交、直流电磁铁工作原理和应用
电磁铁的工作原理是怎么样的
电磁铁的工作原理是怎么样的电磁铁在生活中经常可以看到，但是很多人都不知道电磁铁的一些原理。
下面是5068网小编为你精心推荐的电磁铁的科学工作原理，希望对您有所帮助。
电磁铁的科学原理当线圈通电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。
当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动。
当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。
电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。
它是将电能转换为机械能的一种电磁元件。
电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成，铁心和衔铁一般用软磁材料制成。
铁心一般是静止的，线圈总是装在铁心上。
开关电器的电磁铁的衔铁上还装有弹簧。
电磁铁工作原理将电磁能变换为机械能以实现吸合作功的一种电器。
通常由软磁材料制成的铁心、衔铁和励磁绕组组成。
当励磁绕组通电时，绕组周围产生磁场，铁心磁化，并产生电磁吸力吸引衔铁，使之运动作功。
电磁铁主要用于操动、牵引机械装置，以达到预期的目的。
工业上常用的电磁铁有制动电磁铁、牵引电磁铁、起重电磁铁和阀用电磁铁等。
此外，属于电磁铁类的还有用以传递或隔断两轴间的机械联系的电磁联轴器;用在机床工作台上以吸牢磁性材料工件的电磁吸盘;供高能物理、核聚变研究、磁流体发电和高速悬浮列车等方面使用的、能产生高达数十特(斯拉)的磁通密度而几乎不消耗绕组功率的超导电磁铁等。
起重电磁铁用来吊运和装卸铁磁性物体的电磁铁。
工业上常用以吊运或装卸铁矿石、铁砂、废钢铁、钢锭、钢轨以及各种钢材和钢质工件。
起重电磁铁通常做成圆盘形或矩形，并带有内磁极和外磁极。
当励磁绕组通电后，内外磁极均被磁化，吸引钢质材料或工件(相当于一般电磁铁中的衔铁)，形成一个闭合的磁路。
为保护励磁绕组，使之不因磁极与被吸引物体间的机械撞击所损伤，起重电磁铁通常采用甲壳式结构，并且采用直流励磁。
直流电磁铁铁芯力与铁芯材料的关系
直流电磁铁铁芯力与铁芯材料的关系1. 引言1.1 直流电磁铁的基本原理直流电磁铁的基本原理是利用电流通过螺线管产生磁场，从而吸引铁芯或磁性材料。
直流电磁铁由电源、绕组、铁芯和电磁铁外壳等组成。
当电源通电时，电流经过绕组，在铁芯中产生磁场，吸引铁芯或磁性材料。
一般情况下，当电源断开时，电磁铁就会失去吸引力，释放铁芯或磁性材料。
直流电磁铁的基本原理可以解释为安培定律和法拉第电磁感应定律的应用。
安培定律指出通过螺线管的电流会在铁芯中产生磁场，磁场的强度与电流大小成正比，与绕组的匝数成正比。
而法拉第电磁感应定律指出磁感应强度的变化会导致感生电动势，从而产生吸引力。
直流电磁铁的基本原理可以通过理论计算和实验验证，从而确定最佳铁芯材料、长度、截面积、饱和磁感应强度和表面处理方式，以提高电磁铁的性能和效率。
铁芯材料的选择对于直流电磁铁的性能具有重要影响，不同材料的磁导率、韧磁性和导磁性会影响铁芯在磁场中的表现。
在设计和制造直流电磁铁时，需谨慎选择铁芯材料，以达到最佳效果。
1.2 铁芯对电磁铁性能的影响铁芯对电磁铁性能的影响是直流电磁铁中至关重要的因素之一。
铁芯作为电磁铁的核心部分，直接影响着电磁铁产生的磁场强度和吸力大小。
在直流电磁铁中，铁芯扮演着传导磁场和集中磁场的重要角色，它的选择对电磁铁的性能有着关键性的影响。
铁芯的材料对电磁铁的性能起着决定性作用。
不同的铁芯材料具有不同的磁导率和导磁性能，这直接影响着电磁铁产生的磁场强度和吸力大小。
通常情况下，选择导磁性能好的铁芯材料可以提高电磁铁的吸力效果，增强其使用效果。
铁芯的长度和截面积也会对电磁铁的力产生影响。
较长的铁芯可以提高磁路的长度，增加磁阻，从而提高电磁铁的吸力效果；而较大的铁芯截面积可以增加磁路的截面积，减小磁阻，同样可以增加电磁铁的吸力效果。
