Elektromagnesy to rodzaj magnesów działających na prąd – pole magnetyczne powstaje tylko wówczas, gdy przez cewkę płynie prąd. W praktyce budowa elektromagnesu jest prosta: zwykle składa się z rdzenia ferromagnetycznego (np. żelaznego słupka) owiniętego przewodem (uzwojeniem). Po podłączeniu napięcia (np. 12 V DC) do cewki – w rdzeniu generuje się silne pole magnetyczne. Kiedy prąd przestaje płynąć, pole zanika (w przeciwieństwie do magnesu stałego, który zawsze ma pole). Zaletą elektromagnesu jest możliwość szybkiego włączania/wyłączania pola oraz regulacji jego siły przez zmianę prądu.

Zastosowania elektromagnesów

• Zamki elektromagnetyczne: Najbardziej znane zastosowanie to drzwi elektromagnetyczne w systemach kontroli dostępu. Elektromagnes przyciąga metalową płytkę na drzwi, zamykając je, a zanegatywowanie cewki (odcięcie prądu) zwalnia drzwi. W ofercie jest m.in. "Elektrozamek z wysuwanym bolcem 12 V".

• Projekty DIY i robotyka: Elektromagnesy ciągnące (suwnicowe) mogą przenosić metalowe przedmioty. Hobbyści wykorzystują małe elektromagnesy do budowy chwytaków, dźwigów modelarskich czy odłączników. Przykładem jest elektromagnes ciągnący 12 V 2 kg (kod JF-0826B) używany w małych robotach czy modelach samochodów do przyciągania metalowych drobin.

• Czujniki i przekaźniki: W niektórych projektach elektromagnesy służą jako elementy wykonawcze w czujnikach zbliżeniowych (przyciąganie rdzenia do czujnika) lub w sytuacjach, gdzie potrzebna jest wysoka precyzja ruchu mechanicznego.

• Magnesy do eksperymentów: Elektromagnesy można wykorzystać do doświadczeń fizycznych związanych z magnetyzmem, zbudowania prostego silnika czy pomiaru prądu (jako amperomierz) w amatorskich warunkach.

Typy elektrozamków i trzymających elektromagnesów

• Elektromagnesy ciągnące (elektromagnesy suwnicowe): Mają otwartą końcówkę i przyciągają metalowe przedmioty na końcu cewki. Ich siła jest często podawana w kilogramach lub niutonach (1 kg ≈ 9,8 N). W ofercie: elektromagnes ciągnący 0,5 kg (5 N) do 30 kg (300 N).

• Elektromagnesy trzymające (mocujące): Oparte na płaskim rdzeniu, przyciągają metaliczny element do całej powierzchni. Wykorzystywane w zamkach do drzwi czy do mocowania elementów. Elektroweb ma modele 3 kg, 30 kg itp.

• Elektrozamki: Specjalny rodzaj zamka, gdzie elektromagnes jest osadzony w obudowie i wysuwa bolec przy zasileniu (jak w prezentowanym elektrozamku 12 V). Służy do blokowania drzwi/klap.

Parametry elektromagnesów

• Napięcie i prąd: Zwykle spotykane są modele 12 V DC i 24 V DC. Warto sprawdzić pobór prądu (w amperach), bo moc (V×A) wpływa na nagrzewanie. Elektromagnes 12 V o ciągu 2 kg może pobierać kilkaset miliamperów, większe nawet kilka amperów.

• Siła przyciągania: Określana w kilogramach (kgf) lub niutonach (N). Elektromagnes deklarowany na 10 kg może podnieść metal o masie ok. 10 kg (przy idealnych warunkach).

• Obudowa: Elektromagnesy mają różną obudowę – od małych walcowych bez dodatkowych zabezpieczeń, po duże obudowy z radiatorem (przy stałym zasilaniu mocno się nagrzewają). Niektóre zawory z dużą powierzchnią montażową muszą być porządnie przykręcone do płaszczyzny, by przenosić dużą siłę.

• Cykl pracy: Większość elektromagnesów jest przystosowana do pracy ciągłej, ale przy dużych prądach może się mocno grzać. W praktyce dla niewielkich sił (kilka kg) często można zasilać ciągle, ale zawsze warto robić przerwy przy intensywnej pracy.

Przykłady produktów:

• Elektromagnes ciągnący 12 V 0,5 kg (5 N) – model JF-0530B  – mały elektromagnes do lekkich zastosowań, np. hobby, modelarstwo. W przypadku 12 V zasilany przez sterownik Arduino może służyć jako mini chwytak.

• Elektromagnes ciągnący 12 V 2 kg (20 N) – model JF-0826B – mocniejszy, często stosowany w zabawkach (np. dźwigkach magnetycznych) i w domowych eksperymentach z magnetyzmem.

• Elektromagnes trzymający okrągły 12 V 3 kg – P20/15 – popularny kształt walcowy, moc 3 kg, używany np. w przytrzymywaniu lekkich drzwi lub paneli metalowych.

• Elektromagnes trzymający okrągły 12 V 30 kg – P40/20 – bardzo silny elektromagnes w metalowej obudowie, o sile trzymania 30 kg. Wykorzystywany w solidnych zamkach do drzwi czy przy ciężkich pracach solenoidalnych.

