохвильової печі, розпиляти його і дістати обмотки. Також підійдуть інші трансформатори. Але потужні і доступні лише у мікрохвильовій печі.

Нам знадобиться первинна обмотка. Ми його тільки включили до мережі, а він уже починає вібрувати. Що ж буде, коли він притягуватиме залізо? Настав час випробувати electromagnet. На нього можна подавати 12, 24, 36, 48, 110, 220 вольт. При цьому може бути постійний та змінний струм. Акумулятор від ноутбука і подивимося, на що здатний саморобний. Беремо горішок та за участю електромагніту плюючим його дверима. Як бачите, з горішком він легко розправився. Спробуємо підняти щось важче. Наприклад, кришку від каналізаційного люка.

Є ідея простого вимірника.

Найпростіший електромагніт за 5 хвилин

Далі. Ще один канал (HM Show) випустив ролик з тієї ж теми.
Він показав, як зробити простий електромагніт за 5 хвилин. Для виготовлення пристрою своїми руками знадобиться сталевий стрижень, мідний дріт та будь-який ізолюючий матеріал.

Для початку ізолюємо сталевий стрижень будівельним скотчем, надлишки матеріалу відрізаємо. Необхідно намотати мідний дріт на ізолюючий матеріал так, щоб було якнайменше повітряних зазорів. Від цього залежить сила магніту, а також від товщини мідного дроту, кількості витків і сили струму. Дані показники слід підбирати експериментально. Після того, як намотали дріт, обмотати його ізолюючим матеріалом.

Зачищаємо кінці дроту. Підключаємо магніт до блоку живлення та подаємо напругу чотири вольти з силою струму 1 ампер. Як бачимо, болтики погано магнітяться. Щоб посилити магніт, збільшуємо силу струму до 1,9 ампера і результат відразу змінюється на краще! З цією силою струму можемо вже піднімати і не тільки болтики, а й кусачки з плоскогубцями. Спробуйте виготовити з використанням батарейки, а результат, що вийшов, написати в коментарях.

Такий пристрій зручно тим, що його роботою легко керувати за допомогою ел/струму – міняти полюси, силу тяжіння. У деяких питаннях воно стає справді незамінним, а часто використовується як конструктивний елемент різних саморобок. Своїми руками зробити простий електромагніт нескладно, тим більше, що практично все необхідне можна знайти в кожному будинку.

• Будь-який підходящий зразок із заліза (воно добре магнітиться). Це буде сердечник електромагніту.
• Дріт – мідний, обов'язково з ізоляцією, щоб запобігти прямому контакту двох металів. Для саморобного ел/магніта рекомендований перетин – 0,5 (але не більше 1,0).
• Джерело постійного струму - батарейка, АКБ, БП.

Додатково:

• З'єднувальні дроти для підключення електромагніту.
• Паяльник або ізолятор для фіксації контактів.

Це загальна рекомендація, Оскільки електромагніт виготовляється з певною метою. Виходячи з цього і підбираються складові схеми. А якщо вона робиться в домашніх умовах, то якогось стандарту і бути не може – підійде все, що є під рукою. Наприклад, стосовно першого пункту як сердечника часто застосовують цвях, дужку замка, відрізок сталевого стрижня - вибір варіантів великий.

Порядок виготовлення

Обмотка

Мідний дріт акуратно, виток за витком, накручується на сердечник. За такої скрупульозності ККД електромагніту буде максимально можливим. Після першого «проходу» за залізним зразком дріт укладається другим шаром, іноді третім. Це залежить від того, яка потужність пристрою потрібна. Але напрямок намотування має бути незмінним, інакше відбудеться «розбалансування» магнітного поляі електромагніт навряд чи щось зможе притягти до себе.

Щоб зрозуміти зміст процесів, що протікають, досить згадати уроки фізики з курсу середньої школи – рухомі електрони, створюване ними ЕМП, напрям його обертання.

