ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ અને તેમની એપ્લિકેશનો

વિદ્યુતચુંબક વિદ્યુત પ્રવાહ સાથે સ્ટ્રીમ થયેલ કોઇલનો ઉપયોગ કરીને ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. આ ક્ષેત્રને વિસ્તૃત કરવા અને ચોક્કસ માર્ગ સાથે ચુંબકીય પ્રવાહને દિશામાન કરવા માટે, મોટાભાગના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં હળવા ચુંબકીય સ્ટીલથી બનેલા ચુંબકીય સર્કિટ હોય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની એપ્લિકેશન

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ એટલા વ્યાપક બની ગયા છે કે ટેક્નોલોજીના ક્ષેત્રને નામ આપવું મુશ્કેલ છે જ્યાં તેનો ઉપયોગ એક અથવા બીજા સ્વરૂપે થાય છે. તેઓ ઘણા ઘરગથ્થુ ઉપકરણોમાં જોવા મળે છે - ઇલેક્ટ્રિક શેવર્સ, ટેપ રેકોર્ડર, ટેલિવિઝન વગેરે. કોમ્યુનિકેશન ટેક્નોલોજી ઉપકરણો - ટેલિફોની, ટેલિગ્રાફી અને રેડિયો - તેમના ઉપયોગ વિના અકલ્પ્ય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ એ ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનો, ઘણા ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન ઉપકરણો, વિવિધ વિદ્યુત સ્થાપનો માટે નિયંત્રણ અને સુરક્ષા સાધનોનો અભિન્ન ભાગ છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના ઉપયોગનું વિકાસશીલ ક્ષેત્ર તબીબી સાધનો છે. છેલ્લે, વિશાળ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ સિંક્રોફાસોટ્રોનમાં પ્રાથમિક કણોને વેગ આપવા માટે થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનું વજન એક ગ્રામના અપૂર્ણાંકથી સેંકડો ટન સુધી બદલાય છે, અને તેમની કામગીરી દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતી વિદ્યુત ઊર્જા મિલીવોટથી હજારો કિલોવોટ સુધી બદલાય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના ઉપયોગનું એક વિશેષ ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક મિકેનિઝમ્સ છે. તેમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ કાર્યકારી તત્વની આવશ્યક અનુવાદાત્મક હિલચાલ કરવા માટે ડ્રાઇવ તરીકે થાય છે, કાં તો તેને મર્યાદિત કોણ દ્વારા ફેરવવા અથવા હોલ્ડિંગ ફોર્સ બનાવવા માટે.

આવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનું ઉદાહરણ ટ્રેક્શન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ છે, જે ચોક્કસ કાર્યકારી સંસ્થાઓને ખસેડતી વખતે ચોક્કસ કાર્ય કરવા માટે રચાયેલ છે; ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તાળાઓ; ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્લચ અને બ્રેક્સ અને બ્રેક સોલેનોઇડ્સ; રિલે, કોન્ટેક્ટર્સ, સ્ટાર્ટર્સ, સર્કિટ બ્રેકર્સમાં સંપર્ક ઉપકરણોને સક્રિય કરતા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ; ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ લિફ્ટિંગ, વાઇબ્રેટિંગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ, વગેરે.

સંખ્યાબંધ ઉપકરણોમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ સાથે અથવા તેના બદલે, કાયમી ચુંબકનો ઉપયોગ થાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, મેટલ કટીંગ મશીનોની ચુંબકીય પ્લેટ, બ્રેક્સ, ચુંબકીય તાળાઓ, વગેરે).

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનું વર્ગીકરણ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ડિઝાઇનમાં ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે, જે તેમની લાક્ષણિકતાઓ અને પરિમાણોમાં ભિન્ન છે, તેથી વર્ગીકરણ તેમની કામગીરી દરમિયાન થતી પ્રક્રિયાઓના અભ્યાસની સુવિધા આપે છે.

ચુંબકીય પ્રવાહ બનાવવાની પદ્ધતિ અને અભિનય ચુંબકીય બળની પ્રકૃતિના આધારે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટને ત્રણ જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે: પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ સાથે તટસ્થ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ, પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ સાથે ધ્રુવીકૃત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ.

