القاء الکترومغناطیسی یک مفهوم اساسی در فیزیک است که روش تولید و استفاده از برق را متحول کرده است. در قلب بسیاری از کاربردهای القایی الکترومغناطیسی ، سیم پیچ شار مغناطیسی ، یک وسیله ساده و در عین حال قدرتمند که نقش مهمی در تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و برعکس دارد. من به عنوان یک تأمین کننده پیشرو در کویل های شار مغناطیسی ، من هیجان زده ام که چگونه از این سیم پیچ ها در القاء الکترومغناطیسی و کاربردهای متنوعی که در آن استفاده می کنند ، به اشتراک بگذارم.
درک القاء الکترومغناطیسی
قبل از اینکه به نقش کویل های شار مغناطیسی بپردازیم ، بیایید به طور خلاصه اصل القاء الکترومغناطیسی را مرور کنیم. القاء الکترومغناطیسی فرایند تولید نیروی الکتروموتوری (EMF) یا ولتاژ در یک هادی در هنگام قرار گرفتن در معرض یک میدان مغناطیسی در حال کشف توسط مایکل فارادی در سال 1831 است. این پدیده طبق قانون القایی الکترومغناطیسی فارادی اداره می شود ، که بیان می کند که EMF ناشی از یک حلقه بسته برابر با میزان منفی تغییر شار مغناطیسی از طریق حلقه است.
از نظر ریاضی ، قانون فارادی را می توان بیان کرد:
[\ epsilon = - \ frac {d \ phi_b} {dt}]
جایی که (\ epsilon) EMF القا شده است ، (\ phi_b) شار مغناطیسی از طریق حلقه است و (t) زمان است. علامت منفی در معادله حاکی از قانون لنز است ، که بیان می کند جریان ناشی از آن در جهتی جریان خواهد یافت که مخالف تغییر شار مغناطیسی است که آن را تولید می کند.
نقش کویل های شار مغناطیسی در القای الکترومغناطیسی
یک سیم پیچ شار مغناطیسی در اصل یک زخم هادی به شکل سیم پیچ است که به طور معمول از سیم مسی ساخته شده است. هنگامی که یک جریان الکتریکی از طریق سیم پیچ جریان می یابد ، یک میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد می کند. برعکس ، هنگامی که یک میدان مغناطیسی از طریق سیم پیچ تغییر می کند ، EMF طبق قانون فارادی در سیم پیچ القا می شود.
شار مغناطیسی از طریق یک سیم پیچ به عنوان محصول قدرت میدان مغناطیسی ((b)) ، مساحت سیم پیچ ((a)) و کسین زاویه ((\ theta)) بین میدان مغناطیسی و طبیعی به صفحه سیم پیچ تعریف می شود:
[\ phi_b = ba \ cos (\ theta)]
برای به حداکثر رساندن EMF القا شده ، سیم پیچ به گونه ای طراحی شده است که تعداد زیادی چرخش ((n)) و یک سطح مقطع بزرگ ((الف)) داشته باشد. EMF القا شده در یک سیم پیچ با چرخش (n) توسط:
[\ epsilon = - n \ frac {d \ phi_b} {dt}]
کاربردهای کویل های شار مغناطیسی در القای الکترومغناطیسی
سیم پیچ های شار مغناطیسی در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی بر اساس القاء الکترومغناطیسی استفاده می شوند. در اینجا برخی از متداول ترین برنامه ها آورده شده است:
ژنراتور
ژنراتورها دستگاههایی هستند که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. در یک ژنراتور ، یک سیم پیچ شار مغناطیسی در یک میدان مغناطیسی چرخانده می شود و باعث می شود شار مغناطیسی از طریق سیم پیچ به طور مداوم تغییر کند. طبق قانون فارادی ، این شار مغناطیسی در حال تغییر باعث ایجاد EMF در سیم پیچ می شود که می تواند برای برق دستگاه های برقی استفاده شود.
دو نوع اصلی ژنراتور وجود دارد: ژنراتور AC و ژنراتور DC. در یک ژنراتور AC ، EMF القا شده در جهت متناوب است و یک جریان متناوب تولید می کند. در یک ژنراتور DC ، از یک کمری برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می شود.
ترانسفورماتور
ترانسفورماتورها دستگاههایی هستند که برای تغییر ولتاژ یک جریان متناوب استفاده می شوند. یک ترانسفورماتور از دو سیم پیچ شار مغناطیسی تشکیل شده است ، که به عنوان سیم پیچ اصلی و سیم پیچ ثانویه شناخته می شوند که در اطراف یک هسته آهن مشترک زخم شده اند. هنگامی که یک جریان متناوب از طریق سیم پیچ اصلی جریان می یابد ، یک میدان مغناطیسی در حال تغییر در هسته آهن ایجاد می کند. این میدان مغناطیسی مطابق قانون فارادی ، EMF را در سیم پیچ ثانویه القا می کند.
نسبت ولتاژ در کویل های اولیه و ثانویه برابر با نسبت تعداد چرخش در کویل ها است:
[\ frac {v_s} {v_p} = \ frac {n_s} {n_p}]
که در آن (V_S) و (V_P) به ترتیب ولتاژ در کویل های ثانویه و اولیه هستند ، و (N_S) و (N_P) به ترتیب تعداد چرخش در کویل های ثانویه و اولیه هستند.
گرمایش القاء
گرمایش القایی فرایندی است که از القاء الکترومغناطیسی برای گرم کردن یک شیء فلزی استفاده می کند. در گرمایش القایی ، یک سیم پیچ شار مغناطیسی در اطراف جسم فلزی قرار می گیرد و یک جریان متناوب از طریق سیم پیچ عبور می کند. در حال تغییر میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ باعث ایجاد جریان های گرداب در جسم فلزی می شود که به دلیل مقاومت فلز ، گرما ایجاد می کنند.
