Elektromagnety jsou v průmyslových strojích, automatizaci, zabezpečovacích systémech i různých technických zařízeních. Jejich velkou výhodou je možnost magnetickou sílu podle potřeby zapnout, vypnout nebo ovládat. Jak elektromagnet funguje, na čem závisí jeho síla a proč někdy dává smysl použít elektromagnet s permanentním magnetem? Podívejte se a prozkoumejte silné elektromagnety.
Jak elektromagnet funguje?
Princip elektromagnetu je docela jednoduchý. Stačí, aby elektrický proud procházel cívkou z vodiče. Kolem vodiče tím vzniká magnetické pole a pokud cívku navinete kolem vhodného kovového jádra, magnetické pole se výrazně zesílí. Po přerušení elektrického proudu magnetické pole zaniká.
Možnost magnetické pole snadno ovládat představuje hlavní rozdíl oproti permanentnímu magnetu. Elektromagnet můžete aktivovat pouze ve chvíli, kdy potřebujete něco přitáhnout nebo přidržet. Po vypnutí napájení předmět uvolní.
Sílu elektromagnetu ovlivňuje několik parametrů. Význam má například počet závitů cívky, velikost elektrického proudu, konstrukce magnetického obvodu nebo materiál a tvar jádra. Důležitá je také vzduchová mezera mezi elektromagnetem a přitahovaným předmětem. I malá mezera může přídržnou sílu výrazně snížit.
Právě proto je dobré při výběru elektromagnetu sledovat jeho rozměry, ale i napájecí napětí, požadovanou přídržnou sílu a konkrétní způsob použití.
Přídržné elektromagnety: když potřebujete něco spolehlivě udržet
Jednou z nejčastějších podob elektromagnetu je přídržný elektromagnet. Jeho funkcí je vytvořit dostatečnou magnetickou sílu pro přidržení kovového předmětu, součásti nebo konstrukčního prvku. Po přivedení elektrického napětí se aktivuje a přitáhne feromagnetický protikus. Po odpojení napájení magnetická síla u běžného typu elektromagnetu zanikne a předmět se uvolní.
Díky jednoduchému ovládání jsou elektromagnety praktickým prvkem průmyslové automatizace. Elektromagnety mohou například přidržovat součást při obrábění, fixovat díl během výrobního procesu nebo zajistit určitou polohu mechanismu. Podle konkrétního typu se přídržná síla pohybuje od desítek až po tisíce newtonů.
Když má elektromagnet držet i bez napájení
Existuje však situace, kdy běžný elektromagnet nemusí být ideálním řešením. Co když potřebujete, aby předmět zůstal přidržený také při výpadku elektřiny? Právě pro takové případy existují přídržné elektromagnety s permanentním magnetem.
Uvnitř mají permanentní magnet, který vytváří přídržnou sílu bez nepřetržitého napájení. Elektrický proud se využívá pouze krátce k vytvoření opačného magnetického pole, které účinek permanentního magnetu potlačí a umožní předmět uvolnit. Elektromagnet tak nemusí být trvale připojený k napájení, což šetří energii a současně umožňuje bezpečné přidržení i při výpadku proudu.
Tento princip se hodí například pro manipulátory, robotická ramena, blokovací systémy nebo zařízení, u kterých je žádoucí, aby přidržení zůstalo zachované i bez elektrické energie. Napájení slouží pouze k odpojení magnetu a není určené k trvalému provozu.
Je lepší elektromagnet nebo permanentní magnet?
Na první pohled mohou elektromagnet a permanentní magnet plnit stejnou úlohu – přitáhnout nebo udržet kovový předmět. Zásadní rozdíl spočívá ve způsobu, jakým magnetickou sílu vytvářejí a jak ji lze ovládat.
Elektromagnet potřebuje ke své činnosti elektrickou energii. Jeho hlavní výhodou je možnost magnetickou sílu snadno ovládat. Po zapnutí začne působit, po vypnutí se uvolní. To se hodí všude tam, kde má magnet pracovat v pravidelných cyklech nebo reagovat na signál z řídicího systému.
Permanentní magnet naopak nepotřebuje žádné napájení. Magnetickou sílu vytváří trvale a nevyžaduje žádnou energii ani během dlouhodobého přidržování. Nevýhodou je menší možnost jejího ovládání.
Zajímavou kombinaci obou principů představují právě přídržné elektromagnety s permanentním magnetem. Spojují trvalou přídržnou sílu permanentního magnetu s možností elektrického uvolnění. Podívejte se na podrobnější srovnání obou principů v článku Elektromagnety vs. permanentní magnety.
Kde všude se elektromagnety využívají
Elektromagnety mají díky snadnému ovládání široké využití. Nejde přitom jen o velké průmyslové stroje. S různými podobami elektromagnetů se setkáte také v běžných elektrických zařízeních, automatizační technice nebo zabezpečovacích systémech.
V průmyslu mohou sloužit k přidržování a polohování součástí, například během obrábění, montáže nebo kontroly výrobků. V automatizovaných provozech mohou reagovat na pokyn řídicí jednotky a opakovaně provádět stejný pohyb či úkon.
Další oblastí využití je robotika a manipulační technika. Elektromagnet může uchopit kovový díl, přemístit jej pomocí robotického ramene na jiné místo a následně jej elektrickým impulzem uvolnit. Díky tomu se dá celý proces automatizovat a urychlit.
Kde elektromagnety bývají? Obsahují je relé, stykače, elektromagnetické ventily a solenoidy, reproduktory nebo elektromagnetické zámky a dveřní elektromagnety. V každém z těchto zařízení využívají stejný základní princip – elektrický proud vytváří magnetické pole, které následně vyvolá požadovaný mechanický účinek.
Široké možnosti použití jsou důvodem, proč dnes existují elektromagnety v mnoha velikostech, tvarech a provedeních. Od malých součástek uvnitř elektronických zařízení až po průmyslové elektromagnety s přídržnou silou v řádu tisíců newtonů.
Už nějaký elektromagnet používáte?
