Электромагнитные устройства: Лекция 12. Электромагнитные устройства

Содержание

Лекция 12. Электромагнитные устройства

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 11Следующая ⇒

Устройства и применения

Электромагнитная система, состоящая из металлического сердечника – магнита и статорной обмотки (рис. 12.1), называется электромагнитным устройством (ЭУ). Принцип действия ЭУ основан на том, что при подаче тока в статорную обмотку, сердечник (якорь) перемещается из-за действия магнитной индукции.

Рис. 12.1. Электромагнитное устройство

ЭУ применяются в системах автоматики в качестве переключающих (реле) и исполнительных устройств автоматики. ЭУ используемые в качестве реле называются электромагнитными реле (ЭР). В ЭР под действием входного электрического сигнала осуществляется переключение, при этом происходит скачкообразное изменение выходного сигнала.

Рис. 12.2.Электромагнитное реле

На рис.12.2 показано электромагнитное реле, здесь: 1– катушка, 2– ярмо, 3– сердечник, 4– наконечник, 5– пластины, 6 – контакты, 7 –якорь.

Принцип действия электромагнитного реле основан на том, что при подаче тока в обмотку статора (на катушку) создается магнитный поток, который проходя через сердечник, воздушного зазора d, якорь создает электромагнитное усилие, притягивающее якорь к сердечнику, последний замыкает контакты 6. Наконечник 4 предохраняет от залипания якоря к сердечнику при отсутствии зазора. Поэтому всегда остается начальный зазор D.

ЭР используемые для переключения мощных цепей называются контакторами. Такие реле используются в релейных системах управления автоматически управляемых электродвигателей, например, грузоподъемных и подъемно – транспортных машин.

В общем ЭР в системах автоматики используются для управления, защиты и сигнализации. В зависимости от входного тока ЭР делятся на реле постоянного и переменного тока. Реле постоянного тока в свою очередь подразделяется на нейтральные и поляризованные. В нейтральных ЭР положение якоря не зависит от направления тока в статорной обмотке. Наоборот, поляризованные реле реагируют на изменение полярности входного сигнала.

В реле переменного тока необходимо предусмотреть меры по устранению вибрации якоря из-за переменности входного тока. Для этого используются магнитопроводы, набранные из отдельных листов, двухобмоточные реле, реле с короткозамкнутыми витками. Все это усложняет конструкцию ЭР переменного тока.

Рис. 12.3. Линейный электромагнитный двигатель

По этой причине наибольшее распространение ЭР постоянного тока. В качестве исполнительных устройств автоматики ЭУ выполняют основные и вспомогательные функции. В том случае, когда ЭУ выполняют основные функции, они в системах автоматики непосредственно перемещают исполнительные устройства. Примером таких функций является, например, перемещение железнодорожных стрелок, электромагнитные схваты роботов, линейные электродвигатели, выпускаемые японской фирмой SODIC.Co.,Ltd. На рис. 12.3 показана схема линейного двигателя, показывающая одновременно принцип действия. Такие линейные двигатели используются в станках благодаря тому, что обеспечивают равномерное движение звена станка со сверхвысокой точностью. В настоящее время эта компания выпускает линейные двигатели с ходом от 100 до 2220 мм., при максимальной скорости перемещения до 3 м/с и угловым ускорением до 20 g точностью до 0,1 мкм.

Рис. 12.4. Электромагнитная муфта

При выполнении вспомогательных функций ЭУ используются для включения и отключения механических гидравлических, пневматических цепей. В качестве примера можно указать на электромагнитные муфты и тормоза, используемые в управляемых механических системах. Схема электромагнитной муфты приведена на рис.12.4. Здесь ведущий вал 1 и ведомый вал 7 соединены посредством электромагнитной муфты, состоящей из якоря-2, фрикционных накладок-3, статора-4 с обмоткой 5 и возвратной пружины-6.\

В управляемых электрогидравлических и пневматических системах ЭУ используются для перемещения клапанов и других звеньев.

Рис. 12.5 Гидро –пневмораспределитель с ЭУ

На рис. 12.5. показана схема электрогидравлического или пневматического усилителя, в котором с помощью электромагнитов перемещается золотник, управляющий потоком жидкости или газа.

Рекомендуемые страницы:

Электромагнитные исполнительные устройства. Виды и особенности

Электромагнитные исполнительные устройства – специализированные приборы, предназначенные для механического переключения режимов в различных механизмах. Работают по принципу электромагнетизма, то есть срабатывание происходит за счет подачи напряжения на их катушки, которые в результате создают сильное магнитное поле, притягивающее к себе переключатель или блокиратор.

Строение и принцип действия электромагнитного исполнительного устройства, отличие от аналогов

Ближайшим аналогом электромагнитного исполнительного устройства являются исполнительные механизмы, работающие за счет электрического двигателя. В них действие выполняется путем проворачивания якорь электромотора Электромагнитные приборы более компактные и надежные, так как не требуют обслуживания, даже редкого.

Принцип действия устройства заключается в перемещении сердечника, связанного с исполнительным механизмом. Тот в свою очередь может в конечном счете перекрывать задвижку арматуру трубопровода, замка или приводить в движение сложный механизм. Управление срабатыванием исполнительного устройства выполняется автоматически, полуавтоматически или в ручном режиме.

Электромагнитное исполнительное устройство имеет следующее строение:

Катушка.
Магнитный сердечник.
Связанный рабочий механизм.

К рабочей катушке прибора подводится электрическое напряжение. В момент его подачи создается электромагнитное поле. Его силы достаточно чтобы катушка могла притянуть к себе тяжелый находящийся внутри устройства сердечник. Тот в свою очередь связан с рабочим механизмом. По сути, сердечник сдвигает определенную задвижку или тягу механизма. В момент отключения подачи напряжения сердечник возвращается в свое обычное положение, тем самым блокирующий механизм открывается. Возврат выполняется за счет силы притяжения или эластичности находящейся в конструкции пружины растяжения. Чаще всего используется именно последний вариант. Фактический износ механизма в таком случае заключается только в потере амортизирующих качеств пружины.

Электромагнитные исполнительные устройства могут быть рассчитаны на работу в электрических цепях постоянного и переменного тока. Первые являются более распространенными. Дело в том, что при постоянном напряжении создается более сильное тяговое усилие электромагнитного поля. В связи с этим такие приборы часто устанавливаются и в цепи с переменным током, но подключаются через выпрямители. Устройства с прямым подключением в цепи с переменного тока, могут развить достаточно большое тяговое усилие только при увеличении количества витков на катушке. Таким образом, их производство обходится дороже в связи с перерасходом материалов. Также они получаются более объемными, что часто неприемлемо для небольших механизмов.

У большинства исполнительных устройств работа ограничивается всего двумя положениями сердечника. Он может находиться в крайнем нижнем и крайнем верхнем. В одном из них сердечник располагается в режиме включения, а в другом в режиме выключения.

Где применяются электромагнитные исполнительные устройства

Данные приборы имеют широкое распространение, так как используются в механизмах первой необходимости. Их можно встретить в конструкции:

Стартеров двигателей внутреннего сгорания.
Электромагнитных замков.
Электромагнитных клапанах для трубопроводов.
Электромагнитах для погрузки и т.п.

Все перечисленные приборы работают за счет присутствия в их конструкции электромагнитного исполнительного устройства. Оно за счет передвижения сердечника создает необходимое тяговое усилие для привода в движение определенного механизма.

Втягивающее реле стартера

Стартер двигателя внутреннего сгорания, по сути, является мощным электрическим двигателем, который раскручивает коленвал с поршнями, что и позволяет мотору запуститься. Для того чтобы включать стартер строго в момент запуска двигателя, и сразу же его отключать, используется электромагнитное исполнительное устройство. В противном случае стартер всегда бы вращался, за счет связи с мотором внутреннего сгорания.

Присутствующее в системе стартера электромагнитное исполнительное устройство работает как втягивающее реле. В момент поворота ключа зажигания оно активирует срабатывание бендикса стартера. Тот в свою очередь сцепляется с зубцами венца маховика. Последний начинает вращать двигатель. Как только мотор завелся, ключ зажигания отпускается. За счет этого подача напряжения на стартер прекращается, и заталкивающее усилие электромагнитного исполнительного устройства прекращается. В этот момент венец маховика прекращает сцепление с мотором.

Втягивающее реле стартера выполняет сразу 2 функции. В первую очередь при срабатывании оно замыкает цепь питания. То есть благодаря ему стартер не находится постоянно под напряжением. Он не вращается в момент отсутствия сцепления с двигателем. Вторая функция устройства заключается в выдвижении бендикса, связанного с маховиком.

Электромагнитный замок

Электромагнитные исполнительные устройства являются приводом работы электромагнитного замка, входящего в различные системы безопасности. Он используется для автоматического отпирания двери посредством подачи напряжения. Оно может включаться вручную посредством кнопки или же автоматически при приближении лица с RFID меткой.

Использование в автоматических замках именно электромагнитного исполнительного устройства объясняется его высокой эффективностью. К примеру, замок при напряжении 12В и потреблении тока всего 0,32А, от обычного трансформатора или автомобильного аккумулятора, может выдавать усилие в 1 т. Это чуть больше чем 4 Вт мощности. Устройства с приводом от электродвигателя потребляли бы в разы больше энергии.

Автоматические замки работают по тому же принципу, что и базовые электромагнитные исполнительные устройства. В качестве их сердечника используется задвижка. Она выпирает из корпуса прибора установленного в двери или воротах, и входит в их коробку или опору. В спокойном положении язычок замка вытянут, и дверь не открывается. При подаче питания сердечник втягивается и замок разблокирует проход.

Электромагнитные клапаны

Электромагнитные исполнительные устройства также входят в конструкцию автоматических клапанов, применяемых в трубопроводах. Они могут использоваться в газопроводе, водопроводе, нефтепроводе и т.д. Задача таких клапанов проста – по команде мгновенно перекрыть запорную арматуру, или наоборот открыть ее.

Электромагнитные клапаны бывают двух типов:

Нормально открытые.
Нормально закрытые.

По сути это устройства одинаковой конструкции, но работающие наоборот. Нормально открытые без подачи напряжения позволяют жидкостям и газам протекать по трубопроводу. В момент подачи напряжения срабатывает их запорная арматура. Такие электромагнитные исполнительные устройства очень часто используются в сочетании с датчиками протечки. При получении сигнала от датчика о разгерметизации трубопровода, устройство перекрывается без команды со стороны человека. Также оно может срабатывать при резком падении давления в системе.

