Ещё один пример работающих магнитных зазоров — электромагнитное реле, упрощённо показанное на рисунке Р-49. Здесь стальная пластинка, именуемая якорем, находится на небольшом расстоянии от сердечника электромагнита и оттягивается от него пружиной. Как только в катушке L появляется ток, якорь намагничивается, притягивается к сердечнику, и контакты, закреплённые на якоре, замыкают или размыкают какую-либо электрическую цепь. С помощью реле можно слабым сигналом произвести переключения в мощных электрических цепях или одним сигналом производить большое число переключений.
И последний пример — электромагнит, позволяющий измерять силу тока в цепи. Небольшой стальной сердечник закреплён на двух пружинках и частично вставлен в катушку электромагнита. Когда в катушке появляется ток, сердечник намагничивается и постепенно втягивается в катушку, преодолевая сопротивление пружин. Чем больше ток, тем в большей мере сердечник преодолевает это сопротивление и втягивается в катушку всё глубже и глубже. К сердечнику прикреплена стрелка прибора, по её смещению можно определить, насколько сильный ток проходит по катушке, создавая магнитное поле. На этом принципе работают очень распространённые измерительные приборы электромагнитного типа — амперметры и вольтметры.
ВК-112. О работоспособности переменного тока (э.д.с., напряжения) нельзя судить по его амплитуде — основную часть периода ток меньше амплитудного. О реальных возможностях переменного напряжения (тока) говорит его эффективное значение — условное постоянное напряжение с такой же работоспособностью. Эффективное напряжение (ток) в электросети составляет примерно 0,7, или иначе 70 %, от амплитуды. На электроприборах всегда указывают необходимое им эффективное напряжение и ток.
Т-99. Странное поведение ферромагнитного сердечника становится причиной некоторых неприятностей и в то же время основой для замечательных изобретений. Попробуем провести мысленный эксперимент. Подключив катушку к источнику постоянной э.д.с. (Р-48), будем с помощью переменного сопротивления менять ток I в катушке, а вместе с ним и напряжённость магнитного поля Н. При этом будем следить за тем, как меняется созданное катушкой магнитное поле, а конкретно магнитная индукция В, в какой-то определённой точке. Существуют специальные приборы для измерения магнитной индукции, но в мысленном эксперименте можно воспользоваться и простейшим приспособлением — подвешенным на нитке небольшим магнитиком, который тем сильнее притягивается к катушке, чем более усиливается её магнитное поле. Результат эксперимента нетрудно предсказать: по мере того как растёт ток, магнитное поле становится всё более сильным, магнитная индукция В растёт, и не видно никаких ограничений этому росту. Если сменить направление тока, то направление поля изменится на противоположное и индукция В в выбранной точке всё так же будет возрастать с увеличением тока в катушке.
Теперь вставим в катушку стальной сердечник, в надежде увидеть всё то же самое, но в значительно усиленном варианте. И действительно, с увеличением тока магнитная индукция В резко возрастает, график зависимости В от тока идёт значительно круче, чем у катушки без сердечника. Но в какой-то момент этот быстрый рост замедляется и затем почти совсем прекращается — магнитная индукция с увеличением тока растёт так же медленно, как в первом опыте, то есть без сердечника. Объяснение достаточно простое: все магнитные домены («элементарные магнитики»), которые могли сориентироваться вдоль магнитного поля и усилить его, уже сделали это, процесс намагничивания сердечника вошёл в область насыщения.
ВК-113. Пора привлечь особое внимание читателя к тому, чем мы уже давно пользуемся, — к рисунку по имени «график». Он показывает, как одна какая-нибудь величина зависит от другой, например магнитная индукция от тока в катушке или температура воздуха от времени суток. Величину, от которой зависит процесс (аргумент), например время t, откладывают по горизонтальной оси, а ту, что зависит от неё (функция), — по вертикальной. График может о многом рассказать, если в него всмотреться и вдуматься.