Magneți permanenți - tipuri și proprietăți, interacțiunea magneților. Unde se folosesc magneții?

Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii au descoperit proprietăți unice anumite pietre – atragerea metalului. În zilele noastre, întâlnim adesea obiecte care au aceste calități. Ce este un magnet? Care este puterea lui? Vom vorbi despre asta în acest articol.

Un exemplu de magnet temporar sunt agrafele de hârtie, nasturii, cuiele, un cuțit și alte articole de uz casnic din fier. Puterea lor constă în faptul că sunt atrași de un magnet permanent, iar atunci când câmpul magnetic dispare, își pierd proprietățile.

Câmpul unui electromagnet poate fi controlat folosind curent electric. Cum se întâmplă asta? Un fir înfășurat pe rând pe un miez de fier schimbă puterea câmpului magnetic și polaritatea acestuia atunci când este furnizat și schimbat un curent.

Tipuri de magneți permanenți

Magneții de ferită sunt cei mai faimoși și folosiți activ în viața de zi cu zi. Acest material negru poate fi folosit ca elemente de fixare pentru diverse articole, precum postere, panouri de perete folosite la birou sau la școală. Nu își pierd proprietățile atractive la temperaturi nu mai mici de 250 o C.

Alnico este un magnet format dintr-un aliaj de aluminiu, nichel și cobalt. Aceasta i-a dat numele. Este foarte rezistent la temperaturi ridicate si poate fi folosit la 550 o C. Materialul este usor, dar isi pierde complet proprietatile atunci cand este expus la un camp magnetic mai puternic. Folosit în principal în industria științifică.

Aliajele magnetice de samariu sunt materiale de înaltă performanță. Fiabilitatea proprietăților sale permite ca materialul să fie utilizat în dezvoltările militare. Este rezistent la medii agresive, temperaturi ridicate, oxidare si coroziune.

Ce este un magnet de neodim? Este cel mai popular aliaj de fier, bor și neodim. Se mai numește și supermagnet, deoarece are un câmp magnetic puternic cu forță coercitivă mare. Prin respectarea anumitor condiții în timpul funcționării, un magnet de neodim își poate păstra proprietățile timp de 100 de ani.

Utilizarea magneților de neodim

Merită să aruncați o privire mai atentă la ce este un magnet de neodim? Acesta este un material care este capabil să înregistreze consumul de apă, electricitate și gaz în contoare, și nu numai. Acest tip de magnet aparține materialelor permanente și pământurilor rare. Este rezistent la câmpurile altor aliaje și nu este supus demagnetizării.

Produsele din neodim sunt utilizate în industria medicală și industrială. De asemenea, în condiții casnice, sunt folosite pentru atașarea draperiilor, elementelor decorative și suvenirurilor. Ele sunt utilizate în instrumentele de căutare și electronice.

Pentru a prelungi durata de viață, magneții de acest tip sunt acoperiți cu zinc sau nichel. În primul caz, pulverizarea este mai fiabilă, deoarece este rezistentă la agenții agresivi și poate rezista la temperaturi de peste 100 o C. Puterea magnetului depinde de forma, dimensiunea și cantitatea de neodim inclusă în aliaj.

Aplicații ale magneților de ferită

Feritele sunt considerate cei mai populari magneți permanenți. Datorită stronțiului inclus în compoziție, materialul nu se corodează. Deci, ce este un magnet de ferită? Unde este folosit? Acest aliaj este destul de fragil. De aceea se mai numește și ceramică. Magnetul de ferită este utilizat în aplicații auto și industriale. Folosit in diverse tehniciși aparate electrice, precum și instalatii casnice, generatoare, sisteme acustice. În producția de automobile, magneții sunt utilizați în sistemele de răcire, ridicătoare de geamuri și ventilatoare.

Scopul feritei este de a proteja echipamentul de interferențele externe și de a preveni deteriorarea semnalului primit prin cablu. Datorită acestui fapt, ele sunt utilizate în producția de navigatoare, monitoare, imprimante și alte echipamente unde este important să se obțină un semnal sau o imagine curată.

Magnetoterapia

O procedură numită terapie magnetică este adesea folosită și se desfășoară în scopuri medicinale. Efectul acestei metode este de a influența corpul pacientului folosind câmpuri magnetice sub curent alternativ sau continuu de joasă frecvență. Această metodă de tratament ajută la eliminarea multor boli, ameliorarea durerii, întărirea sistemului imunitar și îmbunătățirea fluxului sanguin.

