长治西门子模块供应代理商长治西门子模块供应代理商长治西门子模块供应代理商长治西门子模块供应代理商长治西门子模块供应代理商

电磁铁是什么？简单来说，就是一个带有铁心的螺线管，它是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其他零件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其他机械装置发生联动。

▲图27-1

如上图27-1所示，理想情况下，电磁铁在没有通电的情况下是没有磁性的，一旦通电后就会带有磁性，再次断电后磁性也会随之消失。实际上断电时电磁铁的磁性并不是消失得一干二净，而是或多或少会有一点剩磁的存在，只不过是把该剩磁给忽略掉了。

电磁铁的基本结构是由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的结构如下图27-2所示。

▲图27-2

通电线圈激发磁场，使得磁通在铁心与衔铁之间构成磁路。衔铁为可活动部分，当电磁铁通电时铁心带有磁性，从而吸引衔铁与铁心贴合。在这里顺便带大家回顾一下，我们之前也学习过，如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。

既然电磁铁磁性存在的根本在于是否有励磁电流的存在，那么，显然电磁铁也可以根据使用的电源类型进行分类，即用直流电源励磁的电磁铁称为直流电磁铁；用交流电源励磁的电磁铁称为交流电磁铁。

不管是直流电磁铁亦或是交流电磁铁，它们的工作原理都是一样的。即在通电螺线管内部插入铁心，铁心被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁心也变成了一个磁体，又由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。

为了使电磁铁的磁性更强，铁心通常被制成蹄形。但要注意的一点是蹄形铁心上线圈的绕向要相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。因为如果线圈的绕向相同，两线圈对铁心的磁化作用将相互抵消，使铁心不显磁性。

那么，影响电磁铁磁性强弱的因素又有哪些呢？根据它的工作原理，铁心的存在显然可以大大增强电磁铁的磁性，除了铁心存在与否外，还有没有其他的影响因素呢？其实影响电磁铁磁性强弱的因素有很大，例如铁心的材料、电流的大小、线圈匝数的多少等等。不难证明，电磁线圈匝数越多，通过线圈的电流越大，线圈的磁性越强，插入铁心后，线圈的磁性更是大大增强。根据磁路欧姆定律IN=φRm，当磁路磁阻不变时，不管是电流的增大或者是线圈匝数的增多，都会使磁通增大，即使电磁铁的磁性增强；另外，当线圈匝数和通过线圈的电流不变时，铁心材料的磁阻越小，磁通也是越大。

电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，例如电磁起重机、电磁继电器、电话和电铃等。

▲图27-3

我们以电磁继电器为例简单讲一下电磁铁的应用。图27-3为电磁继电器的结构与它的一些控制作用图。电磁继电器是由电磁铁（包括衔铁）、触点和弹簧组成，其中电磁铁通电与否可以控制触点的闭合与断开，例如当电磁继电器外接电源，并与电机电路相连接，当电源侧闭合，电流流过继电器内部的线圈，使得电磁铁带有磁性，衔铁被吸合，触点闭合，电机回路被接通。

对电磁铁有了一定的了解后，大家有没有想过，电磁铁的吸力是不是可以无限增大的？其实，电磁铁的吸力，是可以通过公式进行计算的。

电磁铁吸力的大小与气隙的截面积S0及气隙中的磁感应强度B0的平方成正比，其基本公式如图27-4所示，不难发现，一旦电磁铁的结构确定，气隙截面S0通常也是不变的，而气隙中磁感应强度B0是可变的。

▲图27-4

直流电磁铁的吸力依据上述的基本公式直接求取。因为通电线圈的电流不变，所以气隙中磁感应强度B0也不变，把已知条件直接代入电磁铁吸力的基本公式即可求出吸力的大小。但是在交流电路中，电流是交变的，即此时交流电磁铁中的磁场也是交变的，那么在交流电路中的电磁铁吸力计算又是怎样的呢？

▲图27-5

如上图27-5所示为交流电磁铁吸力的计算过程，由交流电磁铁的电源为正弦交流电，此时可设磁感应强度为B0=Bmsinωt，其中Bm是磁感应强度大值。把B0=Bmsinωt代入吸力基本公式，结果如图所示，其中的积分计算较为复杂，在此不做详解，大家只需记得计算结果即可。瞬时吸力与其平均值（有效值）的计算结果如图27-5所示。根据瞬时吸力的公式可以发现，吸力的变化频率（2ω）为正弦交流电源变化频率（ω）的2倍，且其值总是大于等于零，即电磁铁吸力方向恒定不变，其波形图如图所示。

，交流电磁铁的吸力在零与大值之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，引起噪声，同时触点容易损坏。为了消除这种现象，一般在磁极的部分端面上套一个磁环（或称短路环），即把磁极端面分为两部分，一部分有磁环，一部分没有磁环。

▲图27-6

如图27-6所示，工作时，电磁铁中有交变磁通φ1穿过短路环，在短路环中产生感应电流，根据楞次定律，该感应电流会阻碍磁通的变化。磁通φ2还是与原磁通一致，根据电磁感应定律，磁通φ1在相位上落后于磁通φ2，即在磁极端面两部分的磁通φ1和φ2之间存在相位差，由φ1、φ2产生的吸力F1、F2不同时为零，此时作用在衔铁上的力是F1 F2也不为零，实现消除振动和噪声。

长治西门子模块供应代理商                     长治西门子模块供应代理商