Нормально закрытые клапана при отсутствии подачи напряжения всегда закрыты. Запорная арматура сработает только при включении питания. Подобные приборы более редкие. Необходимость в них возникает в основном для работы различного сложного производственного оборудования. Их применение для предотвращения утечек из трубопровода возможно, но нецелесообразно. При таком использовании устройство будет постоянно потреблять электроэнергию, в то время как нормально открытые клапаны почти всегда отключены. Кроме этого при обесточивании нормально закрытого клапана система будет автоматически перекрыта. При перебоях с электричеством это создаст много проблем.

Электромагнитные клапаны разделяются на 3 вида по принципу действия:

Запорные.
Трехходовые.
Переключающие.

Запорные имеют всего 2 рабочих положения. В спокойном состоянии они открыты или закрыты. При подаче напряжения или обесточивании они меняют положение запорной арматуры.

Трехходовые устройства позволяют распределять поток в трубопроводе от источника в двух направлениях. Такие клапаны получили распространение при проектировании или строительстве систем охлаждения и отопления.

Переключающие клапаны переводят поток с одного направления в другое. Это также важные для промышленных систем охлаждения устройства. В бытовом направлении они не актуальные, так как решают ненужные в простых системах отопления и водопровода задачи.

Электромагнит

Такие электромагнитные исполнительные устройства представляют собой большую катушку, создающую мощное электромагнитное поле. Электромагниты лишены подвижного сердечника, так как нацелены на притягивание металлических предметов, находящихся вне корпуса прибора. Подобные устройства используются на металлургических предприятиях, свалка металлолома.

При подаче напряжения электромагнит создает сильное притягивающее поле. За счет этого на него налипают металлические предметы. Устройство поднимается краном вместе с ломом. Как только питание отключается – исчезает электромагнитное поле. В этот момент сила притяжения пропадает, и налипший металл отваливается. Данными устройствами выполняется быстрая перегрузка металлолома любого размера.

Электромагнитные приборы — Студопедия

Устройство и принцип действия электромагнитного ИМ

Принцип действия электромагнитного измерительного механизма основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого проводником с током, и ферромагнитного сердечника.

В настоящее время чаще других применяют электромагнитные измерительные механизмы с прямоугольным и круглыми намагничивающими катушками, призматическими и цилиндрическими сердечниками. На рис. 4.6 показана конструкция электромагнитного измерительного механизма втяжного действия.

Рис. 4.7. Устройство электромагнитного механизма

При прохождении тока I по намагничивающей катушке 1 создается магнитное поле. Ферромагнитный сердечник 2, закрепленный на оси 3, при этом стремится расположиться в месте с наибольшей напряженностью поля, т. е. втягивается в зазор катушки. В электромагнитном приборе с осью 3 связана стрелка 4, которая перемещается по шкале 5. Электромагнитная энергия, создаваемая катушкой с током, определяется следующим образом: W_e = LI²/2, где L — индуктивность катушки 1, зависящая от положения ферромагнитного сердечника 2.

Выражение для вращающего момента представляется как

(4.9)

При создании противодействующего момента с помощью пружинок получим уравнение преобразования электромагнитного прибора

Из выражения:

(4.10)

следует, что угол отклонения подвижной части электромагнитного механизма не зависит от направления тока, и эти ИМ могут использоваться в цепях постоянного и переменного тока. В цепи переменного тока угол отклонения подвижной части ИМ зависит от квадрата действующего значения тока.

Области применения, достоинства и недостатки

Приборы на основе электромагнитного измерительного механизма применяются для измерения тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока. Наиболее просто реализуются однопредельные электромагнитные амперметры и миллиамперметры. В однопредельном амперметре катушка включается непосредственно в цепь тока, как показано на рис. 4.8 а, в вольтметре последовательно с катушкой включается добавочный резистор (рис. 4.8 б).

а) б)

Рис. 4.8. Схема однопредельного электромагнитного амперметра (а) и вольтметра (б)

Рис. 4.9. Схема трехпредельного электромагнитного амперметра

В многопредельных амперметрах рабочую катушку выполняют из нескольких секций, которые соединяются между собой с помощью переключателя различным образом. На рис. 4.9 показана схема трехпредельного амперметра. В многопредельных вольтметрах последовательно включаются несколько добавочных резисторов, которые переключаются в зависимости от предела.

Промышленностью выпускаются электромагнитные амперметры с номинальным током от долей ампера до двухсот ампер. Большое распространение получили щитовые амперметры и вольтметры переменного тока промышленной частоты класса точности 1,5 и 2,5. В некоторых случаях они могут использоваться на повышенных частотах (амперметры до 8 кГц). Лабораторные приборы выпускаются классов точности 0,5 и 1,0. Кроме рассмотренных измерительных механизмов, применяют также и электромагнитные логометрические механизмы.

Электромагнитные приборы обладают рядом достоинств, к которым можно отнести:

1) возможность использования как на постоянном, так и на переменном токе;

2) простоту конструкции и дешевизну;

3) надежность в эксплуатации;

4) широкий диапазон пределов измерений;

5) способность выдерживать большие перегрузки и др.

Недостатками являются:

1) большое собственное потребление энергии;

2) малая чувствительность;

3) сильное влияние внешних магнитных полей;

4) неравномерность шкалы.

Следует отметить, что изменяя форму сердечника и его расположение в катушке, можно получить практически равномерную шкалу, начиная с 20-25 % верхнего предела измеряемой величины.

Погрешности электромагнитных приборов

Погрешности электромагнитных приборов обусловлены следующими причинами: трением в опорах, гистерезисом материала сердечника, нагревом рабочей катушки, проходящим по ней током, изменением температуры окружающей среды и др. Рассмотрим погрешности, характерные для электромагнитных приборов.

Погрешность от гистерезиса материала сердечников проявляется при работе на постоянном токе.

Погрешность от нагрева рабочей катушки проходящим по ней током обусловлена изменением сопротивления катушки и пружин.

Температурная погрешность обусловлена изменением температуры окружающей среды и характерна для вольтметров, и определяется изменением сопротивления цепи катушки и упругости пружин (или растяжек).

Для компенсации температурной погрешности используются различные компенсационные схемы.

§ 97. Электромагнитные приборы

Электромагнитные приборы и их Устройство. Принцип работы приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого катушкой 1 со стальным сердечником 3, помещенным в поле этой катушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской (рис. 324, а) или круглой (рис. 324,б) катушкой.

В приборах с плоской катушкой сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2. Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определенный ток.

Вращающий момент, воздействующий на подвижную часть прибора, пропорционален силе притяжения F электромагнита, под действием которой сердечник втягивается в катушку. Сила притя-

Рис. 324. Устройство электромагнитных измерительных механизмов с плоской (а) и круглой (б) катушками

жения F, как было показано в § 93, пропорциональна квадрату индукции в, создаваемой магнитным полем катушки; следовательно, она пропорциональна квадрату тока I в катушке. Поэтому вращающий момент

M = c₁I² (96)

где c₁ — постоянная величина, зависящая от конструктивных параметров прибора (числа витков и размеров катушки, материала и формы сердечника) и положения сердечника относительно катушки.

При втягивании сердечника в катушку вращающий момент М изменяется пропорционально I².

Под действием момента М подвижная часть прибора будет поворачиваться до тех пор, пока этот момент не будет уравновешен противодействующим моментом M_пр = c₂?, созданным пружинами или растяжками. В момент равновесия М = M_пр, откуда

α= (c1/c2) I² = kI² (97)

где к — постоянная величина.

Следовательно, в приборах с электромагнитным измерительным механизмом угол поворота а подвижной части и стрелки пропорционален квадрату тока, проходящего по катушке. Поэтому такой прибор имеет неравномерную (квадратичную) шкалу. Для сглаживания этой неравномерности сердечнику придается особая лепестко-образная форма, вследствие чего форма магнитного поля и усилие, создаваемое катушкой, изменяются по мере втягивания сердечника.

Устранение колебаний подвижной системы прибора при переходе стрелки из одного положения в другое осуществляется демпфером 5.

В приборах с круглой катушкой подвижная система поворачивается в результате взаимодействия двух стальных намагничиваю-

Рис. 325. Устройство астатического измерительного механизма

щихся пластинок 3, расположенных внутри катушки 1. Одна из них укреплена на оси прибора, а другая — на внутренней поверхности каркаса катушки. При прохождении тока по катушке пластины намагничиваются, и их одноименные полюсы оказываются расположенными друг против друга. Между ними возникают силы отталкивания и создается вращающий момент, поворачивающий ось со стрелкой 4.

Применение. Электромагнитные приборы используют, главным образом, для измерения тока и напряжения в промышленных установках переменного тока. При периодическом изменении тока, проходящего через прибор, усилие, создаваемое его катушкой, не будет изменяться по направлению, так как оно пропорционально квадрату тока. Угол отклонения стрелки определяется некоторым средним усилием F, значение которого пропорционально среднему квадратичному значению тока или напряжения. Следовательно, электромагнитные приборы в цепях переменного тока измеряют действующие значения тока или напряжения.

Катушка при измерениях может быть включена в электрическую цепь последовательно или параллельно двум точкам, между которыми действует некоторое напряжение. В первом случае прибор будет работать в качестве амперметра, во втором — в качестве вольтметра.

Достоинством приборов электромагнитной системы являются простота и надежность конструкции, невысокая стоимость, стойкость к перегрузкам и пригодность для измерений в цепях переменного и постоянного тока. К недостаткам относятся невысокая точность, малая чувствительность, неравномерность шкалы и зависимость показаний от внешних магнитных полей и частоты переменного тока.

Астатические приборы. Катушки электромагнитных приборов создают относительно слабое магнитное поле, так как силовые линии этого поля проходят в основном по воздуху. Поэтому такие приборы весьма чувствительны к влиянию внешних магнитных полей. Для защиты от этих влияний электромагнитные приборы окружают стальными экранами или выполняют астатическими.
В астатическом приборе имеются две плоские катушки 1 и два сердечника 2, расположенные на общей оси (рис. 325). Обмотки катушек включают так, чтобы направления их магнитных потоков Ф₁ и Ф₂ были противоположны. Вращающие моменты действуют на подвижную систему прибора в одинаковом направлении. Поэтому внешний магнитный поток Ф_вн будет усиливать поле одной катушки и ослаблять поле другой; создаваемый же ими суммарный вращающий момент будет оставаться неизменным.