Se crede că bolile sunt cauzate de perturbări ale câmpului magnetic uman. Datorită fizioterapiei, organismul revine la normal și stare generală se îmbunătățește.

Din acest articol ați învățat ce este un magnet și, de asemenea, ați studiat proprietățile și aplicațiile acestuia.


Datorită apariției unui aliaj pe bază de Nd-Fe-B (neodim, fier și bor), utilizarea magneților în industrie a fost extinsă semnificativ. Printre avantajele cheie ale acestui magnet cu pământuri rare în comparație cu SmCo și Fe-P utilizate anterior, este de remarcat în special disponibilitatea acestuia. Combinând putere mare ambreiaje cu dimensiuni compacte si termen lung servicii, astfel de produse au devenit cele mai solicitate zone diferite activitate economică.

Utilizarea magneților de neodim în diverse sectoare industriale


Limitările la utilizarea magneților cu pământuri rare pe bază de neodim sunt asociate cu slăbiciunea lor la supraîncălzire. Indicator superior Temperatura de Operare Pentru produse standard este de +80⁰C, iar pentru aliajele modificate rezistente la căldură - +200⁰C. Luând în considerare această caracteristică, utilizarea magneților de neodim în industrie acoperă următoarele domenii:


1) Tehnologia calculatoarelor. O parte semnificativă din volumul total de produse magnetice este utilizată în producția de unități DVD și hard disk-uri pentru computere. În structura capului de citire/scriere este utilizată o placă din aliaj de neodim. Magnetul de neodim este o parte integrantă a difuzoarelor pe smartphone-uri și tablete. Pentru a proteja împotriva demagnetizării din cauza câmpurilor externe, acest element este acoperit cu materiale speciale de ecranare.


2) Medicina. Magneții permanenți compacti și puternici sunt utilizați la fabricarea dispozitivelor pentru imagistica prin rezonanță magnetică. Astfel de dispozitive se dovedesc a fi mult mai economice și mai fiabile în comparație cu dispozitivele în care sunt instalați electromagneți.


3) Construcție. Pe șantiere de construcțiiÎncuietori magnetice practice și convenabile sunt utilizate la diferite niveluri, care se deplasează cu succes forme sudate. Magneții sunt folosiți pentru a pregăti apa pentru amestecare. ciment mortar. Mulțumită proprietăți speciale Folosind un lichid magnetic, betonul rezultat se întărește mai repede, având în același timp rezistență crescută.


4) Transport. Magneții din pământuri rare sunt indispensabili în producția de motoare, rotoare și turbine electrice moderne. Apariția aliajului de neodim a redus costul echipamentului, îmbunătățind în același timp proprietățile de performanță. În special, magneții permanenți puternici și în același timp compacti au făcut posibilă reducerea dimensiunii motoarelor electrice, reducerea frecării și creșterea eficienței.


5) Rafinarea petrolului. Magneții sunt instalați pe sistemele de conducte, ceea ce le permite să fie protejate de formarea sedimentelor de depozite organice și anorganice. Datorită acestui efect, a devenit posibil să se creeze mai economice și nedăunătoare mediu inconjurator sisteme cu ciclu tehnologic închis.


