Post on 05-Apr-2015
Der Elektromagnet
Eine Spule mit Weicheisenkern nennt man
Elektromagnet.
S N
Eisenkern:
+
S NS N
+
S N
Der Elektromagnet
Das Magnetfeld der Spule wird durch den Weicheisenkern erheblich verstärkt.
Im Magnetfeld der Spule werden wird der Kern durch magnetische Influenz zu einem Stabmagneten, dessen Feld
mit der Spule gleichgerichtet ist.
Die Überlagerung der beiden Magnetfelder von Spule und Eisenkern bewirkt ein insgesamt stärkeres Magnetfeld.
Der Elektromagnet
Vorteile gegenüber Permanentmagneten:
• Nach Bedarf ein- und ausschaltbar
• Enorm große Kraftwirkungen erreichbar
• Stärke des Magnetfeldes regulierbar Tragkraft kann den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden.
• Elektromagnete können in gewünschter Größe und Stärke gebaut werden.
Der Elektromagnet
Wir erhalten einen Elektromagneten mit besonders großer Tragkraft, wenn wir auf den beiden Schenkeln eines U-
Kerns je eine Spule anbringen und die beiden Spulen so an eine Elektrizitätsquelle anschließen, dass sie in der
gleichen Richtung von Gleichstrom durchflossen werden. Dann entsteht an dem einen Schenkelende ein magnetischer Nordpol, am anderen ein Südpol.
Ein auf beiden Schenkelenden aufgelegtes Joch aus Weicheisen wird mit so großer Kraft angezogen, dass
daran sogar ein Körper mit großer Gewichtskraft angebracht werden kann.
Der Elektromagnet
Das Magnetfeld und damit die Tragkraft dieses Magneten ist besonders stark, weil die
magnetischen Feldlinien bzw. das Magnetfeld (fast)
vollständig im geschlossenen Weicheisen gebündelt werden kann.
So wird die bestmögliche Magnetisierung des Eisens
erreicht.
Der Elektromagnet
Anwendungsbeispiele?
Der Elektromagnet
Anwendungsbeispiele?
• Magnetkran (Schrott- und Lastenheber)
Der Elektromagnet
Anwendungsbeispiele?
Der Elektromagnet
Anwendungsbeispiele?
• Elektrische Klingel
Klingelschaltung:
Stromkreis geschlossen
Klingelschaltung:
Elektromagnet eingeschaltet
Stromkreis unterbrochen
Klingelschaltung:
Elektromagnet ausgeschaltet
Stromkreis geschlossen
Klingelschaltung:
Elektromagnet eingeschaltet
Stromkreis unterbrochen
Klingelschaltung:
Elektromagnet ausgeschaltet
Stromkreis geschlossen
Klingelschaltung:
Elektromagnet eingeschaltet
Klingelschaltung:
eingeschaltet
geschlossen wird angezogen
unterbrochen
ausgeschaltet
federt zurück
losgelassen/ geöffnet wird.
Klingelschaltung:
Der Elektromagnet
Anwendungsbeispiele?
• Relais (stromgeregelter Schalter)
Skizze einer Relais-Schaltung:
Steuer- strom- kreis
Arbeits- strom- kreis
Funktionsweise eines Relais
Ein Relais ist ein Schalter, der nicht von Hand, sondern mit Hilfe eines Elektromagneten betätigt wird.
Es besteht aus zwei getrennten Stromkreisen, dem Steuerstromkreis und dem Arbeitsstromkreis.
Funktionsweise eines Relais
Wird der Steuerstromkreis über einen Schalter geschlossen, dann zieht der Elektromagnet den Schalter im Arbeitskreis an und der zweite Stromkreis ist ebenfalls
geschlossen.
Wird der Schalter im Steuerstromkreis wieder geöffnet, lässt auch der Elektromagnet den anderen Schalter los und
der Arbeitsstromkreis ist unterbrochen.
Funktionsweise eines Relais
Ein Relais bietet somit die Möglichkeit, mit kleinen Spannungen Stromkreise mit hohen Spannungen und
Strömen zu steuern.
Anwendungen
In elektrischen Maschinen und Geräten, z.B. als Schutzrelais zum Abschalten bei falschen Betriebswerten.
Auch: Sicherungsautomaten in Haushalten statt Schmelzsicherungen, die den Stromkreis unterbrechen,
wenn die Stromstärke zu hoch ist (z.B. bei einem Kurzschluss).
Früher: Möglichkeit, Stromkreise über lange Stecken intakt zu halten, z.B. Bahnsignale (Problem: Kilometerweite
Entfernung zwischen Bahnhöfen, sodass im Stromkreis nur ein so geringer Strom floss, der nicht ausreichend war).
Möglichkeit, hohe Ströme zu schalten ohne Gefahr, z.B. beim Auto (hohe Stromstärke für Anlasser!), da keine elektrische Verbindung zwischen den Stromkreisen
besteht.
Der Elektromagnet
Anwendungsbeispiele:
• Magnetkran (Schrott- und Lastenheber)
• Elektrische Klingel
• Relais-Schaltung (stromgergelter Schalter)