Электромагнитные устройства постоянного тока — Студопедия

Принцип работы многих электромагнитных устройств постоянного тока, например электроизмерительных приборов, электромеханических реле, электромагнитов, основан на электромеханическом действии магнитного поля. Во всех этих устройствах для расчета сил, действующих на различные части магнитопроводов, часто требуется выразить силу через изменение энергии магнитного поля.

В качестве примера рассмотрим определение силы в системе, состоящей из двух катушек индуктивности: неподвижной с числом витков и подвижной с числом витков , подключенных к источникам постоянного тока и (рис. 6.14).

Предположим, что под действием силы притяжения f катушка перемещается за

время dt вдоль горизонтальной оси х на расстояние dx. За время dt от двух источников постоянного тока в рассматриваемую систему поступит энергия

, где p₁и p₂—мгновенные значения мощности источников; u₁и u₂—напряжения между выводами катушек.

Будем для упрощения расчетов считать, что потерями в проводах катушек можно пренебречь. В этом случае энергия, полученная от источников тока, расходуется на механическую работу и на изменение энергии магнитного поля системы:

Напряжения u₁и u₂между выводами катушек возникают вследствие изменения полных потокосцеплений в каждой из них:

Так как в рассматриваемой системе токи в катушках J_tи J₂и индуктивности катушек L_tи L₂постоянны, то изменения полных потокосцеплений и вызваны изменением (увеличением) взаимной индуктивности М. (В общем случае изменяться могут и индуктивности катушек вследствие изменения геометрических размеров последних.) По закону электромагнитной индукции напряжения между выводами катушек:

С учетом (1), (2) и (3) запишем уравнение (*) в виде

В этом уравнении величина в скобках равна удвоенной энергии магнитного поля системы 2W_М, откуда dW_М = f dx. Следовательно, электромеханическая сила,действие которой вызывает перемещение катушки , может быть найдена через соответствующее этому перемещению изменение энергии магнитного поля:

Производная положительна, следовательно, электромеханическая сила f стремится переместить подвижную катушку так, чтобы энергия магнитного поля системы увеличивалась.

Для некоторых устройств можно считать, что при малых перемещениях подвижного элемента системы потокосцепления практически не изменяются, т. е. в (3) и . В таком случае система не получает энергии от источников и, следовательно, , т. е. перемещение подвижного элемента по направлению действия силы происходит за счет уменьшения энергии магнитного поля, например, в результате уменьшения объема, занимаемого магнитным полем при сохранении его интенсивности.

Применим условие (4) к конкретному случаю—ориентировочному расчету подъемной силы электромагнита, в котором магнитное поле возбуждается постоянным током катушки (рис. 6.15).

Прежде чем изложить расчет, сделаем небольшое отступление. Вспомним доказанное в курсе физики положение о том, что магнитное поле постоянного тока в ферромагнитной среде с линейными свойствами = const или в среде без ферромагнетиков =1 содержит в единице объема энергию называемую удельной энергией магнитного поля. Справедливость (5) можно показать на частном примере, воспользовавшись ( ) для катушки с магнитопроводом в виде тонкостенного тора с площадью поперечного сечения S и длиной средней магнитной линии l из ферромагнитного материала с линейными свойствами, т. е. при : ,

Где , ,

Продолжим теперь расчет подъемной силы электромагнита. Если считать, что индукция В магнитного поля в воздушном зазоре между сердечником и якорем электромагнита не изменяется при перемещении якоря на расстояние Δx, то и удельная энергия магнитного поля в зазоре остается одной и той же. Следовательно, при перемещении якоря на расстояние Δх изменение энергии магнитного поля

Так как было принято, что индукция магнитного поля при перемещении якоря не изменяется, то на основании (3) получим:

По этой формуле можно ориентировочно рассчитать подъемную силу электромагнита любого типа, в котором магнитное поле возбуждается постоянным током катушки. Но при точном расчете необходимо учитывать особенности каждой из конструкций.

В общем случае энергия магнитного поля системы зависит не только от взаимного расположения ее частей. Поэтому при определении сил, возникающих в магнитном поле, следует пользоваться понятием частной производной от энергии магнитного поля по координате перемещения подвижной части, как это сделано в дальнейшем.

Электромагнитные устройства — Энциклопедия по машиностроению XXL

Чеканку производят бойками со сферической рабочей поверхностью, приводимыми в колебание пневматическими или электромагнитными устройствами. Частота колебаний и скорость вращения заготовки должны быть согласованы с таким расчетом, чтобы наклепанные участки перекрывали друг друга. При ультразвуковой чеканке боек, прижатый к детали силой 10 — 20 кгс, колеблется с частотой 20 — 25 кГц и амплитудой 10 — 20 мкм. [c.322]

Из рассмотренных примеров видно, что в состав периферийных устройств обычно входят двигатели, механизмы зубчатых и ременных передач, рычажные, храповые, кулачковые и мальтийские механизмы, а также электромагнитные устройства, муфты и т. д., расчет и проектирование которых будут рассмотрены далее. [c.14]

Все движение проводящей жидкости полностью опреде ляется только пондеромоторными силами, возникающими в рас сматриваемом электромагнитном поле. В этом случае и магнитное и электрическое поля задаются извне. Установки такого типа будем называть насосами. К насосам можно отнести большое коли чество различных электромагнитных устройств, прежде всего соб ственно электромагнитные насосы для перекачки проводящих сред и ряд других устройств, в которых проводящие среды перемещаются или, в частном случае (в гидростатике), увеличивают или уменьшают свой вес. [c.406]

Якорь 6 соленоида 4 входит в сферическую пару А с рычагом 5, снабженным сбрасывающим диском с. Звено 5 входит в цилиндрическую пару В со стойкой. Механизм предназначен для сортировки яиц. Каждое яйцо а, проходя по конвейеру 1 мимо фотоэлемента 2, освещается лучом света от источника 3. В случае помутнения яйцо сбрасывается в сторону по лотку d диском с, приводимым в движение электромагнитным устройством 4, получающим импульсы от фотоэлемента. [c.89]

Наиболее распространенными являются магнитные и электромагнитные устройства, определяющие толщину слоя покрытия по силе, с которой измерительный наконечник отрывается от проверяемой поверхности детали. Этот метод, естественно, применим лишь для немагнитных покрытий на ферромагнитных основах. [c.164]

Для проведения испытаний по более сложным программам система нагружения машины МИП-4 заменяется специальным электромагнитным устройством трехступенчатого нагружения, которое укрепляется под кронштейном (рис. 39). Устройство состоит из ступенчатого валика 1, расположенного в опорах меж- [c.71]

Рис. 39. Электромагнитное устройство трехступенчатого нагружения.

Рассмотренный метод разгрузки от осевых сил в целях обеспечения запуска электродвигателя ГЦН при полном давлении в основном контуре циркуляции, а также для облегчения работы осевого подшипника скольжения на номинальной нагрузке используется и в насосе с уплотнением вала реактора ВВЭР-440. Электромагнитное устройство, установленное в верхней части корпуса радиально-осевого подшипника, создает на вале насоса направленное вниз осевое усилие до 200 кН. [c.120]

Одно из таких электромагнитных устройств показано на фиг. 12,6, Электрический ток через контактное кольцо 2 прямо поступает в катушку электромагнитной муфты 3. Под воздействием электромагнитных сил диски 4 плотно прижимаются друг к другу, и вращение от ведущего вала 1 передается ведомому валу 5. [c.20]

Синхронный игнитронный прерыватель для точечной сварки дозирует время протекания тока с помощью силовых игнитронов, регулируемых конденсаторно-ламповыми и электромагнитными устройствами. Схема такого прерывателя показана на фиг. 83. [c.288]

Примечание. К 6-й группе относятся многошпиндельные головки, а также крупные и средние приспособления с пневматическими, гидравлическими и электромагнитными устройствами. [c.565]

Давыдову принадлежит приоритет в создании первой в мире злектро-автоматической централизованной системы управления стрельбой корабельной артиллерии. Система, прошедшая испытания в 1867 г., включала гальванический индикатор , учитывающий влияние хода и маневрирования корабля, гальванический кренометр для управления вертикальной наводкой орудий и электромагнитные устройства сигнализации и синхронной связи. Созданием такой системы А. П. Давыдов намного предвосхитил аналогичные разработки в иностранных флотах, однако только в 1877 г. она была принята на вооружение боевых кораблей русского флота. В 1877—1881 гг. Давыдов изобрел силовую следящую систему для автоматической наводки орудий корабельной артиллерии [60, 61]. Работы А. П. Давыдова внесли заметный вклад в формирование новой технической науки — автоматики [62]. [c.423]

Расход протекающей по трубопроводу ртути определялся дроссельными приборами с электромагнитным устройством для измерения перепада давлений перед и за дроссельным прибором. Все устройство в целом дальше будем называть расходомером ртути. [c.158]

Исследования показали, что на работу этих устройств большое влияние оказывает температура рабочей жидкости, а также степень ее загрязненности. Например, у электромагнитных устройств с повышением температуры значительно уменьшается усилие, развиваемое [c.107]

I — стильная плита 2 — кольцо 3 — нижний блок 4 — тепловая камера 5 — крышка 6 — электромагнитное устройство 7 — стойка 8 — верхний блок 9 — крышка [c.32]

Установка верхнего блока с образцом в вакууме на нижний осуществляется с помощью электромагнитного устройства 6, укрепленного на стойках 7. В установке использована обычная схема вакуумной откачки под колпаком с помощью форвакуумного насоса типа РВН-20. [c.33]

В книге рассмотрены особенности, принцип действия, применение, методы расчета и проектирования различных электромагнитных устройств силовых электромагнитов, управляющих устройств, нейтральных и поляризованных реле, контакторов и др. Для устройств каждого типа приведены статические и динамические характеристики. [c.220]

Электромагнитное устройство типа БМУ [c.619]

Трансформаторы н автотрансформаторы. Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. Различают двух-, трех- и многообмоточные трансформаторы, имеющие соответственно две, три и более гальванически не связанные обмотки. Передача энергии из первичной цепи трансформатора во вторичную происходит посредством магнитного поля. [c.598]