FAQ – najczęściej zadawane pytania

1. Czym różni się elektromagnes od magnesu stałego?
Elektromagnes wymaga zasilania prądem, aby wytworzyć pole magnetyczne – po odłączeniu prądu traci magnetyzm. Dzięki temu możesz go włączać i wyłączać. Magnes stały (np. neodymowy) ma pole zawsze i nie wymaga zasilania. Elektromagnes pozwala na sterowalność pola (np. w bramce logicznej 0/1) i regulację siły (zmiana natężenia prądu).

2. Jakiego napięcia użyć do elektromagnesu – 12 V czy 24 V?
To zależy od potrzeb projektu. Elektromagnesy 12 V są łatwe do zasilania z popularnych przetwornic, banków powerbank czy akumulatorów. Elektromagnes 24 V wymaga nieco innego źródła, ale ma zwykle niższy prąd przy tej samej mocy. Jeśli używasz Arduino z zasilaniem 12 V lub prostego zasilacza, wygodniej sięgnąć po 12 V. Dla projektu korzystającego z szyny 24 V (np. w automatyce przemysłowej) lepiej wybrać wersję 24 V. Elektroweb oferuje oba rodzaje.

3. Czy elektromagnes można zasilać ze sterownika Arduino?
Arduino samym wyjściem nie dostarczy prądu do elektromagnesu (potrzebny jest odpowiedni sterownik). Należy użyć tranzystora MOSFET lub przekaźnika, który wysteruje zasilanie 12 V/24 V. W praktyce tworzymy układ: Arduino → MOSFET → elektromagnes. Dzięki temu kontrolujemy prąd przez cewkę. Ważne jest dodanie diody zabezpieczającej (flyback) równolegle do cewki, aby chronić elektronikę przed przepięciami przy rozłączeniu prądu.

4. Jak dobrać siłę elektromagnesu?
Zastanów się, jak ciężki przedmiot chcesz podnieść (w przybliżeniu 1 kg = 10 N). Elektromagnes o przyciąganiu 2 kg utrzyma metalowy element o wadze ~2 kg (w idealnych warunkach). W ofercie Elektroweb.pl są elektromagnesy od 0,5 kg (4,9 N) do 30 kg (300 N). Wybierz taki, który znacznie przewyższa potrzebną siłę (zapas bezpieczeństwa). Pamiętaj również, że siła maleje wraz ze wzrostem odległości od magnesu (im ciaśniej metalowy element styka się z cewką, tym większa siła przyciągania).

5. Do czego można wykorzystać elektrozamki 12 V?
Elektrozamki (z elektrycznym bolcem) idealnie nadają się do systemów kontroli dostępu (zamki do drzwi, szafy serwerowe, skrzynki pocztowe). Pod wpływem napięcia bolce wysuwają się lub chowają. W projektach DIY można użyć elektrozamka do zabezpieczenia otwieranej drzwiczki w obudowie (po podaniu sygnału z Arduino drzwi się odblokowują). Model "Elektrozamek 12 V " sprawdzi się w takich rozwiązaniach.

6. Czy elektromagnes można zostawić włączony na stałe?
Większość małych elektromagnesów jest zaprojektowana do pracy ciągłej, ale przy większym prądzie nagrzewa się. Elektromagnes 12 V 2 kg pobierający np. 0,5 A może pracować godzinami bez przegrzania. Przy mocniejszych modelach (kilka amperów) warto dać przerwy lub stosować chłodzenie (radiator na obudowę, bo cewka nagrzewa). W razie intensywnego użycia zwróć uwagę na temperaturę magnesu i ewentualnie używaj mniejszego wypełnienia czasu pracy (np. 10 s włączony, 20 s przerwy).

7. Elektromagnes czy magnes neodymowy – który wybrać?
Magnesy neodymowe są „zawsze włączone” i bardzo silne, ale nie można wyłączyć pola. Elektromagnes daje sterowalność: włączasz go tylko wtedy, gdy potrzebujesz magnetyzmu. Jeżeli potrzebujesz przyciągać i puszczać metalowe elementy na żądanie (np. w dźwigu czy zamku do drzwi), lepszy będzie elektromagnes. Jeśli zaś potrzebujesz tylko stałej siły trzymania bez kontroli (np. mocne połączenie elementów konstrukcji), magnes neodymowy może być prostszym rozwiązaniem.

8. Jakie ciekawe projekty można zrealizować z elektromagnesami?

• Magnetyczny chwytak Robota: Elektrycznie sterowany uchwyt do podnoszenia metalowych przedmiotów.

• Mini elektryczna suwnica: Zbudowana z Arduino, silniczków i elektromagnesu ciągnącego – do podnoszenia przedmiotów.

• Drzwi z kontrolą dostępu: Prostokątna płytka przytwierdzona do drzwi i elektrozamek – drzwiczki otwierane zdalnie.

• Eksperyment fizyczny: Demonstracje magnetyzmu (głównie w edukacji) – np. badanie siły z zależności od prądu.