Почему магнитный провод необходимо изолировать?

Это правда, что только объем и мощность, подаваемая на обмотку, имеют значение для магнитного поля в электромагнитах и ​​двигателях. Следовательно, у вас может быть одновитковая обмотка.

К сожалению, для одного витка (как правило) требуется очень большой ток и очень низкое напряжение. Это верно для масштабов, в которых мы обычно работаем, и значений, которые имеют физические константы.

Практические электромагниты используют относительно дешевый прием для увеличения напряжения и уменьшения тока, разделяя короткую толстую проволоку одного витка на длинную тонкую проволоку, намотанную несколько раз. Поскольку каждый виток имеет разное напряжение, их необходимо изолировать друг от друга.

Огромным преимуществом тонкого провода в обмотке является то, что соединительные провода могут иметь разумную толщину и при этом иметь гораздо меньшее сопротивление, чем рабочая обмотка.

Недостатком этого трюка является то, что круглый провод не заполняет 100% доступной площади, а изоляция также занимает некоторое пространство, поэтому мы теряем часть площади меди по сравнению с одним витком. Однако этот трюк настолько дешев и полезен, что эта неэффективность площади является небольшой платой за преимущества почти для всех применений (в некоторых очень больших машинах для обмотки используется проволока или стержень квадратного сечения, чтобы улучшить плотность упаковки) .

Почему я не могу использовать один большой провод или провод с резьбой на двигателе?

С этим проблем нет — проверьте ротор большинства асинхронных двигателей:

На алюминиевой (беличьей) клетке нет изоляции, и это, по сути, один короткозамкнутый виток.

Что такого в наличии нескольких катушек, которые включают магнитное поле?

Магнитное поле создается током И витками, поэтому вы можете обменивать витки на ток и наоборот. Однако, если вы заинтересованы в создании катушки индуктивности с определенными характеристиками, вам необходимо спроектировать ее, используя несколько витков, чтобы оптимизировать индуктивность для предполагаемой схемы, учитывая, что будут ограничения на доступность материалов магнитного сердечника.

Причина, по которой вам нужно, чтобы он был изолирован, заключается в том, чтобы ток проходил по каждой петле, когда вы его наматываете. Если бы это было не так, он мог бы просто пойти «прямо». У вас действительно может быть один большой провод, но вам потребуется больший ток для получения тех же результатов.

Именно это и дает число витков N во всех формулах магнитного поля. На самом деле это позволяет вам иметь кратные значения тока в заданном пространстве.

Вы можете сделать это с помощью одного цикла, и я видел, как это делается. Однако провода огромны и должны быть изготовлены особым образом. Например, провод (больше: шина) выдавливается в виде клина в поперечном сечении, а затем скручивается по спирали, чтобы получить прямоугольное поперечное сечение.

Но течение будет массовым. Если ваш вход не обеспечивает такой ток, он не будет работать.

Магнитная сила равна амперам на количество витков. Вы должны тщательно откалибровать количество витков и размер провода, чтобы они соответствовали способности вашей схемы управлять им. Выполнение этого за один виток потребовало бы довольно сильного сопротивления, чтобы получить очень низкое напряжение и очень высокий ток.