6) Separatoare și separatoare de fier. Pe multe întreprinderile producătoare este necesar să se asigure absenţa impurităţilor metalice în lichid sau materiale vrac. Magneții de neodim vă permit costuri minimeȘi eficienta maxima face față acestei sarcini. Acest lucru ajută la prevenirea pătrunderii contaminanților metalici în produse terminateși protejați echipamentele industriale de defecțiuni.
  • Ш Suporturi de stocare magnetice: casetele VHS conțin role de bandă magnetică. Informațiile video și audio sunt codificate pe un strat magnetic de pe bandă. De asemenea, în dischetele și hard disk-urile computerelor, datele sunt înregistrate pe un strat magnetic subțire. Cu toate acestea, mediile de stocare nu sunt magneți în sens strict, deoarece nu atrag obiecte. Magneții din hard disk-uri sunt utilizați în motoarele de acționare și de poziționare.
  • Ш Carduri de credit, debit și bancomat: Toate aceste carduri au o bandă magnetică pe o parte. Această bandă codifică informațiile necesare pentru a vă conecta institutie financiarași conexiuni la conturile lor.
  • Ш Televizoare convenționale și monitoare de computer: televizoarele și monitoarele de computer care conțin un tub cu raze catodice folosesc un electromagnet pentru a controla un fascicul de electroni și pentru a forma o imagine pe ecran. Panourile cu plasmă și monitoarele LCD folosesc tehnologii diferite.
  • Ш Difuzoare și microfoane: Majoritatea difuzoarelor folosesc un magnet permanent și o bobină de curent pentru a converti energia electrică (semnalul) în energie mecanică (mișcarea care creează sunetul). Înfășurarea este înfășurată pe o bobină, atașată la difuzor și curge prin aceasta curent alternativ, care interacționează cu câmpul unui magnet permanent.
  • Ш Un alt exemplu de utilizare a magneților în ingineria audio este în capul de captare al unui electrofon și în casetofon ca cap de ștergere economic.
  • Ш Separator magnetic de minerale grele
  • Ш Motoare și generatoare electrice: unele motoare electrice(la fel ca și difuzoarele) se bazează pe o combinație între un electromagnet și un magnet permanent. Ele transformă energia electrică în energie mecanică. Un generator, pe de altă parte, transformă energia mecanică în energie electrică prin deplasarea unui conductor printr-un câmp magnetic.
  • Ш Transformatoare: Dispozitive pentru transmiterea energiei electrice între două înfășurări de sârmă care sunt izolate electric, dar cuplate magnetic.
  • Ш Magneții sunt utilizați în releele polarizate. Astfel de dispozitive își amintesc starea când alimentarea este oprită.
  • Ш Compas: o busolă (sau busolă marină) este un indicator magnetizat care se poate roti liber și este orientat în direcția unui câmp magnetic, cel mai adesea câmpul magnetic al Pământului.
  • Sh Art: Plăcile magnetice de vinil pot fi atașate de tablouri, fotografii și alte obiecte decorative, permițându-le să fie atașate la frigidere și alte suprafețe metalice.
  • Ш Magneții sunt adesea folosiți în jucării. M-TIC folosește bare magnetice conectate la sfere metalice
  • Ш Jucării: Având în vedere capacitatea lor de a rezista gravitației la distanță apropiată, magneții sunt adesea folosiți în jucăriile pentru copii cu efecte distractive.
  • Ш Magneții pot fi folosiți pentru a face bijuterii. Colierele și brățările pot avea închidere magnetică sau pot fi realizate în întregime dintr-o serie de magneți legați și margele negre.
  • Ш Magneții pot ridica obiecte magnetice (cui de fier, capse, agrafe, agrafe) care sunt fie prea mici, greu de atins, fie prea subțiri pentru a fi manipulate cu degetele. Unele șurubelnițe sunt magnetizate special în acest scop.
  • Ш Magneții pot fi utilizați în prelucrarea fierului vechi pentru a separa metalele magnetice (fier, oțel și nichel) de cele nemagnetice (aluminiu, aliaje neferoase etc.). Aceeași idee poate fi folosită și în ceea ce se numește „Test magnetic”, în care caroseria mașinii este examinată cu un magnet pentru a identifica zonele reparate folosind fibră de sticlă sau chit de plastic.
  • Sh Maglev: Tren cu levitație magnetică condus și controlat de forțe magnetice. Un astfel de tren, spre deosebire de trenurile tradiționale, nu atinge suprafața șinei în timpul deplasării. Deoarece există un decalaj între tren și suprafața în mișcare, frecarea este eliminată și singura forță de frânare este forța de rezistență aerodinamică.
  • Ш Magneții sunt utilizați în zăvoarele ușilor mobilei.
  • Ш Dacă magneții sunt plasați în bureți, atunci acești bureți pot fi folosiți pentru a spăla foi subțiri de materiale nemagnetice pe ambele părți simultan, iar o parte poate fi dificil de atins. Acesta ar putea fi, de exemplu, sticla unui acvariu sau balcon.
  • Ш Magneții sunt utilizați pentru a transmite cuplul „prin” un perete, care ar putea fi, de exemplu, un recipient etanș al unui motor electric. Așa a fost concepută jucăria GDR „Submarin”.
  • Ш Magneții împreună cu un comutator lamelă sunt utilizați în senzori speciali de poziție. De exemplu, în senzorii ușii frigiderului și alarmele de securitate.
  • Ш Magneții împreună cu un senzor Hall sunt utilizați pentru a determina poziția unghiulară sau viteza unghiulară a arborelui.
  • Ш Magneții sunt utilizați în eclatoarele de scânteie pentru a accelera stingerea arcului.
  • Ш Magneții sunt utilizați pentru testarea nedistructivă folosind metoda particulelor magnetice (MPC)
  • Ш Magneții sunt utilizați pentru a devia fasciculele radioactive și radiatii ionizante, de exemplu la observarea în camere.
  • Ш Magneții sunt utilizați în instrumentele de indicare cu un ac de deviere, de exemplu, un ampermetru. Astfel de dispozitive sunt foarte sensibile și liniare.
  • Ш Magneții sunt utilizați în supapele și circulatoarele pentru cuptorul cu microunde.
  • Ш Magneții sunt utilizați ca parte a unui sistem de deflectare al tuburilor cu raze catodice pentru a regla traiectoria fasciculului de electroni.
  • Ш Înainte de descoperirea legii conservării energiei, au existat multe încercări de a folosi magneți pentru a construi o „mașină cu mișcare perpetuă”. Oamenii au fost atrași de energia aparent inepuizabilă a câmpului magnetic al magneților permanenți, care sunt cunoscute de foarte mult timp. Dar modelul de lucru nu a fost niciodată construit.