铁芯对直流电磁铁的性能影响非常重要。
选择合适的铁芯材料，控制好铁芯的长度、截面积、饱和磁感应强度和表面处理等因素，可以有效提高电磁铁的吸力效果，使其在实际应用中发挥更好的作用。
电磁铁的工作原理是什么？
优势特点：具有强大的吸力和稳定 的性能，可实现快速、安全、高效 地搬运和吊装
添加标题
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Hale Waihona Puke 添加标题应用场景：主要用于废钢铁、废金属 等金属废料的回收和加工行业，以及 建筑、桥梁等大型结构的吊装和搬运
发展趋势：随着环保意识的提高和 金属废料回收利用的普及，电磁起 重机的应用前景越来越广泛
电磁铁的特点
电磁铁的电源提供电能，使线圈产生磁场 电源的电压和电流大小影响电磁铁的磁性强弱 直流电源使电磁铁产生稳定的磁场，交流电源使电磁铁产生交变磁场 电源的种类和特性决定了电磁铁的应用范围和效果
电磁铁的工作原理
电磁铁是由线圈和 铁芯组成的装置
当电流通过线圈时， 会产生磁场
磁场会对铁芯产生 吸引力或排斥力
电机的种类和 特点
电机的工作原 理
电机的应用领 域和未来发展
电磁铁在门禁系统中的应用，可以实现远程控制和自动化管理 电磁铁在防盗门中的应用，可以提高安全性和防盗性能 电磁铁在智能家居系统中的应用，可以实现自动化控制和节能环保 电磁铁在工业自动化设备中的应用，可以提高生产效率和降低成本
工作原理：利用电磁铁产生强大的 磁场力，实现对金属材料的吸附和 搬运
电磁铁的工作原理
汇报人：XXX
目录
电磁铁的组成
电磁铁的工作原理
电磁铁的应用
电磁铁的特点
电磁铁的组成
定义：线圈是电磁 铁的重要组成部分， 通常由绝缘导线绕 制而成
作用：线圈通电后 产生磁场，使电磁 铁产生吸引铁磁性 物体的力
匝数：线圈的匝数 越多，产生的磁场 越强，电磁铁的吸 力也越大
材料：线圈的材料一 般采用铜线或镍铬合 金线，具有较高的电 阻率和耐腐蚀性
直流电动机和电磁铁的原理
起动器启动
适用于大功率电 动机，需要起动
器设备
电动机转速控制
电动机的转速控制是 实现电机精确运行的 关键，通过调节电压、 频率或者改变电流方 向可以实现转速的精 确控制，满足不同工 作要求。
电动机启动方式与控制
直接启动
简单方便 适用于小功率电动机
起动器启动
适用于大功率电动机 需要起动器设备
变频启动
直流电动机和电磁铁的原理
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 简介 第2章 直流电动机的结构 第3章 电动机的控制 第4章 电磁铁的原理 第5章 电动机和电磁铁的应用 第6章 总结
● 01
第1章 简介
电动机和电磁铁的概念
电动机是将电能转换为机械能的装置，而电磁铁 是利用电流产生磁场的设备。电动机通过电流在 磁场中作用而产生力,电磁铁广泛应用在电磁吸 合、电磁感应和电磁驱动等领域。
精准控制
通过电磁铁实现 精准定位
机械设备驱 动
实现各种生产操 作
汽车领域的应用
电动机在汽车领域有 着广泛的应用。除了 常见的发动机启动功 能外，电动机还被应 用于电动窗、电动座 椅等部件中。通过电 动机的驱动，汽车的 各种功能得以实现自 动化控制，提升了驾 驶舒适性和便利性。 同时，电磁铁在汽车 制动系统中也扮演着 重要角色，通过电流
精细控制电动机启动 适用于需要频率调节的场 合
调节电压
简单 适用于简单速度调节
电动机转速控
改变电流方 向
改变电流的方向 来控制转速
调节频率
通过改变电源频 率实现转速控制
● 04
第4章 电磁铁的原理
电磁铁的产生磁场原理
01 磁场产生
通过在线圈中通过电流形成
直流电磁铁工作原理
直流电磁铁工作原理直流电磁铁是一种利用电流产生磁场的装置，其工作原理基于安培定律和右手螺旋定则。
直流电磁铁广泛应用于各种领域，如电动机、发电机、传感器、电磁吸盘等。
本文将详细介绍直流电磁铁的工作原理及其应用。