તટસ્થ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ

તટસ્થ ડીસી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં, કાયમી કોઇલ દ્વારા કાર્યકારી ચુંબકીય પ્રવાહ બનાવવામાં આવે છે.ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની ક્રિયા ફક્ત આ પ્રવાહની તીવ્રતા પર આધાર રાખે છે અને તેની દિશા અને તેથી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના કોઇલમાં વર્તમાનની દિશા પર આધારિત નથી. વર્તમાનની ગેરહાજરીમાં, આર્મેચર પર કામ કરતા ચુંબકીય પ્રવાહ અને આકર્ષણનું બળ વ્યવહારીક રીતે શૂન્ય છે.

પોલરાઇઝ્ડ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ

પોલરાઇઝ્ડ ડીસી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ બે સ્વતંત્ર ચુંબકીય પ્રવાહની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: (ધ્રુવીકરણ અને કાર્ય. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં ધ્રુવીકરણ ચુંબકીય પ્રવાહ કાયમી ચુંબકની મદદથી બનાવવામાં આવે છે. કેટલીકવાર આ હેતુ માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. કાર્યકારી પ્રવાહ ક્રિયા હેઠળ થાય છે. કાર્યકારી અથવા નિયંત્રણ કોઇલના ચુંબકીય બળનું. જો તેમાં કોઈ વર્તમાન ન હોય, તો ધ્રુવીકરણ ચુંબકીય પ્રવાહ દ્વારા બનાવેલ આકર્ષક બળ આર્મેચર પર કાર્ય કરે છે. ધ્રુવીકરણ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની ક્રિયા તેની તીવ્રતા અને દિશા બંને પર આધારિત છે. કાર્યકારી પ્રવાહ, એટલે કે, કાર્યકારી કોઇલમાં વર્તમાનની દિશા.

એસી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ

વૈકલ્પિક વર્તમાન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં, કોઇલ વૈકલ્પિક વર્તમાન સ્ત્રોત દ્વારા ઊર્જાયુક્ત થાય છે. કોઇલ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય પ્રવાહ કે જેના દ્વારા વૈકલ્પિક પ્રવાહ પસાર થાય છે તે સમયાંતરે તીવ્રતા અને દિશામાં બદલાય છે (વૈકલ્પિક ચુંબકીય પ્રવાહ), જેના પરિણામે આકર્ષણ સ્પંદનોનું વિદ્યુતચુંબકીય બળ સપ્લાયની આવર્તન કરતાં બમણી આવર્તન સાથે શૂન્યથી મહત્તમ સુધી પહોંચે છે. વર્તમાન

જો કે, ટ્રેક્શન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ્સ માટે, ચોક્કસ સ્તરથી નીચે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળને ઘટાડવું અસ્વીકાર્ય છે, કારણ કે આ આર્મેચર સ્પંદનો તરફ દોરી જાય છે, અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં સામાન્ય કામગીરીમાં સીધા વિક્ષેપ તરફ દોરી જાય છે.તેથી, વૈકલ્પિક ચુંબકીય પ્રવાહ સાથે ચાલતા ટ્રેક્શન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં, બળ લહેરિયાંની ઊંડાઈ ઘટાડવાના પગલાંનો આશરો લેવો જરૂરી છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ધ્રુવના ભાગને આવરી લેતી શિલ્ડિંગ કોઇલનો ઉપયોગ કરવા માટે).

સૂચિબદ્ધ જાતો ઉપરાંત, વર્તમાન-સુધારણા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ હાલમાં વ્યાપક છે, જે શક્તિની દ્રષ્ટિએ વૈકલ્પિક વર્તમાન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટને આભારી હોઈ શકે છે અને તેમની લાક્ષણિકતાઓના સંદર્ભમાં સીધા વર્તમાન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની નજીક છે. કારણ કે હજુ પણ તેમના કામની કેટલીક વિશિષ્ટ વિશેષતાઓ છે.

વિન્ડિંગ જે રીતે ચાલુ છે તેના આધારે, શ્રેણી અને સમાંતર વિન્ડિંગ્સવાળા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ વચ્ચે તફાવત બનાવવામાં આવે છે.