Unul dintre cele mai uimitoare fenomene naturale este manifestarea magnetismului în unele materiale. Magneții permanenți sunt cunoscuți din cele mai vechi timpuri. Înainte de marile descoperiri în domeniul electricității, magneții permanenți erau folosiți activ de medici națiuni diferiteîn medicină. Oamenii le-au luat din măruntaiele pământului sub formă de bucăți de minereu de fier magnetic. De-a lungul timpului, oamenii au învățat să creeze magneți artificiali prin plasarea alături de produse din aliaje de fier surse naturale camp magnetic.

Natura magnetismului

Demonstrarea proprietăților unui magnet de a atrage obiecte metalice la sine ridică întrebarea în rândul oamenilor: ce sunt magneții permanenți? Care este natura unui astfel de fenomen precum apariția tracțiunii obiectelor metalice către magnetit?

Prima explicație a naturii magnetismului a fost dată în ipoteza sa de marele om de știință Ampere. Curenți electrici de diferite grade de putere curg în orice materie. Altfel se numesc curenți de amperi. Electronii, care se rotesc în jurul propriei axe, se învârt, de asemenea, în jurul nucleului atomului. Datorită acestui fapt, apar câmpuri magnetice elementare care, interacționând între ele, se formează câmp comun substante.

În potențiale magnetite în absență influență externă câmpurile elementelor reţelei atomice sunt orientate haotic. Un câmp magnetic extern „aranjează” microcâmpurile structurii materialului într-o direcție strict definită. Potențialele extremităților opuse ale magnetitei se resping reciproc. Dacă apropiați polii identici ai două benzi PM, atunci mâinile unei persoane vor simți rezistență la mișcare. Poli diferiți vor tinde unul spre celălalt.

Când oțelul sau un aliaj de fier este plasat într-un câmp magnetic extern, câmpurile interne ale metalului sunt strict orientate într-o direcție. Ca urmare, materialul capătă proprietățile unui magnet permanent (PM).

Cum să vezi un câmp magnetic

Pentru a simți vizual structura câmpului magnetic, este suficient să efectuați un experiment simplu. Pentru a face acest lucru, luați doi magneți și așchii mici de metal.

Important!În viața de zi cu zi, magneții permanenți se găsesc sub două forme: sub formă de bandă dreaptă și potcoavă.

După ce a acoperit banda PM cu o foaie de hârtie, se toarnă pilitură de fier pe ea. Particulele se aliniază instantaneu de-a lungul liniilor câmpului magnetic, ceea ce oferă o idee clară despre acest fenomen.

Tipuri de magneți

Magneții permanenți sunt împărțiți în 2 tipuri:

  • natural;
  • artificial.

Natural

În natură, un magnet natural permanent este o fosilă sub forma unui fragment de minereu de fier. Roca magnetică (magnetită) are propriul nume în fiecare națiune. Dar în fiecare nume există un astfel de concept precum „iubitor”, „atragerea metalului”. Numele Magnitogorsk înseamnă locația orașului lângă depozitele montane de magnetit natural. Timp de multe decenii, aici s-a desfășurat exploatarea activă a minereului magnetic. Astăzi nu a mai rămas nimic din Magnetic Mountain. Aceasta a fost dezvoltarea și extracția magnetitei naturale.