1. 安培定律安培定律是描述电流与磁场之间相互作用的基本定律。
根据安培定律，通过导体的电流会产生一个环绕导体的磁场。
这意味着，当电流通过一根导线时，会在导线周围产生一个磁场。
这一原理是直流电磁铁工作的基础。
2. 右手螺旋定则右手螺旋定则是描述电流产生的磁场方向的规则。
根据右手螺旋定则，当右手握住导线，让大拇指指向电流方向，其他四指的弯曲方向即为磁场的方向。
这一定则可以帮助我们确定直流电磁铁产生的磁场方向。
3. 直流电磁铁的结构直流电磁铁通常由导线、铁芯和外部电源组成。
导线通常绕绕在铁芯上，并通过外部电源提供电流。
当电流通过导线时，会在铁芯周围产生一个磁场。
铁芯的存在可以增强磁场的强度，提高电磁铁的效率。
4. 工作原理当外部电源通电时，电流会通过导线，根据安培定律，这会在铁芯周围产生一个磁场。
根据右手螺旋定则，可以确定磁场的方向。
由于铁芯的存在，磁场会集中在铁芯内部，形成一个强大的磁场。
这样，直流电磁铁就可以产生一个可控制的磁场。
5. 应用直流电磁铁在工业生产中有着广泛的应用。
例如，电动机中的励磁系统就是利用直流电磁铁产生磁场，从而使电动机产生转矩。
此外，直流电磁铁还可以用于电磁吸盘，通过控制电流来控制磁盘的吸附力。
在传感器中，直流电磁铁也可以用于检测金属物体，利用金属对磁场的影响来实现检测功能。
总之，直流电磁铁是一种利用电流产生磁场的装置，其工作原理基于安培定律和右手螺旋定则。
通过外部电源通电，直流电磁铁可以产生一个可控制的磁场，广泛应用于电动机、发电机、传感器、电磁吸盘等领域。
希望本文能够帮助读者更好地理解直流电磁铁的工作原理及其应用。
电磁铁的工作原理与应用
电磁铁的工作原理与应用电磁铁是一种能够产生强大磁场的装置，它的工作原理基于电流通过导线时会产生磁场的物理特性。
本文将介绍电磁铁的工作原理及其在现实生活中的应用。
一、工作原理电磁铁的核心原理是通过电流在导线中产生磁场，使得铁磁材料沿导线形成磁性，从而表现出类似于永久磁铁的特性。
具体而言，当通过导线的电流方向垂直于视线的方向时，导线周围会形成一个环形磁场。
该磁场的方向可通过右手定则来确定，即让右手的拇指指向电流方向，其他四指围绕导线则指向磁场的方向。
此时，在导线周围形成的磁场中，铁磁材料将受到磁力的作用而被吸引。
二、结构组成电磁铁主要由导线、铁芯和电源组成。
导线是传输电流的部分，通常由铜或铝制成，其长度和截面积决定了电流的大小。
铁芯是绕导线的部分，它通常由铁磁材料制成，可增强磁场的强度。
电源则是提供电流的部分，可以是直流电源或交流电源。
三、应用领域1. 电磁吸盘：电磁吸盘利用电磁铁的吸引力原理，实现了对金属物体的固定和悬浮。
在机械加工领域，电磁吸盘被广泛应用于磨床、铣床等机床上，可以方便地固定工件，提高加工精度和效率。
2. 电磁起重机：电磁起重机利用电磁铁的吸引力和释放功能，实现对重物的起重和放下。
它在物流、港口、钢铁等行业中得到广泛应用，提高了搬运效率和操作的安全性。
3. 电磁驱动器：电磁铁可以作为电磁驱动器的重要组成部分，将电能转化为机械能。
例如，电磁铁驱动的喷墨打印机、声音传输的扬声器等，在家电、通信等领域起到了重要作用。
4. 电磁制动器：电磁制动器利用电磁铁的磁力原理，实现对运动物体的控制和制动。
常见的应用包括电梯、电动车等系统，大大提升了行车安全和运动控制的精度。
5. 电磁吸铁石：电磁吸铁石通常用于捕捉金属杂质，保护设备的正常运行。
它在矿石、建筑等行业有着重要的应用，有效减少了金属杂质对设备的磨损和故障。
四、发展前景随着科技的进步和应用需求的增加，电磁铁的应用领域将进一步扩展。
未来，它可能被应用于磁浮交通、磁悬浮列车等高科技领域。
交流电磁铁工作原理
交流电磁铁工作原理
交流电磁铁工作原理是基于电流通过线圈产生磁场的原理。
电磁铁由导电材料制成的线圈，当通过电流时，会产生一个磁场。
在交流电磁铁中，当电流通过线圈时，电子在导线中定向移动，形成一个电流，并且导线的周围会形成一个环状的磁场。
根据右手定则，当电流方向垂直于观察者时，磁场的方向围绕导线。