Для контроля теплового изгиба ротора турбину снабжают специальным электромагнитным устройством, позволяющим по перемещению 5 консоли вала, расположенной в корпусе переднего подшипника, оценить стелу прогиба вала (рис. 19.10) по приближенной формуле [c.512]

Вибровозбудитель электромагнитный устройства для подводных процедур 412, 413 Виброизоляторы низкие 205 [c.500]

Замечание о разгрузке кинематических пар механизма от действия неуравновешенных сил. В практике разгрузка кинематических пар от действия неуравновешенных сил имеет самостоятельное значение, так как уменьшает силу трения в кинематических парах и повышает ресурс, КПД и даже производительность машин. Это достигается путем введения в механизм пружин или пневматических, гидравлических и электромагнитных устройств, работающих на специальной программе. Следует, [c.520]

Электромагнитные устройства Электронные устройства [c.204]

В разработанном НИЭЛ электромагнитном устройстве сила отрыва измерительного стержня от поверхности детали создается постоянной пружиной, а постепенно уменьшается сила притяжения электромагнита от максимального первоначального значения. Сила тока, подаваемого на обмотку электромагнита в момент отрыва, позволяет судить о толщине покрытия. [c.164]

Угол отклонения маятника 1 со стальным шаром на конце строго фиксирован На конце маятника можно закреплять стальные шары различной массы для изменения параметров ударного импульса при соударении с мерным стержнем 2, подвешенным на тягах 3 маятникового подвеса. На свободном торце мерного стержня закреплен ударный акселерометр 4. Электрический сигнал, пропорциональный ударному ускорению на свободном торце стержня, с выхода акселерометра через предварительный усилитель 5 поступает на первый вход двухлуче-вого электронного осциллографа 6. HajBTopoft вход осциллографа поступает электрический сигнал, пропорциональный пе )емещению частиц стержня при воздействии прямой и отраженной ударной волн, с тензодатчиков. закрепленных на поверхности мерного стержня и включенных в мостовую схему 7. Питаются тензодатчики и электромагнитное устройство, удерживающее маятник в исходном положении, от источника питания S. Для установления соответствия показаний ударного акселерометра показаниям [c.367]

Этой схемой определяется и структура прибора, а именно воспринимающая часть (датчик) в виде чувствительного элемента, например мембраны или пустотелой пружины преобразовывающая часть в виде рычажно-зубчатой передачи или электромагнитного устройства показывающая часть в виде обычного циферблатнострелочного отсчетного или счетно-регистрирующего устройства. [c.38]

Все эти электродвигатели были так несовершенны, что не могло быть и речи об их практическом применении. Мощности первых электромагнитных приборов были крайне незначительными. Так, мощность электродвигателя С. даль Негро (1834 г.) составляла всего 0,00006 л. с., но этот изобретатель высказал плодотворную идею о возможности приведения в действие различных машин и механизмов с помощью электромагнитных устройств [10]. [c.51]

На определенном этапе важная историческая роль в развитр1и электротехники принадлежала также дуговому освещению. Интерес к разработке дуговых источников света проявился несколько позже, чем к лампам накаливания, так как казалось, что создать конструкцию дуговой лампы, в которой бы обеспечивалась неизменность расстояния между электродами по мере их сгорания, затруднительно. Крохме того, долгое время не удавалось разработать технологию изготовления качественных угольных электродов [22]. Первые дуговые лампы с ручным регулированием длины дуги построили французы — ученый Ж. Б. Л. Фуко и электротехник А. Ж. Аршро в 1848 г. [20, с. 127, 128]. Эти лампы годились лишь для кратковременного подсвечивания. РГзобретательская мысль направляется на создание автоматических регуляторов с часовыми механизмами и с электромагнитными устройствами. В 50—70-х годах это были наиболее распространенные электроавтоматические устройства. Дуговые лампы с регуляторами получили некоторое применение на маяках, для освещения гаваней и больших помещений, требующих интенсивной освещенности. [c.55]

Од1[опроходное шлифование требует многоместных наладок и прочного крепления обрабатываемых деталей чаще применяют не электромагнитные устройства, а установочные приспособления с механическими зажимами. Метод однопроходного шлифования целесообразен для массового и серийного производства. [c.425]

Электромагнитный способ нагружения является новым спо собом, полностью исключающим необходимость применения пру жин. Однако электромагнитные устройства требуют отсутствия магнитных частиц и грязи, небольших по размерам торцовых уплотнительных элементов, достаточных центробежных сил для отбрасывания с деталей устройства посторонних частиц, обладающих магнитными свойствами, некоррозионной среды или выполнения магнитных элементов из антикоррозионных материалов. Этот способ не нашел широкого распространения. [c.88]

Харазов К- И. Электромагнитные устройства авиационной электроавтоматики. — 14 л. [c.220]

Трансформаторы. Принцип действия трансформаторов основан на законе электромагнитной индукции. Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство, преобразующее элекгрическую энергию переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока той же частоты, но другого напряжения. [c.317]

Высокой чувствительностью и долговечностью обладают бесконтактные магнитные усилители (МУ) — электромагнитные устройства, в которых используется зависимость магнитной проницаемости ферромагнитного материала от напряженности магнитного поля. В системах автоматизированного электропривода постоянного тока, в частности, для регулирования частоты вращения широкое распространение получили эле-ктромашинные усилители (ЭМУ) — генераторы постоянного тока с регулируемым возбуждением. Они имеют значительную выходную мощность, высокие коэффициенты усиления по мощности и напряжению, быстродейственны. [c.105]

С трунные тензометры основаны на зависимости собственной частоты колебаний струны от степени ее натяжения. Струна соединена с опорными частями двух призм, которые прижимаются спехщальными струбцинами к исследуемой модели. По частоте колебаний можно оценить степень деформирования детали. Для возбуждений колебаний струны и их измерения используют электромагнитные устройства. [c.266]

К числу новейщих приборов такого рода следует отнести электромеханический профилограф с индуктивным датчиком, разработанный в Академии наук Германской Демократической Республики (фиг. 48). Игла 10, ощупывающая поверхность 8, жестко связана со щтоком, укрепленным на пружине 9. Шток несет якорь 7, перемещающийся в воздущном зазоре катущек 11. Подвижная система связана с порщнем успокоителя 6 цилиндр успокоителя 5 в свою очередь связан со штангой 4 подъемного механизма. Подъемный механизм представляет собой электромагнитное устройство, имеющее якорь 3, пружину 2 и катущку 1. При прохождении переменного тока через катущку 1 якорь 3 начинает вибрировать, что з свою очередь вызывает перемещение поршня успокоителя 6 и скачкообразное движение иглы. [c.71]

Электромагнитный привод: типы, назначение, принцип работы

В применении компактных, производительных и функциональных приводных механизмов сегодня заинтересованы практически все сферы деятельности человека от тяжелой промышленности до транспорта и бытового хозяйства. Этим обусловлено и постоянное совершенствование традиционных концепций силовых агрегатов, которые хоть и улучшаются, но не меняют принципиального устройства. К наиболее популярным базовым системам такого типа можно отнести электромагнитный привод, рабочий механизм которого задействуется и в крупноформатном оборудовании, и в мелких технических устройствах.

Назначение привода

Практически во всех целевых объектах применения данный механизм выступает исполнительным органом системы. Другое дело, что характер выполняемой функции и степень ее ответственности в рамках общего рабочего процесса может меняться. Например, в запорной арматуре данный привод отвечает за текущее положение клапана. В частности, за счет его усилия перекрытие принимает положение нормально закрытого или открытого состояния. Такие устройства используют в разных коммуникационных системах, что определяет и принцип срабатывания, и защитные характеристики устройства. В частности, электромагнитный привод дымоудаления входит в инфраструктуру системы пожарной безопасности, конструкционно стыкуясь с вентиляционными каналами. Корпус привода и его ответственные рабочие части должны быть устойчивы к высоким температурам и вредным контактам с термически опасными газами. Что касается команды на исполнение, то обычно срабатывает автоматика при фиксации признаков задымления. Привод в данном случае является техническим средством регуляции потоков дыма и гари.

Более сложная конфигурация применения электромагнитных исполнительных органов имеет место в многоходовых кранах. Это своего рода коллекторные или распределительные системы, сложность управления которыми заключается в одновременном контроле целых групп функциональных узлов. В таких системах используется электромагнитный привод клапана с функцией переключения потоков через патрубки. Поводом для закрытия или открытия канала могут служить определенные величины рабочей среды (давление, температура), интенсивность потока, программные настройки по времени и т.д.

Конструкция и составные части

Центральным рабочим элементом привода является блок соленоида, который образуется полой катушкой и магнитным сердечником. Коммуникационные электромагнитные связи данного компонента с другими деталями обеспечиваются малой внутренней арматурой с управляющими импульсными клапанами. В нормальном состоянии сердечник поддерживается пружиной со штоком, который опирается в седло. Кроме того, типовое устройство электромагнитного привода предусматривает наличие так называемого ручного дублера рабочей части, который берет на себя функции механизма в моменты резких перепадов или полного отсутствия напряжения. Может предусматриваться и дополнительный функционал, обеспечиваемый средствами сигнализации, вспомогательными запирающими элементами и фиксаторами позиции сердечника. Но поскольку одним из преимуществ приводов такого типа является небольшой размер, то в целях оптимизации разработчики стараются исключать чрезмерное насыщение конструкции второстепенными устройствами.

Принцип работы механизма

И в магнитных, и в электромагнитных силовых устройствах роль активной среды выполняет магнитный поток. Для его формирования используется или постоянный магнит, или аналогичное устройство с возможностью точечного подключения или отключения его активности путем изменения электрического сигнала. Исполнительный орган начинает действовать с момента подачи напряжения, когда по контурам соленоида начинает проходить ток. В свою очередь, сердечник по мере наращивания активности магнитного поля начинает свое движение относительно полости катушки индуктивности. Собственно, принцип работы электромагнитного привода как раз и сводится к преобразованию электрической энергии в механическую посредством магнитного поля. И как только напряжение падает, в дело вступают силы упругой пружины, которая возвращает на место сердечник и арматура привода принимает исходное нормальное положение. Также для регуляции отдельных этапов передачи усилия в сложных многоступенчатых приводах могут дополнительно включаться пневмо- или гидроприводы. В частности, они делают возможным первичную генерацию электричества из источников альтернативной энергии (воды, ветра, солнца), что удешевляет рабочий процесс оборудования.

