Ingenieure stellen Elektromagnete her, indem sie Metallstücke spiralförmig um eine zylindrische Schablone drehen. Sie können die Größe dieser Kraft bestimmen, indem Sie die Abmessungen und andere Eigenschaften des Magneten in eine einfache Gleichung einfügen: F = (n X i)2 X magnetische Konstante X a / (2 X g2). Das Leiten eines elektrischen Stroms durch den Elektromagneten führt zu einem Magnetfeld, das auf in der Nähe befindliche ferromagnetische Objekte wie Eisen- oder Stahlstücke eine Kraft ausübt. Das Zusammenwirken von magnetischen und elektrischen Kräften auf einen geladenen Gegenstand wird als Lorentzkraft bezeichnet.
Berechnen Sie die Kraft, indem Sie die Gleichung schreiben:
F = (n x i)2 x magnetische Konstante x a / (2 x g2)
Wobei F = Kraft, i = Strom, g = Länge des Spalts zwischen dem Solenoid und einem Stück Metall, a = Fläche, n = Anzahl der Windungen im Solenoid und die Magnetkonstante = 4 × PI × 10-7.
Analysieren Sie Ihren Elektromagneten, um seine Abmessungen und die Strommenge zu bestimmen, die Sie durch ihn fließen werden. Angenommen, Sie haben einen Magneten mit 1.000 Windungen und einer Querschnittsfläche von 0,5 Metern, der mit 10 Ampere Stromstärke betrieben wird, 1,5 Meter von einem Metallstück entfernt. Deshalb:
N = 1000, I = 10, A = 0,5 m, g = 1,5 m
Fügen Sie die Zahlen in die Gleichung ein, um die Kraft zu berechnen, die auf das Metallstück wirkt.
Force = ((1.000 x 10)2 x 4 x pi x 10-7 x 0,5) / (2 x 1,52) = 14 Newton (N).