根据法拉第电磁感应定律，当线圈中的电流发生变化时，磁场也会随之变化。
而交流电的特点就是电流方向和大小会随时间不断变化。
因此，在交流电磁铁即电流方向和大小交替变化时，磁场也会随之改变。
交流电流的变化频率越高，则磁场的变化也越快。
这种磁场的变化会对周围的磁性物质产生作用力，从而实现吸附或排斥的效果。
由于磁场的快速变化，交流电磁铁对磁性物质的作用力会频繁地出现和消失，使物体可以被吸附和释放。
交流电磁铁在实际应用中具有广泛的用途，如电力系统中的电磁继电器、电磁开关，汽车工业中的电磁感应器等。
交流电磁铁的工作原理基于电磁感应和电磁力的相互作用，在现代科技发展中起到了重要的作用。
电磁铁工作原理
电磁铁工作原理电磁铁是一种利用电流产生磁场的装置，其中的电磁原理被广泛应用于许多现代科技领域。
本文将详细介绍电磁铁的工作原理以及其在实际应用中的重要性。
一、电磁铁的结构和组成在理解电磁铁的工作原理之前，我们首先需要了解它的结构和组成。
典型的电磁铁通常由导线、铁芯和电源组成。
导线的材料通常是铜，因为铜具有良好的导电性能。
铁芯则由具有高导磁性的材料制成，如铁、镍等。
电源可以是直流电源或交流电源，取决于所需的应用。
二、电磁铁的工作原理电磁铁的核心是安装在导线周围的铁芯。
当电流通过导线时，会产生磁场。
这是因为导线中的电子在电流作用下沿着线圈的方向运动，并产生磁场。
不过，由于导线的长度通常很小，磁场较为微弱，无法有效利用。
铁芯的作用就体现在这里。
由于铁芯具有高导磁性，它可以集中并增强磁场。
当电流通过导线时，磁场会沿着铁芯传播，并形成一个闭合回路。
这样，电磁铁就能够产生一个相对较强的磁场，使其具备吸引和吸附物体的能力。
需要注意的是，当电流通过导线时，磁场的极性取决于电流的方向。
根据库仑定律，当电流方向相同时，磁场会产生吸引力；而当电流方向相反时，磁场则会产生排斥力。
三、电磁铁的应用电磁铁在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些重要的应用领域：1. 电子设备制造：电磁铁是制动器、继电器、电磁阀等电子设备中不可或缺的组件。
它们可以控制电流的开关，实现电路的断开和连接，起到控制和调节电流的作用。
2. 电动机：电磁铁在电动机中起到重要的作用。
它们与定子和转子配合工作，通过改变电流方向来控制电机的转动。
电磁铁的开关和控制使得电机能够实现高效转动和精确控制。
3. 磁悬浮列车：电磁铁在磁悬浮列车技术中发挥着重要的作用。
通过在铁轨上布置电磁铁，可以产生磁场，使列车悬浮在铁轨上，并以高速运动。
这大大减小了摩擦和阻力，提高了列车的运行效率。
4. 医疗设备：电磁铁在医疗设备中也有广泛应用。
例如，核磁共振成像（MRI）利用电磁铁产生强大的磁场，通过检测人体对磁场的响应来生成具有高分辨率的影像。
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电工电子技术
Φ (t)
图可知：
Φ f
fd (t)
f在0-Fm之间脉动；
频率为2ω。
结结论 论：：
Fdm
是交变的，每周期内
要过零两次
t
过零时电磁力减小
会使衔首铁振页动而产生噪声。
T
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交变分量造成衔铁震动，为了消除交流电磁铁 的震动，往往在交流电磁铁静铁心的端面上， 装一个短路铜环。
利用短路环可以建立一个辅助磁场， 以保证主磁场和辅助磁场不同时过零， 以减小振动。
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电工电子技术 叠压式 铁心
短 路 环
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4、交流线圈的磁通 当u为定值时，则Φ也为定值。
U 4.44 fNm
5、有磁滞损耗和涡流损耗 用硅钢片叠加做成铁芯
