热量会影响电磁铁的磁场吗?

电器工程 电磁学
2022-01-27 09:29:01

我知道热量会破坏永磁体,但是电磁学呢?热量会影响电磁场的强度吗?

4个回答

不,热量对绕线圈流动的电流产生的磁场强度没有影响。该磁场的强度严格取决于电流的安匝数。

然而,热量会影响各种材料的磁导率。如果电磁铁除了空心之外还有其他任何东西,那么由安匝产生的场如何集中和成形会随温度而变化。磁场的这种集中和引导可以使电磁体看起来具有更强的磁场,并且可以使其在许多应用中表现得“更强”。

例如,假设您将 100 圈电线缠绕在一根木棒上,然后将 1 A 穿过它。磁场强度严格来说是 100 安匝电流的函数。但是,如果用相同形状和大小的铁棒代替木棒,这种磁铁将能够拾取更重的物体。这是因为铁的磁导体比空气和木头好得多,所以磁力线会集中在铁棒的末端。由于这种集中,这个更集中的磁场能够拾取更重的磁性物体,即使在两种情况下整体磁场具有相同的平均强度。

在上面的示例中,具有铁芯的电磁铁的表观强度取决于铁的材料特性,该特性会随温度而变化。自由空间的磁导率不受温度的影响,因此没有铁芯的同一个线圈将制成不随温度变化的磁体。

当然,极端温度会改变电线并最终将其熔化,这样您就再也没有电磁铁了。这显然会改变事情,但我假设这不是你要问的那种效果。

由于电磁铁的 MMF 功率是电流 (A*t) 的函数,并且电流会受到电阻的限制,并且电阻受温度影响很大,所以是的,当电磁铁的温度升高时(由于设计错误),MMF 会降低因此。尝试将电线随机缠绕成随机形式。应用随机直流电源,瞧.. 两种主要可能性:一种是电磁铁具有非常弱的力并且几乎没有响应。另一种是看到一块金属的吸引力,但几分钟后线圈变得非常热并且金属释放。

你必须小心你所说的磁场。它是用于两个密切相关的术语 H 领域和 B 领域的术语。B场称为磁场,也称为磁通密度,以T(特斯拉)为单位测量。另一个磁场也称为磁场强度,以 Wb (Webers) 为单位。

这两个场通过以下方式相互关联: 其中 M 是磁化强度,对于顺磁和抗磁材料,这变得简单:

B=μH+M
B=μH

是可能会或可能不会受温度影响的材料常数一个典型的例子是某些材料的居里温度,当超过该温度时,材料会失去其磁性。μ

如果您使用 H 作为您的“磁场”,那么它将与温度无关,因为 H 与材料无关。

这种混乱是由于草率的使用或人们没有意识到差异造成的。

最常见的用法是将 B 场称为“磁场”,经常听到人们使用特斯拉或高斯单位(两者都是磁通密度单位)。

如果只有现场受到合理的温度变化,答案是“不”。

然而,由于电磁铁必须用导电的东西缠绕以产生所需的磁场,并且由于所有元素金属的电阻率随着温度的升高而增加,所以线圈缠绕物(通常是铜)的电阻将增加它变得更热了。

这意味着在固定匝数和固定电压驱动线圈的情况下,随着其 [线圈] 温度的升高,通过它的电流将减少,由于线圈的安匝积减小,磁场强度会减弱。