Приборы электромагнитной системы

Электромагнитные приборы широко используются в автоматике и электротехнике. Рассмотрим одно из таких применений –электромагнитное реле. Оно предназначено для управления током большой мощности с помощью тока малой мощности.
Взгляните на рисунок бассейна. Для накачивания воды используется насос 1, двигатель 2 которого питается напряжением 220 В. Бассейн – это место с повышенной влажностью и, следовательно, с повышенной опасностью поражения током. Поэтому, согласно правилам техники безопасности, в таких местах не должно находиться электрооборудование с напряжением более 36 В. Рассмотрим, как электромагнитное реле помогает решить эту проблему.

Выключатель 3, которым запускается двигатель насоса, расположен рядом с бассейном 4. Сам насос и электродвигатель находятся за стеной в отдельной комнате 5. Реле 6 расположено над электродвигателем. Источник тока 7 подаёт на обмотку реле напряжение 36 В. При замыкании этой цепи электромагнит 8 притягивает стальную пластину 9. Замыкая контакты 10, реле включает электродвигатель. Если же выключатель разомкнуть, то сердечник электромагнита размагнитится, и пружина 11 оттянет стальную пластину от контактов. Цепь разомкнётся, и двигатель насоса выключится.
Немного сложнее, чем электромагнитное реле, устроен электромагнитный звонок, который можно встретить в шумных помещениях, например на станциях метро или железной дороги.

Ток, начиная свой путь, например, от верхнего провода 1, проходит по верхней металлической пластине 2 через контакт 3 по нижней металлической пластине 4 с молоточком на конце. Проходя через обмотку электромагнита 5, ток вызывает притяжение нижней металлической пластины к сердечнику 6, и происходит удар молоточка 7 по чаше звонка 8. Притянувшись, пластина 4 размыкает контакт 3, ток прекращается. и молоточек вновь поднимается. Это повторяется много раз.
Как видите, электромагнитный звонок автоматически регулирует поступление тока, делая его прерывистым. Частота прерывания зависит от мощности электромагнита, упругости притягивающейся к нему пластины и массы молоточка на ней. В зависимости от этих причин звонок будет издавать высокий (например, как летящая пчела) или низкий (например, как летящий шмель) звук, даже если звонок подключён к источнику постоянного тока.
Рассмотрим теперь динамический громкоговоритель (динамик), который издаёт высокий или низкий звук в зависимости от меняющегося тока. Динамик для этого и предназначен: превращать меняющийся ток в звук. Внешний вид динамика вы видите на правой части рисунка, а устройство – на левой.

Основные детали динамика – проволочная катушка 1, постоянный магнит в виде опоясывающего сердечника 2, соединённый с катушкой тонкостенный рупор-диффузор 3, корпус динамика 4.
Изменяющийся ток, протекая по проволоке на катушке, создаёт в ней изменяющееся магнитное поле. В результате катушка то слабее, то сильнее втягивается внутрь опоясывающего сердечника или, наоборот, выталкивается из него. Другими словами, катушка колеблется внутри сердечника, вызывает колебания прикреплённого к ней рупора-диффузора, и он издаёт звук.

Динамик можно использовать и «наоборот» – для превращения звука в меняющийся электрический ток. В таком случае динамик выступает в роли динамического микрофона. Произнося перед ним звуки, мы заставляем колебаться его мембрану, соединённую с проволочной катушкой внутри опоясывающего сердечника-магнита. По причине электромагнитной индукции (см. § 10-ж) в катушке возникает меняющийся ток, который передают по проводам в нужное место.