书城教材教辅激发青少年物理兴趣的故事(启发青少年的科学故事集)
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第84章 电磁铁

在第三节中我们已经知道,导线中的电流在导线周围的空间产生磁场。通过开、关电路,我们就可以控制磁场的有无。因此,利用电流制作磁体,可以得到一个可控磁场。

通电直导线产生的磁场,在导线的周围形成圆柱形状。如果将导线绕成一个圈,磁感线就在这个圈中变成二束。你可以通过铁屑看到这个现象。随着圈数的增加,磁场的强度也增大。把导线圈数增加一倍,导线圈中磁感线的条数就增加一倍。

要是把通电导线绕成一个线圈,那么线圈中心的磁场就增强,线圈的两端相当于条形磁体的两个磁极。一个有许多匝数的通电线圈叫做通电螺线管(solelloid)。通电螺线管产生的磁场可以通过控制电流的通和断来打开和关闭,而且通电螺线管的南北极随着电流方向的改变而改变。

如果在螺线管中插入铁芯,通电螺线管产生的磁场将大大增强。我们已经知道,把铁芯放入螺线管产生的磁场中,铁芯将被磁化成磁铁。一个有铁芯的螺线管叫做电磁铁(electromagnet)非永久性磁场是由导线中的电流和磁化了的铁芯共同产生的。这样的合磁场比仅由电流单独产生的磁场要强数百倍,甚至数千倍。电磁铁是一种可以开关的强磁体。

电磁铁非常适合于用来提举笨重的废钢铁。你见过层层叠叠堆放的废旧小汽车吗?它们被压扁,切割成较小的钢铁碎片以后,就可以由起重机上强大的电磁铁吸起。闭合起重机开关,电磁铁通了电,便提起钢铁碎片。起重机把这些碎片搬到别的位置,再切断开关,碎片就从电磁铁上掉下。

增强电磁铁磁性的方法很多:可以增大螺线管中的电流,也可以增加螺线管中线圈的匝数,把螺线管的线圈绕得更紧密些,还可以用性能更强的铁磁性材料作铁芯。

当你用录音带、录像带、计算机磁盘或信用卡记录信息时,你会用到电磁铁。拿录音机的录音来说,当你对着话筒讲话时,声音的振动被转化成一种电流,它随着声音的变化而变化,并通过录音机录音磁头的电磁铁产生变化的磁场。

录音带是塑料做的,上面涂有一层薄薄的磁粉,录音磁头上电磁铁产生的磁场可以将磁粉磁化。当录音带经过电磁铁时,磁粉或多或少被电磁铁磁化,其磁化强度随磁场强度的变化而变化,磁带上磁性的分布图成了你声音的编码。当你放磁带时,记录的编码又被转换回你的声音。同样,电磁铁被用在录像带上记录图像和声音,用在计算机磁盘上记录各种各样的信息。