Исполнительные действия электромагнитного привода

Схема движения приводного сердечника и его способности работать в качестве выходного силового узла определяют особенности действий, которые может совершать механизм. Сразу надо отметить, что в большинстве случаев это устройства с однотипными элементарными движениями исполнительной механики, которые редко дополняются вспомогательными техническими функциями. По этому признаку электромагнитный привод разделяется на следующие типы:

Поворотный. В процессе подачи тока происходит срабатывание силового элемента, который совершает поворот. Такие механизмы используются в шаровых и пробковых кранах, а также в дисковых затворных системах.
Реверсивный. Помимо основного действия способен обеспечивать смену направлений силового элемента. Чаще встречается в распределительных клапанах.
Толкающий. Данный электромагнитный привод выполняет толкающее действие, которое также применяется в распределительных и запорных клапанах.

С точки зрения конструкционного решения силовой элемент и сердечник вполне могут быть разными деталями, что повышает надежность и долговечность устройства. Другое дело, что принцип оптимизации требует совмещения нескольких задач в рамках функционала одного технического компонента в целях экономии места и энергетических ресурсов.

Электромагнитная арматура

Исполнительные органы привода могут работать в разных конфигурациях, совершая те или иные действия, требующиеся для эксплуатации конкретной рабочей инфраструктуры. Но в любом случае одной лишь функции сердечника или силового элемента будет недостаточно для оказания достаточного эффекта с точки зрения выполнения конечной задачи за редкими исключениями. В большинстве случаев требуется и переходное звено – своего рода транслятор генерируемой механической энергии от непосредственно приводной механики к целевому устройству. Например, в системе полного привода электромагнитная муфта выступает не просто передатчиком усилия, а двигателем, который жестко соединяет две части вала. В асинхронных механизмах предусматривается даже собственная катушка возбуждения с выраженными полюсами. Ведущая часть таких муфт выполняется по принципам роторной обмотки электродвигателя, что и вовсе наделяет этот элемент функциями преобразователя и транслятора усилия.

В более простых системах с прямым действием задачи трансляции усилия выполняют стандартные шарикоподшипниковые устройства, шарнирные и распределительные агрегаты. Конкретное исполнение и конфигурация действия, а также взаимосвязь с приводной системой реализуется по-разному. Нередко разрабатываются индивидуальные схемы сопряжения компонентов между собой. В той же муфте электромагнитного привода организуется целая инфраструктура с собственным металлическим валом, контактными кольцами, коллекторами и медными брусками. И это не считая параллельного устройства электромагнитных каналов с полюсными наконечниками и контурами направления линий магнитного поля.

Рабочие параметры привода

Одна и та же конструкция с типовой схемой работы может требовать подключения разных мощностей. Также типовые модели приводных систем различаются по силовой нагрузке, виду тока, величине напряжения и т.д. Простейший электромагнитный привод клапана работает от сети на 220 В, но также могут встречаться модели с аналогичной конструкцией, но требующие соединения с трехфазными промышленными сетями на 380 В. Требования к энергетическому питанию определяются размерами устройства и характеристиками работы сердечника. Количество оборотов двигателя, к примеру, напрямую определяет объем потребляемой мощности, а вместе с ней свойства изоляции, обмотки и параметры сопротивления. Если конкретно говорить о промышленной электротехнической инфраструктуре, то в проекте интеграции мощного привода должны быть рассчитаны тяговые усилия, характеристики заземляющего контура, схема реализации предохранительных устройств цепи т.д.

Блочные приводные системы

Наиболее распространенный конструкционный форм-фактор выпуска приводных механизмов на электромагнитном принципе действия – блочный (или агрегатный). Это самостоятельное и отчасти изолированное устройство, которое монтируется на корпусе целевого механизма или также обособленного исполнительного узла. Принципиальное отличие таких систем заключается в том, что их поверхности никак не соприкасаются с полостями переходных силовых звеньев и тем более рабочих элементов исполнительных органов целевого оборудования. По крайней мере, такие контакты не обуславливают необходимости принятия каких-либо мер для защиты обеих конструкций. Блочный тип электромагнитного привода задействуют в тех случаях, когда функциональные узлы требуется изолировать от негативного влияния рабочей среды – например, от рисков коррозийного поражения или температурного воздействия. Для обеспечения механической связки используется такой же изолированный орган арматуры наподобие штока.

Особенности встроенного привода

Разновидность электромагнитных силовых приводов, которые выступают в виде составной части рабочей системы, образуя с ней единую коммуникационную инфраструктуру. Как правило, такие устройства имеют компактные размеры и небольшую массу, что и позволяет их встраивать в самые разные инженерно-технические конструкции без существенного влияния на их функциональные и эргономические характеристики. С другой стороны, оптимизация по размерам и необходимость расширения возможностей для обвязки (прямого подключения к оборудованию) ограничивает создателей в обеспечении высокой степени защищенности таких механизмов. Поэтому продумываются типовые бюджетные изолирующие решения наподобие разделительных герметичных трубок, помогающих защищать чувствительные элементы от агрессивного воздействия рабочей среды. К исключениям можно отнести вакуумные клапаны с электромагнитным приводом в металлическом корпусе, к которому подключаются арматурные узлы из высокопрочного пластика. Но это уже специализированные укрупненные модели, имеющие комплексную защиту от токсичных, термических и механических факторов воздействия.

Сферы применения устройства

С помощью данного привода решаются задачи силового механического обеспечения разного уровня. В наиболее ответственных и сложных системах для управления электромагнитными устройствами применяется бессальниковая арматура, повышающая степень надежности и производительности оборудования. В такой комбинации агрегаты используются в транспортных и коммуникационных трубопроводных сетях, при обслуживании хранилищ с нефтепродуктами, в химической промышленности, на перерабатывающих станциях и комбинатах в разных отраслях производства. Если же говорить о простых устройствах, то в бытовой сфере распространен электромагнитный привод вентилятора приточных и вытяжных систем. Мелкоформатные механизмы также находят свое место в сантехнической арматуре, насосах, компрессорах и т.д.

Заключение

При условии грамотного проектирования структуры приводного механизма, на базе электромагнитных элементов можно получить довольно выгодный источник механического усилия. В наилучших исполнениях такие устройства отличаются высоким техническим ресурсом, стабильностью работы, минимальными объемами энергопотребления и гибкостью с точки зрения совмещения с различными исполнительными механизмами. Что касается характерных слабых мест, то они проявляются в низкой помехоустойчивости, что особенно выражено в работе электромагнитного привода выключателя на высоковольтных линиях электропередач с напряжением от 10 кВ. Такие системы по определению нуждаются в специальной защите от электромагнитных помех. Также, ввиду технико-конструкционной сложности, обусловленной применением в выключателе шарнирно-рычажного механизма с толкателем и удерживающей защелкой, требуется дополнительное подключение защитных электротехнических устройств, исключающих риски короткого замыкания в контурах.

Какие бывают типы электромагнитных устройств?

Термин «электромагнитное устройство» относится к любому объекту, который питается от электромагнитных полей, производит электричество с помощью магнитных полей или намагничивается электричеством. Устройства, питаемые электромагнитным полем, классифицируются как электродвигатели или соленоиды. Электрические генераторы и генераторы переменного тока — это электромагнитные устройства, вырабатывающие электричество с помощью магнитных полей. Электромагниты и электромагнитные катушки составляют третью группу электромагнитных устройств.

Небольшой электромагнит.

Когда речь идет об электромагнитном устройстве, которое питается от электромагнитных полей, есть две основные ветви: двигатель и соленоид. Двигатель использует электрический ток для создания магнитных полей внутри обмоток, чтобы вращать вал двигателя вокруг своей оси.Соленоид работает только в двух направлениях движения. Когда обмотки соленоида электрически заряжены, вал перемещается либо внутрь, либо из катушки, в зависимости от собственной магнитной ориентации вала. В некоторых случаях движению вала может способствовать пружина.

На дизель-электрическом локомотиве дизельный двигатель обеспечивает мощность тягового электродвигателя, который вращает колеса агрегата.

Интересным примером действия соленоида является электромагнитный снаряд. Под напряжением катушки этого устройства создают высокое магнитное давление на намагниченный вал, выталкивая его из катушки. Вал этого электромагнитного устройства не привязан и, таким образом, может быть выброшен из катушки с большой скоростью.

Генератор создает электрический ток, на котором работает автомобиль.

Другим применением соленоида является его использование в работе механизмов блокировки по времени для зон с высокой степенью защиты, таких как банковские хранилища.Когда эти соленоиды получают питание, вал остается в катушках. Когда таймер отключает питание катушек, пружина выталкивает вал из катушки в положение блокировки.

Другая группа электромагнитных устройств включает те, которые создают электричество из магнитных токов.Самая простая форма генератора переменного тока — это на самом деле электродвигатель. Вместо использования батареи для питания двигателя вал вращается вручную. Генератор отличается от генератора только его движущимися частями и электрической мощностью. Генераторы вырабатывают переменный ток (AC), перемещая вращающиеся магниты мимо катушек. Генераторы вырабатывают постоянный ток (DC), вращая катушки с проволокой вместо магнитов.

Третья группа устройств, носящих название «электромагнитное устройство», включает любой элемент, намагничиваемый электричеством.Таким образом, проволочные катушки электродвигателя и генератора могут стоять отдельно под названием электромагнитное устройство по своей сути. Другие устройства, которые подпадают под эту категорию, — это большие электромагниты, используемые при утилизации автомобилей, и электромагнитные катушки, используемые в системах зажигания некоторых автомобилей.

В некоторых случаях электромагнитные устройства используются как компонент охранного оборудования, например, датчики охранной сигнализации.В случае датчика охранной сигнализации электромагнитное устройство находится в тесном контакте с проволочной катушкой или постоянным магнитом. Когда два объекта находятся в пределах досягаемости, цепь остается разомкнутой, и сигнал тревоги не звучит. Когда один из двух предметов перемещается, это вызывает изменение электромагнитного поля, и цепь замыкается, вызывая срабатывание сигнализации.

