El electroimán actúa a perpetuidad... ¿por qué?

Question

Aquí está lo que tengo - lo hice como para ser tan clásico de un electroimán como sea posible:

a) Barra redonda de hierro dulce en forma de "U", con los extremos planos y paralelos. Carrete de alambre de cobre deslizado sobre una pata de esta plancha en forma de "U".

b) Barra plana de hierro blando para cruzar los extremos de la parte "a".

Conecte momentáneamente el cable a través de una batería: la barra plana salta hacia el electroimán y queda firmemente sujeta a él.

Retire la batería.

La barra plana queda firmemente sujeta...

siempre y cuando no lo saque...

...durante meses sin perder fuerza.

¿Por qué?

Sin embargo, cuando la quito, no queda ningún "tirón" que atraiga de nuevo la barra plana a la varilla en forma de U... por lo que no se está "magnetizando permanentemente"... que es para lo que se utilizó el hierro dulce.

Además, si se conecta una bombilla de linterna a través de los extremos del cable antes de retirar la barra "keeper", la bombilla parpadea. (en este caso, se golpea rápidamente el "keeper" con el mango de un destornillador para conseguir una alta velocidad de desprendimiento.

Esto sucede sin importar el tiempo que ha estado sentado en mi estante ... o incluso colgando boca abajo por la barra de "portero" ... con el peso del electroimán colgando por la barra de portero.

Answer 1

En efecto, el hierro dulce se magnetizó. Tu bucle cerrado de hierro dulce tiene un flujo corriendo en él tan pronto como lo magnetizaste y conectado con eso hay una fuerza mecánica para minimizar la resistencia magnética en el bucle. Por eso la barra está pegada a la U.

Al retirar la barra de la U se introduce un entrehierro, que tiene una gran resistencia magnética y disolverá todo el flujo que circulaba previamente por el núcleo. Por eso no se puede volver a atascar la barra.

Answer 2

Figura 1. Campo magnético (verde) de un electroimán típico, con el núcleo de hierro C formando un bucle cerrado con dos entrehierros G en él.
B - campo magnético en el núcleo
BF - "campos marginales". En los huecos G las líneas de campo magnético "sobresalen", por lo que la intensidad de campo es menor que en el núcleo: BF < B
BL - flujo de fuga; líneas de campo magnético que no siguen un circuito magnético completo
L - longitud media del circuito magnético utilizado en la ecuación 1. Es la suma de la longitud Lcore en las piezas del núcleo de hierro y la longitud Lgap en los entrehierros G. Tanto el flujo de fuga como los campos marginales aumentan a medida que se incrementan los espacios, reduciendo la fuerza ejercida por el imán.
Fuente: Wikipedia Electroimán .

• Cuando se desconecta un electroimán de corriente continua, los dominios tienden a permanecer algo alineados. A ello contribuye en gran medida la presencia de la barra plana, llamada así porque "mantiene" cerrado el circuito magnético.
• Al forzar la barra de sujeción a romper rápidamente el contacto con el imán, se produce un cambio repentino de la intensidad del campo magnético en el núcleo. Como descubrió Michael Faraday, un campo magnético cambiante induce una corriente en una bobina. Esto es lo que enciende su lámpara.

Figura 2. Esquema de un generador sencillo con regulador automático de tensión (AVR). Fuente: Guía del generador .

El magnetismo remanente es muy útil. Muchos generadores dependen del magnetismo remanente que queda en el rotor para excitar el estator al arrancar. Cuando el rotor gira, el magnetismo resultante genera una corriente muy débil en el devanado de excitación. Esta corriente se retroalimenta a través del rectificador, los anillos colectores y el rotor, reforzando el campo magnético giratorio. Esto, a su vez, aumenta la corriente de excitación y el generador "arranca" rápidamente.

Mientras tanto Vout empieza a subir y cuando llega al ajuste del regulador el circuito de detección de tensión empieza a apagar Q para limitar la corriente de excitación al valor que mantiene la tensión de salida deseada.

Menciono esto porque los generadores pueden perder su magnetismo remanente si se dejan al ralentí durante un largo periodo. La solución consiste en inyectar un poco de CC en los anillos colectores mientras el generador gira. Si la polaridad es la correcta, la tensión de salida aumentará, se conseguirá la regulación y el rotor volverá a magnetizarse rápidamente.

Answer 3

Al visualizar el esquema, asumo que el entrehierro total es constante.

Creo que el culpable es la corriente inducida en la barra libre por el movimiento. Esto cesa el flujo (que Janka descrito), ya que cesa a lo largo y por lo que la energía prestada se transfiere a cabo.

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edit: (expresando un poco más mis pensamientos)

Si he entendido bien, si el entrehierro total es constante a pesar de las piezas móviles, entonces tiene que ser algo que no afecte mecánicamente al flujo. Tiene que ser la inducción de corrientes parásitas en la barra de mantenimiento.

Una objeción a esto sería la idea de que el campo magnético es paralelo al movimiento de la barra. Pero, no será tan paralelo, debido a la gran diferencia de µ de los medios.

Mi afirmación es, cuando se mueve, las corrientes inducidas efecto sobre el patrón sesgado de flujo, oponiéndose a ella, por lo que es el patrón de flujo más suave, aquí es donde el flujo está cesando.