Після закінчення намотування дріт обрізається так, щоб висновки було зручно підключити до джерела живлення. Якщо це батарейка, то прямо. При використанні БП, акумулятора або іншого приладу потрібні з'єднувальні дроти.

Що врахувати

З кількістю шарів є певні складнощі.

• Зі збільшенням витків підвищується реактивний опір. Отже, сила струму почне знижуватися, а тяжіння стане слабкішим.
• З іншого боку, підвищення номіналу струму спричинить нагрівання обмотки.

Саме тому орієнтуватися на сторонні поради «бувалих і тих, хто побачив» не варто. Є конкретний сердечник (зі своєю магнітною провідністю, розмірами, перетином), дріт та джерело живлення. Тому доведеться експериментувати, домагаючись оптимального поєднання таких параметрів, як струм, опір та температура.

Детально принцип дії роботи електромагніту описаний у наступному відео:

Підключення

• Зачищає висновки «мідячки». Дріт спочатку покритий кількома шарами лаку (залежно від марки), а він, як відомо – ізолятор.
• Спаювання мідного та сполучного проводів. Хоча це і неважливо - можна зробити скручування, ізолювавши її або клейкою стрічкою.
• Фіксація других кінців дротів на затискачі. Наприклад, типу "крокодил". Такі знімні контакти дозволять легко змінювати полюси електромагніту, якщо це знадобиться у процесі його застосування.

• Для виготовлення потужного електромагніту домашні умільці часто використовують котушку від МП (магнітного пускача), реле, контакторів. Вони є і на 220, і на 380 ст.

Залізний сердечник підібрати за її внутрішнім перерізом нескладно. Для зручності управління у схему необхідно включити реостат (змінний опір). Відповідно, такий ел/магніт підключається вже до розетки. Сила тяжіння регулюється зміною R ланцюга.

• Можна підвищити потужність електромагніту за рахунок збільшення перерізу сердечника. Але лише до певних меж. І тут доведеться експериментувати.

• Перед тим, як робити ел/магніт, необхідно переконатися, що вибраний зразок заліза для цього підходить. Перевірка є досить простою. Береться простий магнітик; у будинку багато чого є на таких «присосках». Якщо він притягне підібрану для осердя деталь, можна використовувати. При негативному або слабкому результаті краще пошукати інший зразок.

Зробити електромагніт досить легко. Все інше залежить від терпіння та кмітливості майстра. Можливо, щоб отримати те, що потрібно, доведеться поекспериментувати – з напругою живлення, перетином дроту тощо. Будь-яка саморобка вимагає не лише творчого підходу, а й часу. Якщо його не пошкодувати, то чудовий результат забезпечений.

Днями показував дитині, як працює електромотор. Згадав експеримент із фізики зі школи.

Вихідні матеріали:

1. Батарейка АА
2. Емальований провід 0.5 мм
3. Магніт
4. Дві скріпки, розміром приблизно з батарейку
5. Канцелярський скотч
6. Пластилін

Загинаємо частину скріпки.

Намотуємо котушку з емальованого дроту. Робимо 6-7 витків. Кінці дроту фіксуємо вузликами. Потім зачищаємо. Один кінець повністю очищаємо від ізоляції, а інший лише з одного боку. (На фото правий кінець зачищений знизу)

Фіксуємо скріпки на батареї скотчем. Встановлюємо магніт. Кріпимо всю конструкцію на столі за допомогою пластиліну. Далі треба правильно поставити котушку. Коли котушка встановлена, зачищені кінці повинні стосуватися скріпки. У котушці з'являється магнітне поле, у нас виходить електромагніт. Полюси постійного магніту та котушки мають бути однаковими, тобто вони мають відштовхуватися. Сила відштовхування повертає котушку, один з кінців втрачає контакт і магнітне поле зникає. По інерції котушка повертається, знову з'являється контакт і повторюється цикл. Якщо магніти притягуються, мотор не крутиться. Тому один із магнітів треба буде перевернути.