В домашних генераторах, работающих на газе, используются те же принципы, что и в электромагнитных двигателях, однако они работают в обратном направлении и преобразуют механическое воздействие в электричество..

Электромагнетизм — определение, примеры | Электромагнитная сила

- БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
- КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
  BNAT
  Классы
  Класс 1-3
  Класс 4-5
  Класс 6-10
  Класс 110003 CBSE
  Книги NCERT
  Книги NCERT для класса 5
  Книги NCERT, класс 6
  Книги NCERT для класса 7
  Книги NCERT для класса 8
  Книги NCERT для класса 9
  Книги NCERT для класса 10
  NCERT Книги для класса 11
  NCERT Книги для класса 12
  NCERT Exemplar
  NCERT Exemplar Class 8
  NCERT Exemplar Class 9
  NCERT Exemplar Class 10
  NCERT Exemplar Class 11
  9plar
  RS Aggarwal
  RS Aggarwal Решения класса 12
  RS Aggarwal Class 11 Solutions
  RS Aggarwal Решения класса 10
  Решения RS Aggarwal класса 9
  Решения RS Aggarwal класса 8
  Решения RS Aggarwal класса 7
  Решения RS Aggarwal класса 6
  RD Sharma
  RD Sharma Class 6 Решения
  RD Sharma Class 7 Решения
  Решения RD Sharma Class 8
  Решения RD Sharma Class 9
  Решения RD Sharma Class 10
  Решения RD Sharma Class 11
  Решения RD Sharma Class 12
  PHYSICS
  Механика
  Оптика
  Термодинамика
  Электромагнетизм
  ХИМИЯ
  Органическая химия
  Неорганическая химия
  Периодическая таблица
  MATHS
  Статистика
  9000 Pro Числа
  Числа
  9000 Pro Числа Тр Игонометрические функции
  Взаимосвязи и функции
  Последовательности и серии
  Таблицы умножения
  Детерминанты и матрицы
  Прибыль и убытки
  Полиномиальные уравнения
  Деление фракций
  Microology
  0003000
  FORMULAS
  Математические формулы
  Алгебраные формулы
  Тригонометрические формулы
  Геометрические формулы
  КАЛЬКУЛЯТОРЫ
  Математические калькуляторы
  0003000
  000 CALCULATORS
  000
  000 Калькуляторы по химии 900 Образцы документов для класса 6
  Образцы документов CBSE для класса 7
  Образцы документов CBSE для класса 8
  Образцы документов CBSE для класса 9
  Образцы документов CBSE для класса 10
  Образцы документов CBSE для класса 1 1
  Образцы документов CBSE для класса 12
  Вопросники предыдущего года CBSE
  Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
  Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
  HC Verma Solutions
  HC Verma Solutions Класс 11 Физика
  HC Verma Solutions Класс 12 Физика
  Решения Лакмира Сингха
  Решения Лахмира Сингха класса 9
  Решения Лахмира Сингха класса 10
  Решения Лакмира Сингха класса 8
  9000 Класс
  9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE
  Примечания CBSE класса 7
  Примечания
  Примечания CBSE класса 8
  Примечания CBSE класса 9
  Примечания CBSE класса 10
  Примечания CBSE класса 11
  Примечания 12 CBSE
  Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
  CBSE Примечания к редакции класса 10
  CBSE Примечания к редакции класса 11
  Примечания к редакции класса 12 CBSE
  Дополнительные вопросы CBSE
  Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
  Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
  Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
  Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE Вопросы
  CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
  CBSE Class 10 Science Extra questions
  CBSE Class
  Class 3
  Class 4
  Class 5
  Class 6
  Class 7
  Class 8 Класс 9
  Класс 10
  Класс 11
  Класс 12
  Учебные решения
- Решения NCERT
  Решения NCERT для класса 11
  Решения NCERT для класса 11 по физике
  Решения NCERT для класса 11 Химия
  Решения NCERT для биологии класса 11
  Решение NCERT s Для класса 11 по математике
  NCERT Solutions Class 11 Accountancy
  NCERT Solutions Class 11 Business Studies
  NCERT Solutions Class 11 Economics
  NCERT Solutions Class 11 Statistics
  NCERT Solutions Class 11 Commerce
  NCERT Solutions for Class 12
  Решения NCERT для физики класса 12
  Решения NCERT для химии класса 12
  Решения NCERT для биологии класса 12
  Решения NCERT для математики класса 12
  Решения NCERT, класс 12, бухгалтерский учет
  Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
  NCERT Solutions Class 12 Economics
  NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
  NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
  NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
  NCERT Solutions Class 12 Commerce
  NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
  NCERT Solut Ионы Для класса 4
  Решения NCERT для математики класса 4
  Решения NCERT для класса 4 EVS
  Решения NCERT для класса 5
  Решения NCERT для математики класса 5
  Решения NCERT для класса 5 EVS
  Решения NCERT для класса 6
  Решения NCERT для математики класса 6
  Решения NCERT для науки класса 6
  Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
  Решения NCERT для класса 6 Английский язык
  Решения NCERT для класса 7
  Решения NCERT для математики класса 7
  Решения NCERT для науки класса 7
  Решения NCERT для социальных наук класса 7
  Решения NCERT для класса 7 Английский язык
  Решения NCERT для класса 8
  Решения NCERT для математики класса 8
  Решения NCERT для науки 8 класса
  Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
  Решения NCERT для класса 8 Английский
  Решения NCERT для класса 9
  Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
  Решения NCERT для математики класса 9
  Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
  Решения NCERT для математики класса 9, глава 2
  Решения NCERT
  для математики класса 9, глава 3
  Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
  Решения NCERT для математики класса 9, глава 5
  Решения NCERT
  для математики класса 9, глава 6
  Решения NCERT для математики класса 9, глава 7
  Решения NCERT
  для математики класса 9, глава 8
  Решения NCERT для математики класса 9, глава 9
  Решения NCERT для математики класса 9, глава 10
  Решения NCERT
  для математики класса 9, глава 11
  Решения
  NCERT для математики класса 9 Глава 12
  Решения NCERT
  для математики класса 9 Глава 13
  NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
  Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
  Решения NCERT для науки класса 9
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 3
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 4
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 6
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 7
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 8
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 9
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 10
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 12
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 11
  Решения NCERT для науки класса 9 Глава 13
  Решения NCERT
  для науки класса 9 Глава 14
  Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
  Решения NCERT для класса 10
  Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
  Решения NCERT для математики класса 10
  Решения NCERT для класса 10 по математике Глава 1
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 2
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 3
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 4
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 5
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 6
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 7
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 8
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 9
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 10
  Решения NCERT для математики класса 10 Глава 11
  Решения NCERT для математики класса 10 Глава 12
  Решения NCERT для математики класса 10 Глава ter 13
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 14
  Решения NCERT для математики класса 10, глава 15
  Решения NCERT для науки класса 10
  Решения NCERT для класса 10, наука, глава 1
  Решения NCERT для класса 10 Наука, глава 2
  Решения NCERT для класса 10, глава 3
  Решения NCERT для класса 10, глава 4
  Решения NCERT для класса 10, глава 5
  Решения NCERT для класса 10, глава 6
  Решения NCERT для класса 10 Наука, глава 7
  Решения NCERT для класса 10, глава 8
  Решения NCERT для класса 10, глава 9
  Решения NCERT для класса 10, глава 10
  Решения NCERT для класса 10, глава 11
  Решения NCERT для класса 10 Наука Глава 12
  Решения NCERT для класса 10 Наука Глава 13
  NCERT S Решения для класса 10 по науке Глава 14
  Решения NCERT для класса 10 по науке Глава 15
  Решения NCERT для класса 10 по науке Глава 16
  Программа NCERT
  NCERT
- Commerce
  Class 11 Commerce Syllabus
  Учебный план класса 11
  Учебный план класса 11
  Учебный план экономического факультета 11
  Учебный план по коммерции класса 12
  Учебный план класса 12
  Учебный план класса 12
  Учебный план
  Класс 12 Образцы документов для коммерции
  Образцы документов для коммерции класса 11
  Образцы документов для коммерции класса 12
  TS Grewal Solutions
  TS Grewal Solutions Class 12 Accountancy
  TS Grewal Solutions Class 11 Accountancy
  Отчет о движении денежных средств 9 0004
  Что такое предпринимательство
  Защита прав потребителей
  Что такое основные средства
  Что такое баланс
  Что такое фискальный дефицит
  Что такое акции
  Разница между продажами и маркетингом
  9100003
  ICC
  Образцы документов ICSE
  Вопросы ICSE
  ML Aggarwal Solutions
  ML Aggarwal Solutions Class 10 Maths
  ML Aggarwal Solutions Class 9 Maths
  ML Aggarwal Solutions Class 8 Maths
  ML Aggarwal Solutions Class 7 Maths Решения Математика класса 6
  Решения Селины
  Решения Селины для класса 8
  Решения Селины для класса 10
  Решение Селины для класса 9
  Решения Фрэнка
  Решения Фрэнка для математики класса 10
  Франк Решения для математики 9 класса
  9000 4
  ICSE Class
  ICSE Class 6
  ICSE Class 7
  ICSE Class 8
  ICSE Class 9
  ICSE Class 10
  ISC Class 11
  ISC Class 12
- IC
- JEE4
- Образец статьи JEE
- Вопросник JEE
- Биномиальная теорема
- Статьи JEE
- Квадратное уравнение
NEET
Программа BYJU NEET
NEET 2020
NEET Eligibility
NEET Eligibility
NEET Eligibility 2020 Подготовка
Программа поддержки NEET
Поддержка
Разрешение жалоб
Служба поддержки клиентов
Центр поддержки
Государственные советы
GSEB
GSEB Syllabus
000

.Электромагнитное устройство

— это … Что такое электромагнитное устройство?

