电磁铁的工作原理与典型结构

电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。它是将电能转换为机械能的一种电磁元件。它广泛应用在自动控制的机械传动系统，可以单独作为一类电器，如牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁等，也可作为开关电器的一种部件，如接触器、继电器的电磁系统，断路器的电磁脱扣器等。

电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成，铁心和衔铁一般用软磁材料制成。铁心一般是静止的，线圈总是装在铁心上。开关电器的电磁铁的衔铁上还装有弹簧。

电磁铁的结构形式很多。按磁路系统形式可分为拍合式、盘式、E形和螺管式。按衔铁运动方式可分为转动式和直动式。结构形式不同，电磁铁的工作特性不同，适用的场合也不同。

当电磁铁的线圈未通电时，衔铁在弹簧的作用下，与铁心之间保持一个比较大的气隙，这时衔铁处于释放位置状态。当线圈通电后，在线圈磁通势的作用下，建立磁场，产生磁通，其中绝大部分磁通通过铁心和衔铁形成的闭合回路。这时铁心和衔铁被磁化，称为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动，同时，可以通过衔铁来带动其他机械装置或部件，完成预期的自动化动作。当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。这就是电磁铁的基本工作原理。

电磁铁的种类很多，按其线圈电流的性质可分为支流电磁铁和交流电磁铁。直流电磁铁正常工作时，线圈中通过的是直流电，在稳定状态下铁心中的磁通是恒定的，铁心中没有磁滞和涡流损耗，铁心中部产生热量。直流电磁铁的铁心和衔铁由整块软钢或电工纯铁制成。交流电磁铁正常工作时，线圈中通过的是交流电，铁心中的磁通是交变的，交变的磁通在铁心中将会产生磁滞和涡流损耗，使铁心中产生热量。为了减少铁损，铁心和衔铁采用硅钢片叠成。

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