Elektromagneet

Elektromagneet De elektromagneet is zeer waarschijnlijk door de Fransman Ampère voor het eerste gebouwd. Een elektromagneet is een ijzeren kern met een spoel van geïsoleerd koperdraad er omheen gewikkeld. Maar pas op het moment dat er een spanning op aangesloten wordt, veroorzaakt de stroom een elektromagnetisch veld dat zich gedraagt als een magneet. Zie links.
Als de spanning wordt weggenomen is het magnetisch effect ook verdwenen.
Joseph Henry was de eerste die een hoogvermogen elektromagneet bouwde.
Hij bouwde in kader van zijn onderzoeken een superelektromagneet,die 1000 kilo kon optillen. Dat was in die tijd ruim 100 keer zo sterk als de elektromagneten van Ampère uit 1820.
Hij heeft trouwens ook samen met Samuel Morse de telegraaf ontwikkeld.
Tijdens zijn experimenten kwam hij er ook achter dat een elektromagneet die wordt uitgeschakeld, nog even een elektrische spanning afgeeft.
Spoelen De elektromagneet verzet zich blijkbaar tegen het uitschakelen. Dit conservatief verschijnsel wordt‘zelfinductie’ genoemd. In 1822 onderzoeken Ampère en H. Oersted onafhankelijk van elkaar, wat er met een kompasnaald gebeurt als men die bij een stroomvoerende draad houdt. De richting veranderde. De basis voor de elektromotor was gelegd. Elektromagneten worden op alle mogelijke plaatsten toegepast. Iedereen maakt zowat dagelijks gebruik van een elektromagneet. De deurbel bij voorbeeld, de ding dong.
Transrapid De meest spectaculaire vertoning van de elektromagneet is de Transrapid, de magneetkussentrein. In plaats van wielen zweeft de Transrapid op magneetkussens. Deze magneetkussens bestaan uit elektromagneten die met de zelfde pool naar elkaar wijzen. Zoals bekend stoten deze polen elkaar af. Het voordeel van dit systeem is dat er geen mechanische onderdelen aan de voortbeweging te pas komen en zodoende ook geen slijtage. De snelheid die de Transrapid kan bereiken ligt boven de 500 kilometer per uur.

Hersenscan
Elektromagneten worden ook in de wetenschap en in de geneeskunde toegepast. Met een extreem sterke elektromagneet van 9,4 Tesla zijn wetenschappers in staat om middels een magneetresonanctomograaf, zie de afbeelding links, de stofwisseling in de hersenen zichtbaar te maken.
Op deze manier kunnen bvb leerprocessen van de hersenen worden gevolgd. Uiteraard kunnen ook aandoeningen van de hersenen zichtbaar worden gemaakt.
In ziekenhuizen wordt met wat kleinere MRI-systemen foto's gemaakt.

Er zijn ook minder in het oog springende voorbeelden. De opnamekop in een bandrecorder is ook een elektromagneet, net als in een de schrijfkop in een diskdrive of een harddisk. De kleine elektromagneetjes produceren magnetische velden op de datadragers.

Relais

Relais
Relais komt uit het Frans en betekend wisselen. De uitvinder is echter een Engelsman namens Wheatstone. Sir Charles Wheatstone (1802-1875) ontwikkelde in 1832 deze elektrische schakelaar. Of hij de uitvinding tijdens zijn verblijf in Parijs deed is niet zeker. Een relais is een elektromagneet die als hij geactiveerd wordt schakelaars gaat maken of verbreken. Zie links. Er wordt van positie gewisseld. Als op de aansluiting A en B een gelijkspanning word aangelegd, veroorzaakt de spoel C een magnetisch veld, dat tot gevolg heeft dat de hefboom D wordt aangetrokken. Nu worden de kontakten E en F met elkaar verbonden. Over het algemeen hebben relais meer dan een contact. Gebruikelijk is dat relais met minstens twee maak- en of verbreekcontacten zijn uitgerust.
Relais is Zuse voor de Z3 gebruikte
Op grote schaal werden relais in de communicatie gebruikt. De schakelstations van het telefoonverkeer werkten uitsluitend met relais. Relais waren ook een van de bouwstenen van de eerste computers. De Z3 computer van Konrad Zuse werkte volledig met relais. Later werden deze vervangen door Elektronenbuizen, Transitore en IC’s

Elektromotor

Elektromotor
Alhoewel er veel bronnen anderen aanwijzen als de uitvinder van de elektromotor, is het toch de Hongaar Anjos Jedlik die in 1827 het eerste model van een elektromotor demonstreert. Zie links. Werner Siemens is net iets later en zo ook Faraday en Joseph Henry, die ook graag de vader van de elektromotor was geworden. De Duitser Siemens is wel degene die er flink mee aan de slag ging en de elektrische tram en trein mee ging bouwen. De werking van de elektromotor berust op elektromagneten die zo opgesteld zijn dat de polen elkaar voortdurend afstoten.


Schema van een luidspreker De ons allen bekende luidspreker werkt ook als een elektromotor. In dit geval is het een lineaire motor. Een lineaire motor laat niet een rotor ronddraaien maar schuift slechts heen en weer.
In het geval van de luidspreker ontstaat er een magnetisch veld als er een signaal door de spoel wordt gestuurd. De reactie is dat het veld van de magneet en het veld van de spoel een verschuiving van de spoel met daaraan de conus.
Het resultaat is geluid.
Schema van een harddisk


De lees en schrijfkop van een harddisk maakt ook gebruik van een lineaire motor.



Samenvattend:



- De eerste elektromagneet is door de Fransman Ampère gebouwd.

- Een elektromagneet is een spoel met een ijzer kern waar een gelijkspanning op is aangesloten.

- Schrijfkoppen van diskdrives zijn elektromagneten die een magnetisch veld op een datadrager plaatsen.

- Elektromagneten spelen een grote rol in de medische wetenschap.

- Relais komt uit het Frans en betekent wisselaar of schakelaar.

- Een relais is een elektromagneet die als hij geactiveerd word schakelaars aan of uit zet.

- Charles Wheatstone ontwikkelde in 1832 het Relais.

- De Z3 – computer van Konrad Zuse werkte nog met relais.

- Anjos Jedlik ontwikkeld in 1827 het eerste elektromotor.

- De elektromotor is een constructie van elektromagneten.