આપેલ વર્તમાન પર કાર્યરત શ્રેણીના વિન્ડિંગ્સ મોટા વિભાગ પર નાની સંખ્યામાં વળાંક સાથે બનાવવામાં આવે છે. આવા કોઇલમાંથી પસાર થતો પ્રવાહ વ્યવહારીક રીતે તેના પરિમાણો પર આધાર રાખતો નથી, પરંતુ કોઇલ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલા ગ્રાહકોની લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

આપેલ વોલ્ટેજ પર કાર્યરત સમાંતર વિન્ડિંગ્સમાં, નિયમ તરીકે, ખૂબ મોટી સંખ્યામાં વળાંક હોય છે અને તે નાના ક્રોસ-સેક્શનવાળા વાયરથી બનેલા હોય છે.

કોઇલની પ્રકૃતિ દ્વારા, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટને લાંબા, સામયિક અને ટૂંકા ગાળાના મોડમાં કામ કરતા વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

ક્રિયાની ગતિના સંદર્ભમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ક્રિયાની સામાન્ય ગતિ, ઝડપી-અભિનય અને ધીમી-અભિનયના હોઈ શકે છે. આ વિભાજન કંઈક અંશે મનસ્વી છે અને તે મુખ્યત્વે સૂચવે છે કે શું કાર્યવાહીની જરૂરી ઝડપ હાંસલ કરવા માટે વિશેષ પગલાં લેવામાં આવ્યા છે.

ઉપરોક્ત તમામ લાક્ષણિકતાઓ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની ડિઝાઇન લાક્ષણિકતાઓ પર તેમની છાપ છોડી દે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ લિફ્ટિંગ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઉપકરણ

તે જ સમયે, વ્યવહારમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની તમામ વિવિધતા સાથે, તેઓ સમાન હેતુ સાથે મુખ્ય ભાગો ધરાવે છે. તેમાં ચુંબકીય કોઇલ સાથે કોઇલનો સમાવેશ થાય છે (ત્યાં અનેક કોઇલ અને અનેક કોઇલ હોઇ શકે છે), ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રી (યોક અને કોર) માંથી બનેલા ચુંબકીય સર્કિટનો નિશ્ચિત ભાગ અને ચુંબકીય સર્કિટ (આર્મચર) નો જંગમ ભાગ. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ચુંબકીય સર્કિટના સ્થિર ભાગમાં કેટલાક ભાગો (બેઝ, હાઉસિંગ, ફ્લેંજ્સ, વગેરે) નો સમાવેશ થાય છે. a)

આર્મેચર બાકીના ચુંબકીય સર્કિટથી હવાના અંતર દ્વારા અલગ પડે છે અને તે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો એક ભાગ છે, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળને સમજીને, તેને પ્રવર્તમાન મિકેનિઝમના અનુરૂપ ભાગોમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે.

ચુંબકીય સર્કિટના ગતિશીલ ભાગને સ્થિર એકથી અલગ કરતા હવાના અંતરની સંખ્યા અને આકાર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની રચના પર આધાર રાખે છે. હવાના અંતરાલ જ્યાં ઉપયોગી બળ બને છે તેને કામદારો કહેવામાં આવે છે; એર ગેપ્સ જ્યાં એન્કરની સંભવિત ગતિની દિશામાં કોઈ બળ નથી તે પરોપજીવી છે.

ચુંબકીય સર્કિટના ગતિશીલ અથવા સ્થિર ભાગની સપાટીઓ જે કાર્યકારી હવાના અંતરને મર્યાદિત કરે છે તેને ધ્રુવો કહેવામાં આવે છે.

બાકીના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની તુલનામાં આર્મેચરના સ્થાનના આધારે, બાહ્ય આકર્ષક આર્મેચર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ, રિટ્રેક્ટેબલ આર્મેચર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ અને બાહ્ય ટ્રાન્સવર્સલી મૂવિંગ આર્મેચર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ વચ્ચે તફાવત બનાવવામાં આવે છે.