گرمایش القایی به طور گسترده ای در کاربردهای صنعتی مانند فلزکاری ، جعل و عملیات حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد. این یک روش سریع ، کارآمد و دقیق برای گرمایش است ، زیرا امکان گرم کردن هدفمند مناطق خاص شیء فلزی را فراهم می کند.
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)
MRI یک روش تصویربرداری پزشکی است که از القاء الکترومغناطیسی برای ایجاد تصاویر دقیق از داخل بدن استفاده می کند. در یک اسکنر MRI ، یک میدان مغناطیسی قوی روی بدن بیمار اعمال می شود و از یک سیم پیچ شار مغناطیسی برای انتقال و دریافت سیگنال های رادیویی استفاده می شود. هنگامی که سیگنال های رادیویی فرکانس روی بدن اعمال می شود ، باعث طنین انداز هسته هیدروژن در بافت بدن می شوند. شار مغناطیسی در حال تغییر تولید شده توسط هسته های هیدروژن طنین انداز ، EMF را در سیم پیچ شار مغناطیسی ایجاد می کند ، که برای ایجاد تصویری از بافتهای بدن شناسایی و استفاده می شود.
انواع سیم پیچ های شار مغناطیسی
ما به عنوان تأمین کننده سیم پیچ های شار مغناطیسی ، انواع مختلفی از سیم پیچ را برای پاسخگویی به نیازهای خاص مشتریان ارائه می دهیم. برخی از انواع متداول سیم پیچ های شار مغناطیسی عبارتند از:
بدون سیم پیچ هلمولتز لحظه مغناطیسی
دربدون سیم پیچ هلمولتز لحظه مغناطیسینوعی سیم پیچ است که برای تولید یک میدان مغناطیسی یکنواخت در یک منطقه خاص طراحی شده است. این شامل دو سیم پیچ دایره ای یکسان است که به موازات یکدیگر قرار می گیرند و با فاصله ای برابر با شعاع کویل ها از هم جدا می شوند. جریان در دو سیم پیچ در همان جهت جریان دارد و یک میدان مغناطیسی یکنواخت در منطقه بین کویل ها ایجاد می کند.
1 Axis Helmholtz Coil
در1 Axis Helmholtz Coilیک نسخه ساده از سیم پیچ Helmholtz است که برای تولید یک میدان مغناطیسی در امتداد یک محور واحد استفاده می شود. از یک سیم پیچ دایره ای منفرد تشکیل شده است که برای تولید میدان مغناطیسی استفاده می شود. میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ 1 محور Helmholtz غیر یکنواخت است ، اما می توان از آن برای برنامه هایی استفاده کرد که در آن یک میدان مغناطیسی یکنواخت مورد نیاز نیست.
کویل های میدان مغناطیسی شیب
کویل های میدان مغناطیسی شیببرای تولید یک میدان مغناطیسی استفاده می شود که از نظر قدرت و جهت در امتداد یک محور خاص متفاوت است. این کویل ها معمولاً در اسکنرهای MRI برای ایجاد یک شیب در میدان مغناطیسی استفاده می شوند که امکان رمزگذاری مکانی سیگنال های MRI را فراهم می کند.
چرا کویل های شار مغناطیسی ما را انتخاب کنید
ما به عنوان تأمین کننده پیشرو در سیم پیچ های شار مغناطیسی ، ما کویل های با کیفیت بالا را ارائه می دهیم که برای تأمین نیازهای خاص مشتریان طراحی شده اند. در اینجا برخی از دلایلی که باید سیم پیچ های شار مغناطیسی ما را انتخاب کنید:
- مواد باکیفیت: ما فقط در ساخت کویل های شار مغناطیسی خود فقط از بالاترین کیفیت مواد استفاده می کنیم و از دوام و قابلیت اطمینان آنها اطمینان می دهیم.
- طرح سفارشی: ما خدمات طراحی سفارشی را برای پاسخگویی به نیازهای خاص مشتریان ارائه می دهیم. تیم مهندسان باتجربه ما می توانند برای طراحی یک سیم پیچ شار مغناطیسی که متناسب با برنامه شما باشد ، با شما همکاری کنند.
- قیمت گذاری رقابتی: ما قیمت های رقابتی را در مورد تمام سیم پیچ های شار مغناطیسی خود ارائه می دهیم ، و اطمینان می دهیم که بهترین ارزش را برای پول خود بدست می آورید.
- خدمات عالی مشتری: ما متعهد هستیم که خدمات عالی مشتری را به مشتریان ارائه دهیم. تیم ما از نمایندگان فروش دانش برای پاسخ به سؤالات شما و ارائه پشتیبانی فنی در دسترس است.
برای تهیه با ما تماس بگیرید و
اگر علاقه مند به خرید کویل های شار مغناطیسی برای درخواست خود هستید ، لطفاً با ما تماس نگیرید. ما خوشحال خواهیم شد که در مورد نیازهای شما بحث کنیم و نقل قول را در اختیار شما قرار دهیم. تیم متخصصان ما برای کمک به شما در هر گونه سؤال فنی که ممکن است داشته باشید در دسترس است و به شما در انتخاب سیم پیچ شار مغناطیسی مناسب برای نیازهای خود کمک می کند.
منابع
- Halliday ، D. ، Resnick ، R. ، & Walker ، J. (2014). اصول فیزیک. ویلی
- Serway ، RA ، & Jewett ، JW (2018). فیزیک برای دانشمندان و مهندسان با فیزیک مدرن. یادگیری Cengage.
- Purcell ، EM ، & Morin ، DJ (2013). برق و مغناطیس. انتشارات دانشگاه کمبریج.