ขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กใช้ในการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างไร?

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นแนวคิดพื้นฐานในฟิสิกส์ที่ปฏิวัติวิธีที่เราสร้างและใช้ไฟฟ้า หัวใจของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนมากคือขดลวดแม่เหล็กซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่เรียบง่าย แต่ทรงพลังซึ่งมีบทบาทสำคัญในการแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าและในทางกลับกัน ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะแบ่งปันกับคุณว่าขดลวดเหล่านี้ใช้ในการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายที่พวกเขาให้บริการ

ทำความเข้าใจการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ก่อนที่จะเจาะลึกบทบาทของขดลวดแม่เหล็กฟลักซ์ลองทบทวนหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าสั้น ๆ ค้นพบโดย Michael Faraday ในปี 1831 การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นกระบวนการสร้างแรงไฟฟ้า (EMF) หรือแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวนำเมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง ปรากฏการณ์นี้อยู่ภายใต้กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ซึ่งระบุว่า EMF ที่เหนี่ยวนำในวงปิดเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของการเปลี่ยนแปลงของการไหลของแม่เหล็กผ่านห่วง

ในทางคณิตศาสตร์กฎหมายของฟาราเดย์สามารถแสดงเป็น:

[\ epsilon = - \ frac {d \ phi_b} {dt}]

โดยที่ (\ epsilon) เป็น EMF ที่เหนี่ยวนำ (\ phi_b) คือฟลักซ์แม่เหล็กผ่านลูปและ (t) เป็นเวลา เครื่องหมายลบในสมการบ่งชี้ว่ากฎของ Lenz ซึ่งระบุว่ากระแสที่เหนี่ยวนำจะไหลไปในทิศทางที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างมันขึ้นมา

บทบาทของขดลวดแม่เหล็กในการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กเป็นตัวนำที่แผลเป็นรูปทรงม้วนซึ่งมักทำจากลวดทองแดง เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดมันจะสร้างสนามแม่เหล็กรอบ ๆ ในทางกลับกันเมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนผ่านขดลวด EMF จะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นในขดลวดตามกฎของฟาราเดย์

ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านขดลวดถูกกำหนดเป็นผลิตภัณฑ์ของความแรงสนามแม่เหล็ก ((b)) พื้นที่ของขดลวด ((a)) และโคไซน์ของมุม ((\ theta)) ระหว่างสนามแม่เหล็กและปกติกับระนาบของขดลวด:

[\ phi_b = ba \ cos (\ theta)]

เพื่อเพิ่ม EMF ที่เหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นสูงสุดขดลวดได้รับการออกแบบให้มีการเลี้ยวจำนวนมาก ((n)) และพื้นที่ตัดขวางขนาดใหญ่ ((a)) EMF เหนี่ยวนำในขดลวดที่มี (n) เทิร์นจะได้รับโดย:

[\ epsilon = - n \ frac {d \ phi_b} {dt}]

การประยุกต์ใช้ขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กในการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กถูกใช้ในการใช้งานที่หลากหลายตามการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า นี่คือแอปพลิเคชันที่พบบ่อยที่สุด:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานเชิงกลเป็นพลังงานไฟฟ้า ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขดลวดแม่เหล็กจะหมุนภายในสนามแม่เหล็กทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านขดลวดเพื่อเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง ตามกฎของฟาราเดย์ฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิด EMF ในขดลวดซึ่งสามารถใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีสองประเภทหลัก: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า DC ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC EMF ที่เหนี่ยวนำจะสลับไปในทิศทางทำให้เกิดกระแสสลับ ในเครื่องกำเนิด DC จะใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าเพื่อแปลงกระแสสลับเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง

หม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของกระแสสลับกัน หม้อแปลงประกอบด้วยขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กสองตัวเรียกว่าขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิซึ่งเป็นแผลรอบแกนเหล็กทั่วไป เมื่อกระแสไฟฟ้าสลับไหลผ่านขดลวดหลักมันจะสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงในแกนเหล็ก สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิด EMF ในขดลวดทุติยภูมิตามกฎของฟาราเดย์

อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเท่ากับอัตราส่วนของจำนวนรอบในขดลวด:

[\ frac {v_s} {v_p} = \ frac {n_s} {n_p}]

โดยที่ (v_s) และ (v_p) เป็นแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิและหลักตามลำดับและ (n_s) และ (n_p) คือจำนวนการหมุนในคอยล์รองและหลักตามลำดับ

เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ

การเหนี่ยวนำความร้อนเป็นกระบวนการที่ใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนกับวัตถุโลหะ ในการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำจะมีการวางขดลวดแม่เหล็กรอบวัตถุโลหะและกระแสสลับจะถูกส่งผ่านขดลวด สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงที่เกิดจากขดลวดทำให้เกิดกระแสวนในวัตถุโลหะซึ่งสร้างความร้อนเนื่องจากความต้านทานของโลหะ

การเหนี่ยวนำความร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานอุตสาหกรรมเช่นงานโลหะการปลอมและการบำบัดความร้อน มันเป็นวิธีการให้ความร้อนที่รวดเร็วมีประสิทธิภาพและแม่นยำเนื่องจากช่วยให้ความร้อนเป้าหมายของพื้นที่เฉพาะของวัตถุโลหะ

การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI)

MRI เป็นเทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ที่ใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสร้างภาพรายละเอียดของด้านในของร่างกาย ในเครื่องสแกน MRI จะใช้สนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งกับร่างกายของผู้ป่วยและขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กใช้ในการส่งและรับสัญญาณคลื่นวิทยุ เมื่อสัญญาณคลื่นวิทยุถูกนำไปใช้กับร่างกายพวกเขาจะทำให้นิวเคลียสไฮโดรเจนในเนื้อเยื่อของร่างกายดังก้อง การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากนิวเคลียสไฮโดรเจนที่สะท้อนกลับทำให้เกิด EMF ในขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งตรวจพบและใช้เพื่อสร้างภาพของเนื้อเยื่อของร่างกาย

ประเภทของขดลวดฟลักซ์แม่เหล็ก

ในฐานะซัพพลายเออร์ของขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กเรานำเสนอประเภทคอยล์ที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของลูกค้าของเรา ขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กบางประเภทรวมถึง:

ไม่มีแม่เหล็กช่วงเวลา Helmholtz ขดลวด

ที่ไม่มีแม่เหล็กช่วงเวลา Helmholtz ขดลวดเป็นขดลวดชนิดหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อผลิตสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอในพื้นที่เฉพาะ ประกอบด้วยขดลวดวงกลมสองวงที่เหมือนกันซึ่งวางขนานกันและคั่นด้วยระยะทางเท่ากับรัศมีของขดลวด กระแสในคอยล์ทั้งสองไหลในทิศทางเดียวกันสร้างสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอในพื้นที่ระหว่างขดลวด

ขดลวด Helmholtz 1 แกน

ที่ขดลวด Helmholtz 1 แกนเป็นเวอร์ชันที่เรียบง่ายของขดลวด Helmholtz ที่ใช้ในการผลิตสนามแม่เหล็กตามแกนเดียว ประกอบด้วยขดลวดวงกลมเดี่ยวที่ใช้ในการสร้างสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กที่ผลิตโดย 1 แกน Helmholtz นั้นไม่สม่ำเสมอ แต่สามารถใช้สำหรับการใช้งานที่ไม่จำเป็นต้องใช้สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ

ขดลวดสนามแม่เหล็กไล่ระดับสี

ขดลวดสนามแม่เหล็กไล่ระดับสีใช้ในการผลิตสนามแม่เหล็กที่แตกต่างกันไปในความแข็งแรงและทิศทางตามแนวแกนที่เฉพาะเจาะจง ขดลวดเหล่านี้มักใช้ในสแกนเนอร์ MRI เพื่อสร้างการไล่ระดับสีในสนามแม่เหล็กซึ่งช่วยให้การเข้ารหัสเชิงพื้นที่ของสัญญาณ MRI

ทำไมต้องเลือกขดลวดแม่เหล็กของเรา

ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของขดลวดแม่เหล็กเรานำเสนอขดลวดคุณภาพสูงที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของลูกค้าของเรา นี่คือเหตุผลบางประการที่คุณควรเลือกขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กของเรา:

• วัสดุคุณภาพสูง: เราใช้วัสดุที่มีคุณภาพสูงสุดในการผลิตขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กของเราเพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานและความน่าเชื่อถือของพวกเขา
• การออกแบบที่กำหนดเอง: เราเสนอบริการออกแบบที่กำหนดเองเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของลูกค้าของเรา ทีมวิศวกรที่มีประสบการณ์ของเราสามารถทำงานร่วมกับคุณเพื่อออกแบบขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กที่ปรับให้เหมาะกับแอปพลิเคชันของคุณ
• ราคาที่แข่งขันได้: เราเสนอราคาที่แข่งขันได้กับขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดของเราเพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะได้รับเงินที่คุ้มค่าที่สุด
• การบริการลูกค้าที่ยอดเยี่ยม: เรามุ่งมั่นที่จะให้บริการลูกค้าที่ยอดเยี่ยมแก่ลูกค้าของเรา ทีมตัวแทนขายที่มีความรู้ของเราพร้อมที่จะตอบคำถามของคุณและให้การสนับสนุนด้านเทคนิคแก่คุณ

ติดต่อเราเพื่อรับการจัดซื้อและ洽谈

หากคุณสนใจซื้อขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กสำหรับแอปพลิเคชันของคุณโปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณและให้คำพูดแก่คุณ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในคำถามทางเทคนิคใด ๆ ที่คุณอาจมีและช่วยคุณเลือกขดลวดฟลักซ์แม่เหล็กที่เหมาะสมสำหรับความต้องการของคุณ

การอ้างอิง

• Halliday, D. , Resnick, R. , & Walker, J. (2014) พื้นฐานของฟิสิกส์ ไวลีย์
• Serway, RA, & Jewett, JW (2018) ฟิสิกส์สำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่มีฟิสิกส์สมัยใหม่ การเรียนรู้ Cengage
• Purcell, Em, & Morin, DJ (2013) ไฟฟ้าและแม่เหล็ก สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์