6、在衔铁吸合的过程中： 磁阻R变小 吸合后i变小(比 吸合之前)。 因此，电磁铁在工作时，动 静铁芯一定要吸合好，若有 空气隙，则线圈就会因长时 间通过大电流而过热，甚至 烧毁。
fdi
Fdm 2
cos 2t
—— 电磁力的
Φ f
交变分量
Fdm
计算时候只靠考虑
Φ (t) fd (t) Fdp fdi (t)
Fdp
t
电磁吸力的平均值，
是个定首量页，不变化。
T
电工电子技术
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三电、工电直子技流术 电磁铁
1、什么是直流电磁铁？ 线圈通入直流电，称为直 流电磁铁。 2、结构组成： 线圈、铁心和衔铁构成。 其中衔铁是可动的。 3、工作原理： 当线圈得电时，吸引衔铁 与铁心吸合，衔铁可以和 多种机械结构连接，实现 电磁控制。断电时，释放。
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❖ 注意： 即使额定电压相同的交、直流电磁铁也
绝不能互换使用
直流电磁铁与交流电磁铁比较
内容
直流电磁铁
交流电磁铁
铁芯结构
由整块软钢制成, 无短路环 由硅钢片制成, 有短路环
吸合过程
电流不变, 吸力逐渐加大
吸力基本不变, 电流减小
吸合后
无振动
有轻微振动
吸合不好时
线圈不会过热
线圈会过热, 可能烧坏
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4、无磁滞损耗和涡流损耗 能量损耗小，铁芯常用整块 软钢做成。
5、在衔铁吸合的过程中,直 流电磁铁的磁通Φ变大. 当为直流U时，则I为定值， I=U/R,F=NI恒定，随着衔 铁的吸合，空气隙变小，磁 路对磁通的阻碍作用减小， 磁感应强度B变大，Φ=BS变 大。 6、在衔铁吸合的过程中： 吸合后电磁吸力变大(比吸合 之前)。
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b) MQ1牵引电磁铁
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电磁抱闸
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用电磁铁来制动机床和起重机的电动机
❖ 当接通电源时，电磁铁动
作而拉开弹簧2．把抱闸3
提起．于是打开装在电动
M
机轴上的制动轮4，这时
电动机便可自由转动。
电磁铁l的线圈 与电动机M并联
❖ 当电源断开时，电磁铁的 衔铁落下，弹簧便把抱闸 压在制动轮上，于是电动 机就被制动停转
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8、电工应电子技术用：
1. 在起重设备中的应用
电磁铁可以做成电 磁吸盘，用于冶金、 矿山、机械、交通 运输等行业吊运钢 铁等导磁性材料作 业中，也可用于电 磁机械手，夹持钢 铁等导磁性材料， 图1-18所示为轧钢 厂里吊运钢卷用的 电磁吸盘。
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图1-18 电磁吸盘
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图a) 制动电磁铁
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交、直流电磁铁工作原理和应用
1、电磁铁及其分类； 2、电磁铁的工作原理； 3、电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关； 4、电磁铁的优点及在日常生活和生产中的应用。Leabharlann 首页一、电工电电磁子技铁术概述
1.定义：
电磁铁是利用通电线圈吸引衔铁运动， 将电能转化为机械能的一种电磁元件。
螺线管
2.构造：
铁芯
螺线管+铁芯=电磁铁
