电磁铁

电磁铁是一种磁体，其中所述磁场由一个电流产生。电磁铁通常由绕成线圈的线组成。通过导线的电流会产生一个磁场，该磁场集中在孔中，表示线圈的中心。当电流关闭时，磁场消失。线匝通常缠绕在由铁磁性或亚铁磁性材料（例如铁）制成的磁芯上；磁芯集中磁通量，形成更强大的磁铁。

与永磁体相比，电磁体的主要优点是可以通过控制绕组中的电流量来快速改变磁场。然而，与不需要电源的永磁体不同，电磁体需要持续的电流供应来维持磁场。

电磁铁广泛用作其他电气设备的部件，如电动机、发电机、机电螺线管、继电器、扬声器、硬盘、核磁共振机、科学仪器和磁选设备。电磁铁在工业中也用于拾取和移动重铁物体，例如废铁和钢。

丹麦科学家HansChristianØrsted在1820年发现电流会产生磁场。英国科学家威廉·斯特金(WilliamSturgeon)于1824年发明了电磁铁。他的xxx个电磁铁是一块马蹄形铁片，上面包裹着大约18匝裸铜线（当时还没有绝缘线）。熨斗上漆了使其与绕组绝缘。当电流通过线圈时，铁会被磁化并吸引其他铁片；当电流停止时，它失去了磁化。Sturgeon展示了它的力量，虽然它只有7盎司（约200克），但在施加单节电源的电流时它可以举起9磅（约4公斤）。然而，Sturgeon的磁铁很弱，因为他使用的未绝缘电线只能缠绕在磁芯周围的单个间隔层中，从而限制了匝数。

从1830年开始，美国科学家约瑟夫·亨利系统地改进并普及了电磁铁。通过使用由丝线绝缘的电线，并受到施魏格使用多匝电线制作检流计的启发，他能够将多层电线缠绕在芯上，从而产生强大的磁铁数千匝电线，包括一根可以支撑2,063磅（936公斤）的电线。电磁铁的xxx个主要用途是电报发声器。

铁磁芯工作原理的磁畴理论于1906年由法国物理学家皮埃尔-欧内斯特魏斯首次提出，详细的现代铁磁性量子力学理论是由维尔纳海森堡、列夫兰道、费利克斯布洛赫等人在1920年代提出的。

一个portative电磁铁是一个设计牵住材料到位;一个例子是起重磁铁。一个牵引电磁铁施加一个力和运动的东西。

电磁铁在电气和机电设备中的应用非常广泛，包括：

• 电动机和发电机
• 变形金刚
• 继电器
• 电铃和蜂鸣器
• 扬声器和耳机
• 阀门等执行器
• 磁记录和数据存储设备：磁带录音机、录像机、硬盘
• 核磁共振机
• 质谱仪等科学设备
• 粒子加速器
• 磁力锁
• 乐器拾音器
• 磁选设备，用于从非磁性材料中分离磁性材料，例如将黑色金属与废料中的其他材料分离。
• 工业起重磁铁
• 磁悬浮，用于磁悬浮列车或火车
• 用于烹饪、制造和热疗的感应加热

当需要高于1.6T铁磁极限的磁场时，可以使用超导电磁铁。它们不使用铁磁材料，而是使用由液氦冷却的超导绕组，可以在没有电阻的情况下传导电流。这些允许巨大的电流流动，产生强烈的磁场。超导磁体受到绕组材料停止超导的场强的限制。当前的设计仅限于10-20T，目前（2017年）的记录为32T。必要的制冷设备和低温恒温器使它们比普通电磁铁贵得多。然而，在高功率应用中，这可以通过较低的运行成本来抵消，因为启动后绕组不需要功率，因为​​欧姆加热没有能量损失。它们用于粒子加速器和MRI机器。

铁芯和超导电磁体对它们可以产生的磁场都有限制。因此，xxx大的人造磁场是由弗朗西斯·比特于1933年发明的设计的空芯非超导电磁体产生的，称为比特电磁体。Bitter磁铁不是绕线，而是由一个由一堆导电盘制成的螺线管组成，这些螺线管排列成使电流以螺旋形路径穿过它们，中心有一个孔，在那里产生xxx磁场。这种设计具有承受场的极端洛伦兹力的机械强度，随着B2.圆盘上有孔，冷却水通过这些孔带走大电流产生的热量。仅具有电阻磁铁实现xxx连续场是37.5T作为312014年3月，通过在一个苦电磁铁产生Radboud大学高场磁体实验室奈梅亨中，荷兰。之前的记录是35T。整体xxx的连续磁场，45T，是在2000年6月实现的，混合装置由超导磁体内部的Bitter磁体组成。

限制电磁铁强度的因素是无法消散巨大的废热，因此通过向电阻磁铁发送短脉冲高电流，可以从电阻磁铁中获得更强大的磁场，最高可达100T，；每个脉冲后的非活动期允许在下一个脉冲之前去除脉冲期间产生的热量。

xxx大的人造磁场是通过使用炸药在脉冲电磁铁内部压缩磁场而产生的；这些被称为爆炸泵磁通压缩发生器。的内爆压缩磁场至T大约1000的值为几微秒。虽然这种方法可能看起来非常具有破坏性，但可以将爆炸的冲击力径向向外重新定向，这样实验和磁结构都不会受到损害。这些设备被称为破坏性脉冲电磁铁。它们用于物理学和材料科学研究材料在高磁场下的特性。