Электромагнитная катушка — Электромагнитная катушка (или просто катушка) образуется, когда проводник (обычно сплошной медный провод) наматывается на сердечник или форму для создания индуктора или электромагнита. Один виток провода обычно называют витком, а катушка состоит из… Wikipedia

Электромагнитная гиперчувствительность — (EHS), иногда также называемая электрочувствительностью или электрической чувствительностью (ES), — это состояние, при котором люди испытывают медицинские симптомы, которые, по их мнению, вызваны воздействием электромагнитных полей.Хотя эффекты электромагнитного…… Википедия

Электромагнитные помехи на частоте 2,4 ГГц — могут влиять на различные устройства. В этой статье подробно рассказывается о различных пользователях диапазона 2,4 ГГц, о том, как они создают помехи другим пользователям и как они подвержены помехам со стороны других пользователей. Телефон Многие беспроводные телефоны в мире США и Канада используют…… Wikipedia

Электромагнитная совместимость — (ЭМС) — раздел электрических наук, изучающий непреднамеренное генерирование, распространение и прием электромагнитной энергии со ссылкой на нежелательные эффекты (электромагнитные помехи или EMI), которые может вызывать такая энергия.…… Википедия

Электромагнитный сканер ближнего поля — может быть определен как система измерения для определения пространственного распределения электрической величины, обеспечиваемой одним или несколькими полевыми датчиками, полученными в ближней зоне поля тестируемого устройства, возможно, вместе с соответствующими …… Википедия

Электромагнитные метательные устройства (фантастика) — Электромагнитные метательные устройства, которые используют электромагнитные средства для ускорения твердых материалов, такие как кинетическое энергетическое оружие, пушки Гаусса, массовые драйверы или рельсотроны, часто используются в фантастике, особенно в научной фантастике.Реализм…… Википедия

Электромагнитный импульс — сюда перенаправляется Ebomb. Для EBOM см. Техническую спецификацию. Эта статья об общем эффекте оружия. Для других целей см. Более конкретную тему (например, «Электромагнитное формирование»). Электромагнитный импульс (иногда…… Википедия

Электромагнитные помехи — RIV перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см RIV (значения). Электромагнитные помехи в аналоговом телевизионном сигнале Электромагнитные помехи (или EMI, также называемые радиочастотными помехами или RFI) — это помехи, которые влияют на электрические…… Wikipedia

Электромагнитный замок — О замке, использующем магнетизм и ключ, см. Замок с магнитным ключом.Электромагнитный замок, магнитный замок или MagLock это блокирующее устройство, которое состоит из электромагнита и якоря пластины. Прикрепив электромагнит к дверной коробке…… Wikipedia

Электромагнитная бомба — Электромагнитная бомба или электронная бомба — это оружие, предназначенное для отключения электроники с помощью электромагнитного импульса (ЭМИ), который может взаимодействовать с электрическими / электронными системами для создания разрушительных скачков тока и напряжения за счет электромагнитной индукции. …… Википедия

электромагнитное излучение — Физика.излучение, состоящее из электромагнитных волн, включая радиоволны, инфракрасный, видимый свет, ультрафиолет, рентгеновские лучи и гамма-лучи. [1950 55] * * * Энергия, распространяющаяся через свободное пространство или через материальную среду в форме…… Универсалиума

переходное электромагнитное устройство Википедия

Всплеск электромагнитной энергии

Электромагнитный импульс ( EMP ), также иногда называемый переходным электромагнитным возмущением, представляет собой короткий всплеск электромагнитной энергии. Источник такого импульса может быть естественным или искусственным и может возникать как излучаемое, электрическое или магнитное поле или проводимый электрический ток, в зависимости от источника.

ЭМИ-помехи обычно разрушают или повреждают электронное оборудование, а при более высоких уровнях энергии мощное ЭМИ-событие, такое как удар молнии, может повредить физические объекты, такие как здания и конструкции самолетов.Управление эффектами ЭМИ является важным разделом техники электромагнитной совместимости (ЭМС).

Оружие было разработано для нанесения поражающего действия высокоэнергетическим ЭМИ.

Общие характеристики []

Электромагнитный импульс — это короткий выброс электромагнитной энергии. Его короткая продолжительность означает, что он будет распространяться по диапазону частот. Бобовые обычно характеризуются:

Вид энергии (излучаемая, электрическая, магнитная или кондуктивная).
Диапазон или спектр присутствующих частот.
Форма импульса: форма, длительность и амплитуда.

Последние два из них, частотный спектр и форма импульса, взаимосвязаны посредством преобразования Фурье и могут рассматриваться как два способа описания одного и того же импульса.

Виды энергии []

Энергия

ЭМИ может быть передана в любой из четырех форм:

Согласно уравнениям Максвелла, импульс электрической энергии всегда будет сопровождаться импульсом магнитной энергии.В типичном импульсе будет преобладать либо электрическая, либо магнитная форма.

Как правило, излучение действует только на больших расстояниях, а магнитные и электрические поля действуют на небольших расстояниях. Есть несколько исключений, например, солнечная магнитная вспышка.

Частотные диапазоны []

Импульс электромагнитной энергии обычно включает множество частот от очень низкого до некоторого верхнего предела в зависимости от источника. Диапазон, определяемый как ЭМИ, иногда называемый «от постоянного тока до дневного света», исключает самые высокие частоты, включая оптический (инфракрасный, видимый, ультрафиолетовый) и ионизирующий (рентгеновское и гамма-лучи) диапазоны.

Некоторые типы событий ЭМИ могут оставлять оптический след, например молнии и искры, но это побочные эффекты электрического тока, протекающего через воздух, и не являются частью самого ЭМИ.

Формы импульсов []

Форма волны импульса описывает, как его мгновенная амплитуда (напряженность поля или ток) изменяется с течением времени. Реальные импульсы довольно сложны, поэтому часто используются упрощенные модели. Такая модель обычно описывается либо в виде диаграммы, либо в виде математического уравнения.

Прямоугольный импульс

Двойной экспоненциальный импульс

Затухающий синусоидальный импульс

Большинство электромагнитных импульсов имеют очень острый передний фронт, быстро нарастающий до максимального уровня. Классическая модель представляет собой двухэкспоненциальную кривую, которая круто поднимается, быстро достигает пика и затем медленнее спадает. Однако импульсы от контролируемой коммутационной схемы часто имеют форму прямоугольного или «квадратного» импульса.

События ЭМИ обычно вызывают соответствующий сигнал в окружающей среде или материале. Связь обычно наиболее сильна в относительно узкой полосе частот, что приводит к характерной затухающей синусоидальной волне. Визуально это показано как высокочастотная синусоида, растущая и затухающая в более долгоживущей огибающей двойной экспоненциальной кривой. Затухающая синусоида обычно имеет гораздо меньшую энергию и более узкий разброс частот, чем исходный импульс, из-за передаточной характеристики режима связи.На практике испытательное оборудование ЭМИ часто вводит эти затухающие синусоидальные волны напрямую, а не пытается воссоздать опасные импульсы высокой энергии.

В последовательности импульсов, например, от схемы цифровых часов, форма волны повторяется через равные промежутки времени. Одного полного цикла импульсов достаточно, чтобы характеризовать такую регулярную, повторяющуюся серию.

Типы []

ЭМИ возникает, когда источник испускает кратковременный импульс энергии. Энергия обычно является широкополосной по своей природе, хотя она часто возбуждает относительно узкополосный затухающий синусоидальный отклик в окружающей среде.Некоторые типы генерируются как повторяющиеся и регулярные последовательности импульсов .

Различные типы ЭМИ возникают из-за природных, искусственных и оружейных эффектов.

Типы природных явлений ЭМИ включают:

Грозовой электромагнитный импульс (ЛЭМП). Разряд обычно представляет собой начальный большой поток тока, по крайней мере, в мегамперах, за которым следует последовательность импульсов с уменьшающейся энергией.
Электростатический разряд (ESD), возникающий в результате сближения или даже контакта двух заряженных объектов.
Meteoric EMP. Разряд электромагнитной энергии в результате удара метеороида о космический корабль или взрывного разрушения метеороида, проходящего через атмосферу Земли. ^[1] ^[2]
Корональный выброс массы (CME), иногда называемый солнечным EMP. Вспышка плазмы и сопутствующего магнитного поля, выброшенная из солнечной короны и выпущенная в солнечный ветер. ^[3]

Типы (гражданских) антропогенных событий ЭМИ включают:

Переключающее действие электрической схемы, изолированное или повторяющееся (в виде последовательности импульсов).
Электродвигатели могут создавать последовательность импульсов, когда внутренние электрические контакты замыкают и размыкают соединения при вращении якоря.
Системы зажигания бензиновых двигателей могут создавать последовательность импульсов при включении или зажигании свечей зажигания.
Непрерывные коммутационные действия цифровой электронной схемы.
Скачки в ЛЭП. Они могут достигать нескольких киловольт, что достаточно для повреждения недостаточно защищенного электронного оборудования.

Типы военных ЭМИ включают:

Ядерный электромагнитный импульс (NEMP), возникший в результате ядерного взрыва.Вариантом этого является высотный ядерный ЭМИ (HEMP), который производит вторичный импульс из-за взаимодействия частиц с атмосферой Земли и магнитным полем.
Неядерное электромагнитное импульсное оружие (NNEMP).

Молния []

Молния необычна тем, что обычно имеет предварительный «ведущий» разряд низкой энергии, наращиваемый до основного импульса, который, в свою очередь, может сопровождаться с интервалами несколькими более мелкими всплесками. ^[4] ^[5]

Электростатический разряд (ESD) []

ESD-события характеризуются высоким напряжением в несколько кВ, но небольшими токами и иногда вызывают видимые искры.Электростатический разряд рассматривается как небольшое локализованное явление, хотя технически вспышка молнии — это очень крупное явление электростатического разряда. Электростатический разряд также может быть создан руками человека, как, например, при ударе от генератора Ван де Граафа.

Событие электростатического разряда может повредить электронные схемы из-за подачи импульса высокого напряжения, а также вызвать у людей неприятный электрошок. Такое событие ESD может также вызвать искры, которые, в свою очередь, могут вызвать возгорание или взрывы паров топлива. По этой причине перед дозаправкой самолета или попаданием паров топлива в воздух топливная форсунка сначала подсоединяется к летательному аппарату для безопасного сброса статического электричества.

Импульсы переключения []

Переключающее действие электрической цепи вызывает резкое изменение потока электричества. Это резкое изменение — форма ЭМИ.

Простые электрические источники включают индуктивные нагрузки, такие как реле, соленоиды и щеточные контакты в электродвигателях. Обычно они посылают импульс на любые имеющиеся электрические соединения, а также излучают импульс энергии. Амплитуда обычно мала, и сигнал можно рассматривать как «шум» или «помеху».Выключение или «размыкание» цепи вызывает резкое изменение протекающего тока. Это, в свою очередь, может вызвать сильный импульс электрического поля на открытых контактах, вызывая искрение и повреждение. Часто бывает необходимо включить конструктивные особенности, чтобы ограничить такие эффекты.

