Co to jest elektromagnes prądu zmiennego?
Elektrozawór prądu przemiennego jest elektromagnetycznym urządzeniem przełączającym lub uruchamiającym zaprojektowanym specjalnie do działania z zasilaczem prądu przemiennego. Te elektromagnesy są pod wieloma względami fizycznie podobne do ich odpowiedników prądu stałego (DC), z wyjątkiem wyższych wartości znamionowych prądu cewki głównej i włączenia cewki zacieniającej. Wyższe wartości znamionowe cewek elektromagnesu prądu przemiennego są konieczne ze względu na fakt, że dla dowolnego danego napięcia cewki prądu przemiennego mają tendencję do działania przy wyższych prądach. Cewka zacieniająca służy do zapobiegania „drganiom” spowodowanym przez punkt zerowy napięcia w cyklu prądu przemiennego.
Elektromagnesy są prostymi urządzeniami elektromagnetycznymi stosowanymi do zasilania zdalnego przełączania lub uruchamiania mechanizmów wtórnych i składają się z cewki drutowej owiniętej wokół izolowanego pustego rdzenia. Sprężynowy tłok jest umieszczony z jednym końcem blisko otworu rdzenia i połączony z mechanizmem wtórnym za pomocą łącznika na drugim końcu. Kiedy cewka jest zasilana odpowiednim prądem elektrycznym, wokół niej wytwarzane jest silne pole magnetyczne. Ta siła magnetyczna przyciąga tłok, powodując jego elegancki ruch do rdzenia wbrew napięciu sprężyny, uruchamiając mechanizm wtórny w tym procesie. Gdy prąd zostanie odcięty do cewki, sprężyna pociąga tłok z powrotem do położenia neutralnego i resetuje elektromagnes.
Pole magnetyczne, które dostarcza siłę wymaganą do zapewnienia ruchu uruchamiającego, jest w fazie z prądem przyłożonym do cewki. Oznacza to, że istnieje on w bezpośrednim związku z tym prądem, a jeśli prąd zmniejsza się, to również siła pola, a w konsekwencji siła wyjściowa elektromagnesu. W przypadku elektromagnesu prądu stałego zjawisko to nie stanowi problemu, ponieważ prąd dostarczany do cewki ma stałą wielkość. Tego samego nie można powiedzieć o elektromagnesie prądu przemiennego, ponieważ prąd stale zmienia się między szczytowym napięciem dodatnim, a napięciem zerowym do szczytowego napięcia ujemnego. Cykl ten zachodzi między 50 a 60 razy na sekundę przy średnim zasilaniu prądem przemiennym.
Kiedy napięcie zbliża się do punktu zerowego, siła magnetyczna staje się tak słaba, że sprężyna tłoka wyciąga ją na chwilę z rdzenia, aż napięcie ponownie wzrośnie powyżej punktu zerowego w kierunku przeciwnej wartości szczytowej. Powoduje to, że tłok ciągle się odbija lub „trzeszczy”, gdy jest alternatywnie zwalniany i ponownie włączany. Może to spowodować nadmierne zużycie i przegrzanie elektromagnesu, a jeśli pozostanie kontynuowane, może doprowadzić do ostatecznego zniszczenia elektromagnesu. Aby uniknąć tego drgania, w cewce AC zastosowano dodatkową cewkę zwaną cewką zacieniającą.
Cewka ta wytwarza pole magnetyczne, które jest o 90 stopni poza fazą i nieco słabsze niż cewka główna. To pole jest wystarczająco silne, aby utrzymać tłok w miejscu, ponieważ główne pole słabnie w pobliżu punktu zerowego napięcia, zapobiegając w ten sposób drganiom. Oznacza to, że odpowiednio dobrany elektromagnes prądu przemiennego może być stosowany do zasilania prądem stałym, ale nie na odwrót. Należy jednak zachować ostrożność przy wymianie elektromagnesów prądu przemiennego i stałego, ponieważ cewka elektromagnesu prądu przemiennego jest ogólnie oceniana przy wyższym prądzie niż cewka prądu stałego o podobnym napięciu, aby poradzić sobie z typowo wyższymi prądami prądu przemiennego.