10.10 Aufbau und Wirkungsweise von Elektromagneten
10.10.1 Aufbau
Elektromagnete (electromagnet) bestehen aus einer Spule (coil), einem Spulenkern (core) und einem beweglichen Teil, dem Anker (armature). Die Spule ist dabei auf den Spulenkern aufgeschoben.
Ein Elektromagnet besteht aus einer Spule, einem Spulenkern und einem
beweglichen Teil, dem Anker.
10.10.2 Wirkungsweise
Fließt durch die Spule ein Strom, dann wird im Spulenkern ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld magnetisiert auch den Anker und es stehen sich im Luftspalt ungleichnamige Pole gegenüber. Dadurch wird der Anker in Richtung Spulenkern gezogen.
Durch die stromdurchflossene Spule wird ein Magnetfeld erzeugt und der Anker in
Richtung Spulenkern gezogen.
Praktische Anwendung findet das Prinzip bei Lasthebemagneten (lifting magnet) und Relais (relay).
10.10.3 Berechnung der Zugkraft eines Elektromagneten
10.10.3.1 Einflussfaktoren
Für die Zugkraft eines Elektromagneten ist die magnetische Energie, die für die Magnetisierung des Luftspalts notwendig ist, ausschlaggebend.
Dabei gelten folgende Grundsätze:
– Die magnetische Energie im Luftspalt ist umso höher, umso höher die Flussdichte B ist
– Die magnetische Energie im Luftspalt ist umso höher, umso größer die Fläche A des Luftspalts ist
10.10.3.2 Die Zugkraft von Dauermagneten und Gleichstrom-Elektromagneten
Die Kraft F, mit der der Anker angezogen wird, lässt sich mit folgender Formel berechnen:
10.10.3.3 Die Zugkraft von Wechselstrom-Elektromagneten
Beim Betrieb mit Wechselstrom wird der Spitzenwert der Flussdichte B angegeben. Setzt man einen sinusförmigen Verlauf voraus, dann ergibt sich folgende Formel für die Zugkraft:
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