Электронные устройства, такие как вакуумные лампы или клапаны, транзисторы и диоды, также могут очень быстро включаться и выключаться, вызывая аналогичные проблемы. Одноразовые импульсы могут быть вызваны полупроводниковыми переключателями и другими устройствами, которые используются время от времени.Однако многие миллионы транзисторов в современном компьютере могут многократно переключаться на частотах выше 1 ГГц, вызывая помехи, которые кажутся непрерывными.

Ядерный электромагнитный импульс (NEMP) []

Ядерный электромагнитный импульс — это резкий импульс электромагнитного излучения, возникающий в результате ядерного взрыва. Результирующие быстро меняющиеся электрические поля и магнитные поля могут взаимодействовать с электрическими / электронными системами, создавая разрушительные скачки тока и напряжения.^[6]

Интенсивное испускаемое гамма-излучение может также ионизировать окружающий воздух, создавая вторичный ЭМИ, поскольку атомы воздуха сначала теряют свои электроны, а затем восстанавливают их.

Оружие NEMP спроектировано так, чтобы максимизировать такие эффекты ЭМИ, как основной механизм повреждения, и некоторые из них способны уничтожать чувствительное электронное оборудование на большой площади.

Высотное электромагнитное импульсное оружие (HEMP) — это боеголовка NEMP, предназначенная для детонации далеко над поверхностью Земли.Взрыв выпускает взрыв гамма-лучей в среднюю стратосферу, который ионизируется как вторичный эффект, и возникающие в результате энергичные свободные электроны взаимодействуют с магнитным полем Земли, создавая гораздо более сильный ЭМИ, чем обычно производится в более плотном воздухе на более низких высотах.

Неядерный электромагнитный импульс (NNEMP) []

Неядерный электромагнитный импульс (NNEMP) — это генерируемый оружием электромагнитный импульс без использования ядерных технологий. Устройства, которые могут достичь этой цели, включают в себя большую батарею конденсаторов с низкой индуктивностью, разряженную в одноконтурную антенну, микроволновый генератор и генератор сжатия потока со взрывной накачкой.Для достижения частотных характеристик импульса, необходимых для оптимального взаимодействия с целью, между источником импульсов и антенной добавляются волновые схемы или микроволновые генераторы. Виркаторы — это вакуумные лампы, которые особенно подходят для микроволнового преобразования импульсов высокой энергии. ^[7]

Генераторы NNEMP можно нести в качестве полезной нагрузки бомб, крылатых ракет (таких как ракета CHAMP) и беспилотных летательных аппаратов, с уменьшенными механическими, тепловыми и ионизирующими эффектами излучения, но без последствий развертывания ядерного оружия.

Дальность действия оружия NNEMP намного меньше, чем у ядерного EMP. Почти все устройства NNEMP, используемые в качестве оружия, требуют в качестве исходного источника энергии химических взрывчатых веществ, производящих всего 10 ⁻⁶ (одну миллионную) энергии ядерных взрывчатых веществ аналогичного веса. Электромагнитный импульс от оружия NNEMP должен исходить изнутри оружия, в то время как ядерное оружие генерирует ЭМИ как вторичный эффект. Эти факты ограничивают дальность действия оружия NNEMP, но позволяют более точно различать цель. Эффект небольших электронных бомб оказался достаточным для определенных террористических или военных операций.^{[ необходима ссылка ]} Примеры таких операций включают в себя разрушение электронных систем управления, критически важных для работы многих наземных транспортных средств и самолетов. ^[10] ^{[требуется дополнительных ссылок ]}

Концепция генератора сжатия потока со взрывной накачкой для генерации неядерного электромагнитного импульса была задумана еще в 1951 году Андреем Сахаровым в Советском Союзе. ^[11], но страны продолжали засекречивать работу над неядерным ЭМИ, пока аналогичные идеи не появились в других странах.

Электромагнитное формование []

Большие силы, генерируемые электромагнитными импульсами, могут использоваться для придания формы объектам в процессе их изготовления.

Эффекты []

Незначительные события ЭМИ, особенно последовательности импульсов, вызывают низкий уровень электрических помех или помех, которые могут повлиять на работу чувствительных устройств. Например, распространенной проблемой в середине двадцатого века были помехи, исходящие от систем зажигания бензиновых двигателей, которые вызывали треск радиоприемников, а на телевизорах — полосы на экране.Были приняты законы, обязывающие производителей автомобилей устанавливать глушители помех.

На высоком уровне напряжения ЭМИ может вызвать искру, например, от электростатического разряда при заправке автомобиля с бензиновым двигателем. Известно, что такие искры вызывают взрывы топлива и воздуха, и для их предотвращения необходимо принимать меры предосторожности. ^[12]

Большой и мощный ЭМИ может вызвать высокие токи и напряжения в блоке-жертве, временно нарушив его работу или даже навсегда повредив его.

Мощный ЭМИ может также напрямую воздействовать на магнитные материалы и повредить данные, хранящиеся на таких носителях, как магнитная лента и жесткие диски компьютеров. Жесткие диски обычно защищены корпусами из тяжелого металла. Некоторые поставщики услуг по утилизации ИТ-активов и переработчики компьютеров используют управляемый EMP для очистки таких магнитных носителей. ^[13]

Очень сильное ЭМИ-событие, такое как удар молнии, также способно повредить такие объекты, как деревья, здания и самолеты, напрямую либо из-за тепловых эффектов, либо из-за разрушительного воздействия очень большого магнитного поля, создаваемого током. .Косвенным воздействием может быть электрический пожар, вызванный нагревом. Для большинства инженерных конструкций и систем требуется определенная форма защиты от молнии.

Повреждающее воздействие высокоэнергетического ЭМИ привело к появлению ЭМИ-оружия, от тактических ракет с малым радиусом поражения до ядерных бомб, рассчитанных на максимальный ЭМИ-эффект на большой площади.

Контроль []

Имитатор ЭМИ HAGII-C испытывает самолет Boeing E-4.

Как и любые электромагнитные помехи, угроза от ЭМИ подлежит контролю.Это верно независимо от того, является ли угроза естественной или искусственной.

Таким образом, большинство мер контроля сосредоточено на восприимчивости оборудования к воздействию ЭМИ и укреплении или защите его от повреждений. Искусственные источники, кроме оружия, также подлежат мерам контроля, чтобы ограничить количество излучаемой энергии импульса.

Дисциплина обеспечения правильной работы оборудования в присутствии ЭМИ и других радиочастотных угроз известна как электромагнитная совместимость (ЭМС).

Тестовое моделирование []

Для проверки воздействия ЭМИ на спроектированные системы и оборудование можно использовать имитатор ЭМИ.

Моделирование индуцированного импульса []

Индуцированные импульсы имеют гораздо меньшую энергию, чем импульсы угрозы, и поэтому их более практично создавать, но они менее предсказуемы. Распространенным методом тестирования является использование токовых клещей в обратном направлении, чтобы ввести ряд затухающих синусоидальных сигналов в кабель, подключенный к тестируемому оборудованию. Генератор затухающих синусоидальных волн способен воспроизводить ряд вероятных наведенных сигналов.

Имитация импульса угрозы []

Иногда сам импульс угрозы воспроизводится повторяющимся образом.Импульс может быть воспроизведен с низкой энергией, чтобы охарактеризовать реакцию жертвы до введения затухающей синусоиды, или с высокой энергией, чтобы воссоздать реальные условия угрозы.

Маломасштабный имитатор электростатического разряда может быть переносным.

Стендовые или комнатные тренажеры бывают разных конструкций в зависимости от типа и уровня создаваемой угрозы.

В нескольких странах были построены крупные испытательные стенды на открытом воздухе, включающие тренажеры ЭМИ высокой энергии, что является самым лучшим показателем.^[14] ^[15] Крупнейшие предприятия могут тестировать целые транспортные средства, включая корабли и самолеты, на их чувствительность к ЭМИ. Почти все эти большие тренажеры ЭМИ использовали специализированную версию генератора Маркса. ^[14] ^[15]

Примеры включают в себя огромный симулятор ATLAS-I с деревянной конструкцией (также известный как TRESTLE) в Национальной лаборатории Сандиа, Нью-Мексико, который когда-то был крупнейшим симулятором ЭМИ в мире. ^[16] Документы по этому и другим крупным симуляторам ЭМИ, используемым Соединенными Штатами во время последней части холодной войны, наряду с более общей информацией об электромагнитных импульсах, в настоящее время хранятся в Фонде SUMMA, который находится в Университет Нью-Мексико.^[17] ^[18] Военно-морские силы США также имеют большой объект под названием «Имитатор окружающей среды с электромагнитным импульсным излучением для кораблей I» (EMPRESS I).

Безопасность []

Сигналы ЭМИ высокого уровня могут представлять угрозу безопасности человека. В таких обстоятельствах следует избегать прямого контакта с проводом под напряжением. Когда это происходит, например, при прикосновении к генератору Ван де Граафа или другому сильно заряженному объекту, следует позаботиться о том, чтобы освободить объект, а затем разрядить тело через высокое сопротивление, чтобы избежать риска опасного ударного импульса при уходя.

Очень высокая напряженность электрического поля может вызвать пробой в воздухе и потенциально смертельный ток дуги, подобный протеканию молнии, но напряженность электрического поля до 200 кВ / м считается безопасной. ^[19]

В популярной культуре []

Популярные СМИ часто неверно изображают эффекты ЭМИ, вызывая недопонимание среди общественности и даже профессионалов. В США были предприняты официальные усилия, чтобы опровергнуть эти заблуждения. ^[20] ^[21]

См. Также []

Список литературы []

^ Клоуз, С. Лауреаты премии Телли, 2009 г., (Manitou Motion Picture Company, Ltd.) [1] Видео космического командования США недоступно для широкой публики.

Источники []

Glasstone, Samuel; Долан, Филип Дж. (1977). Действие ядерного оружия . Министерство обороны США и Управление энергетических исследований и разработок. CS1 maint: ref = harv (ссылка)
Гуревич Владимир (2019). Защита электрического оборудования: передовые методы предотвращения воздействия электромагнитных импульсов на большой высоте .Берлин: Де Грюйтер.