બાહ્ય આકર્ષક આર્મેચરવાળા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની લાક્ષણિકતા એ કોઇલની તુલનામાં આર્મેચરનું બાહ્ય સ્થાન છે. આ મુખ્યત્વે આર્મેચરથી કોરના છેડા તરફ જતા કામના પ્રવાહથી પ્રભાવિત થાય છે.આર્મેચરની હિલચાલ રોટેશનલ (ઉદાહરણ તરીકે, વાલ્વ સોલેનોઇડ) અથવા ટ્રાન્સલેશનલ હોઈ શકે છે. આવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં લિકેજ કરંટ (વર્કિંગ ગેપ ઉપરાંત બંધ) વ્યવહારીક રીતે ટ્રેક્શન ફોર્સ બનાવતા નથી, અને તેથી તે ઘટાડવાનું વલણ ધરાવે છે. આ જૂથના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ્સ ખૂબ મોટી શક્તિ વિકસાવી શકે છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં નાના આર્મેચર સ્ટ્રોક સાથે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

રિટ્રેક્ટેબલ આર્મેચર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનું એક વિશિષ્ટ લક્ષણ એ છે કે કોઇલની અંદર તેની પ્રારંભિક સ્થિતિમાં આર્મેચરનું આંશિક પ્લેસમેન્ટ અને ઓપરેશન દરમિયાન કોઇલમાં તેની આગળની હિલચાલ. આવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાંથી લિકેજ ફ્લક્સ, ખાસ કરીને મોટા હવાના અંતર સાથે, ચોક્કસ ખેંચવાની શક્તિ બનાવે છે, જેના પરિણામે તે ઉપયોગી છે, ખાસ કરીને પ્રમાણમાં મોટા આર્મેચર સ્ટ્રોક માટે. આવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ સ્ટોપ સાથે અથવા તેના વગર બનાવી શકાય છે, અને કાર્યકારી ગેપ બનાવતી સપાટીઓનો આકાર કઈ ટ્રેક્શન લાક્ષણિકતા મેળવવાની છે તેના આધારે અલગ હોઈ શકે છે.

સૌથી સામાન્ય છે સપાટ અને કાપેલા શંકુ ધ્રુવો સાથેના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ, તેમજ લિમિટર વગરના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ. આર્મચર માટે માર્ગદર્શિકા તરીકે, બિન-ચુંબકીય સામગ્રીની નળીનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે, જે આર્મેચર અને ચુંબકીય સર્કિટના ઉપરના, સ્થિર ભાગ વચ્ચે પરોપજીવી અંતર બનાવે છે.

રિટ્રેક્ટેબલ આર્મચર સોલેનોઇડ્સ દળો વિકસાવી શકે છે અને ખૂબ જ વિશાળ શ્રેણીમાં અલગ અલગ આર્મેચર સ્ટ્રોક ધરાવે છે, જેનાથી તેનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

બાહ્ય ટ્રાંસવર્સલી મૂવિંગ આર્મેચર આર્મેચર સાથેના V ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ચોક્કસ મર્યાદિત કોણ દ્વારા ફરતા બળની ચુંબકીય રેખાઓ દ્વારા ખસે છે.આવા વિદ્યુતચુંબક સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં નાના દળો વિકસાવે છે, પરંતુ ધ્રુવ અને આર્મેચર આકારોના યોગ્ય મેચિંગ દ્વારા, ટ્રેક્શન લાક્ષણિકતા અને વળતરના ઉચ્ચ ગુણાંકમાં ફેરફાર મેળવવા માટે પરવાનગી આપે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના ત્રણ સૂચિબદ્ધ જૂથોમાંના દરેકમાં, બદલામાં, કોઇલમાંથી વહેતા પ્રવાહની પ્રકૃતિ અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની ચોક્કસ લાક્ષણિકતાઓ અને પરિમાણોને સુનિશ્ચિત કરવાની જરૂરિયાત બંને સાથે સંબંધિત ડિઝાઇનની સંખ્યાબંધ વિવિધતાઓ છે.

આ પણ વાંચો: ચુંબકીય ક્ષેત્ર, સોલેનોઇડ્સ અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ વિશે