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3.电电工磁电子铁技术的工作原理：
电磁铁的工作原理是电流的磁效应。 铁芯被磁化后的磁场与螺线管的磁场叠加， 使电磁铁的磁性增强。
图3-1 磁场的产生
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4、电磁铁的分类
线圈通入直流电，称为直流电磁铁。 线圈通入交流电，称为交流电磁铁。
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5、电磁铁的特性
小型电电工磁电铁子常技用术作接触器、电磁阀、继电器等元件的基本部件。
电铃
门铃
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电话
电磁继电器
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图 交／直流接触器和电磁继电器
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二位三通阀
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二、交流电磁铁
1、什么是交流电磁铁？ 线圈通入交流电，称为交 流电磁铁。 2、结构组成： 线圈、铁心和衔铁构成。 其中衔铁是可动的。 3、工作原理： 当线圈得电时，吸引衔铁 与铁心吸合，衔铁可以和 多种机械结构连接，实现 电磁控制。断电时，释放。
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如果没有短路环或者短路环损坏， 电磁铁的噪声和磨损都会增大， 同时温度上升， 其使用寿命会大大缩短。
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电工电子技术
f（d t）
Fdm 2
(1 cos 2t)
Fdm
Φ2 m
20 A
交流电磁吸力包括两个部分 fd=Fdp+fdi
其中，Fdp
Fdm 2
—— 平均电磁力或吸力直流分量
❖ 直流电磁铁的电磁吸力 F=（107/8π）B2S
❖ 交流电磁铁的最大电磁吸力 Fm =107Φm/8πS Φm—交流磁通幅值 若加在交流线圈上电压U稳定时，交流电磁
铁中的磁通幅值Φm ≈U/4.44fN不变，交流电磁铁 的平均电磁吸力为最大电磁吸力的一半。即
Fev= Fm/2 =107Φm/16πS
IN Rm
磁通不变，则上式中的比值也应不变。因此，当磁阻Rm 增大时，线圈中通过的电流必定增大。
用实验，证明： 电磁铁通电时有磁性，断线时磁性消失
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电工电子技术
6、影响电磁铁磁性强弱的因素？ （1）增大线圈中的电流； （2）在电流一定时增加线圈的匝数； （3）在线圈中插入铁芯等方法使电磁铁 的磁性强些。
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电工电子技术
7、电磁铁的优点
电磁铁磁性有无，可用_通__断__电___来控制 电磁铁磁性强弱，可用_改_变_电_流_大_小_或_线_圈_匝_数__来控制 电磁铁的极性变换，可用_改__变__电__流__方__向__来实现。
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课后习题、 例题2个
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某含有气隙的铁芯线圈，线圈两端加有效值为U的交流 电压，当气隙增大时，铁芯中的主磁通是增大还是减小？ 线圈中的电流如何变化？
气隙增大时，铁芯磁路中的磁阻增加，但由于电源电 压效值为U和频率f 并无改变，根据主磁通原理可知， 铁芯磁路中的工作主磁通Φ并不发生改变。根据磁路 欧姆定律：