Номер 4, страница 214 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

4. Какое применение получили электромагниты?

Электромагнит — это устройство, создающее магнитное поле при прохождении через него электрического тока. Главное преимущество электромагнитов перед постоянными магнитами заключается в том, что их магнитное поле можно легко контролировать: включать и выключать, изменять полярность и регулировать его силу, изменяя величину тока в обмотке. Благодаря этой управляемости электромагниты нашли широчайшее применение в самых различных областях науки и техники.

Промышленность

• Грузоподъемные электромагниты: Используются на кранах для подъема и перемещения тяжелых ферромагнитных грузов (стальной лом, чушки, листовая сталь). При подаче тока магнит притягивает груз, при отключении — отпускает.
• Магнитные сепараторы: Применяются для отделения ферромагнитных материалов от немагнитных. Например, в горнодобывающей промышленности для обогащения железной руды или на мусороперерабатывающих заводах для извлечения металлолома из общей массы отходов.

Техника и электроника

• Электромагнитные реле: Это переключатели, управляемые электромагнитом. Небольшой ток в обмотке создает магнитное поле, которое замыкает или размыкает контакты в другой, более мощной электрической цепи, обеспечивая гальваническую развязку.
• Электродвигатели и генераторы: Работа абсолютного большинства электродвигателей и генераторов основана на взаимодействии магнитных полей, создаваемых электромагнитами (статором и/или ротором).
• Динамики и наушники: Электромагнит (звуковая катушка), соединенный с диффузором, колеблется в поле постоянного магнита под действием переменного тока звуковой частоты, создавая звуковые волны.
• Записывающие головки: В жестких дисках (HDD) и магнитофонах миниатюрный электромагнит намагничивает участки носителя (диска или ленты) для записи информации.
• Соленоидные клапаны: Используются для автоматического управления потоками жидкостей и газов в различных системах, от бытовых стиральных машин до сложных промышленных автоматов.

Транспорт

• Поезда на магнитной левитации (Маглев): Мощные бортовые и путевые электромагниты используются для левитации (подъема) поезда над рельсами и для его разгона, что позволяет достигать очень высоких скоростей за счет устранения трения.
• Электромагнитные тормоза: Создают тормозящее усилие без физического контакта и износа деталей за счет наведения вихревых токов в металлическом диске (тормоза Фуко).

Медицина

• Магнитно-резонансная томография (МРТ): В аппаратах МРТ используются сверхпроводящие электромагниты для создания чрезвычайно сильного и однородного магнитного поля, которое необходимо для получения послойных изображений внутренних органов и тканей человека.
• Хирургия и офтальмология: Специальные электромагниты применяются для точного извлечения из тела пациента мелких металлических осколков.

Научные исследования

• Ускорители заряженных частиц: В коллайдерах (например, в Большом адронном коллайдере) тысячи мощных сверхпроводящих электромагнитов используются для отклонения и фокусировки пучков частиц, удерживая их на заданной траектории.
• Установки для удержания плазмы: В исследованиях по управляемому термоядерному синтезу (например, в токамаках) электромагниты создают сложную конфигурацию магнитного поля ("магнитную ловушку") для удержания высокотемпературной плазмы.

Бытовое применение

• Электрические звонки и замки: В классическом дверном звонке электромагнит заставляет молоточек вибрировать и ударять по чаше. Электромагнитные замки надежно удерживают дверь в закрытом состоянии, пока на них подается напряжение.
• Автоматические выключатели: Электромагнитный расцепитель в бытовом "автомате" обеспечивает мгновенное размыкание цепи при коротком замыкании, защищая электропроводку от повреждения.

Ответ: Электромагниты получили широкое применение благодаря своей способности создавать управляемое магнитное поле, силу и полярность которого можно изменять. Они являются ключевыми элементами в промышленности (грузоподъемные краны, сепараторы), технике (реле, двигатели, динамики, запоминающие устройства), на транспорте (поезда на магнитной левитации), в медицине (аппараты МРТ), в передовых научных исследованиях (ускорители частиц, термоядерные реакторы) и в бытовых приборах (звонки, замки, защитные автоматы).