Până când omenirea a atins nivelul adecvat de progres științific și tehnologic, magneții permanenți naturali au servit pentru diverse distracție și trucuri.

Artificial

PM-urile artificiale sunt obținute prin inducerea unui câmp magnetic extern asupra diferitelor metale și aliaje ale acestora. S-a observat că unele materiale păstrează câmpul dobândit mult timp - se numesc magneți solizi. Pierde rapid proprietăți magneți permanenți Materialele se numesc magneți moi.

În condițiile de producție din fabrică se folosesc aliaje metalice complexe. Structura aliajului Magnico include fier, nichel și cobalt. Aliajul Alnico conține aluminiu în loc de fier.

Produsele realizate din aceste aliaje interacționează cu electricitate puternică campuri magnetice. Ca rezultat, se obțin PM-uri destul de puternice.

Aplicarea magneților permanenți

PM are o importanță nu mică în diferite domenii ale activității umane. În funcție de domeniul de aplicare, PM au caracteristici diferite. ÎN În ultima vreme aliaj magnetic de bază utilizat în mod activNdFeBconstă din următoarele elemente chimice:

  • „Nd” – niodiu,
  • „Fe” – fier,
  • "B" - bor.

Zone în care se folosesc magneți permanenți:

  1. Ecologie;
  2. Galvanizare;
  3. Medicament;
  4. Transport;
  5. Tehnologii computerizate;
  6. Aparate de uz casnic;
  7. Inginerie Electrică.

Ecologie

Dezvoltat și operațional diverse sisteme tratarea deșeurilor productie industriala. Sistemele magnetice purifică lichidele în timpul producției de amoniac, metanol și alte substanțe. Colectorii magnetici „selectează” toate particulele care conțin fier din flux.

PM-urile în formă de inel sunt instalate în interiorul conductelor de gaz, care îndepărtează incluziunile feromagnetice din evacuarea gazoasă.

Capcanele magnetice de separare selectează în mod activ deșeurile care conțin metal pe liniile de transport pentru procesarea deșeurilor industriale.

Galvanizarea

Galvanizarea se bazează pe mișcarea ionilor metalici încărcați către polii opuși ai electrozilor de curent continuu. PM joacă rolul deținătorilor de produse în bazinul galvanic. În instalațiile industriale cu procese galvanice se instalează doar magneți din aliaj NdFeB.

Medicament

Recent, producătorii de echipamente medicale au făcut publicitate pe scară largă pentru instrumente și dispozitive bazate pe magneți permanenți. Un câmp intens constant este oferit de caracteristicile aliajului NdFeB.

Proprietatea magneților permanenți este folosită pentru a normaliza sistemul circulator, a stinge procesele inflamatorii, a restabili țesutul cartilajului etc.

Transport

Sistemele de transport in productie sunt echipate cu instalatii PM. În timpul mișcării transportorului de materii prime, magneții îndepărtează incluziunile metalice inutile din matrice. Ghid pentru magneți diverse produseîn planuri diferite.

Notă! Magneții permanenți sunt folosiți pentru separarea materialelor în care prezența oamenilor poate avea un efect dăunător asupra sănătății lor.

Transportul auto este echipat cu o masă de instrumente, componente și dispozitive, unde PM-urile joacă rolul principal. Acestea sunt aprinderea electronică, geamurile automate, controlul la ralanti, benzină, pompe diesel, instrumente de pe panoul frontal și multe altele.

Tehnologii computerizate

Toate dispozitivele mobile și dispozitivele din tehnologia computerelor sunt echipate cu elemente magnetice. Lista include imprimante, motoare de driver, motoare de antrenare și alte dispozitive.

Aparate de uz casnic

Acestea sunt în principal suporturi pentru articole de uz casnic mici. Rafturi cu suporturi magnetice, dispozitive de fixare pentru perdele și perdele, suporturi pentru seturi cuțite de bucătărieși o mulțime de alte aparate electrocasnice.

Inginerie Electrică

Inginerie electrică bazată pe PM se referă la domenii precum dispozitivele radio, generatoarele și motoarele electrice.

Inginerie radio

PM este utilizat pentru a crește compactitatea dispozitivelor de inginerie radio și pentru a asigura autonomia dispozitivului.

Generatoare

Generatoarele PM rezolvă problema contactelor în mișcare - inele cu perii. În dispozitivele industriale tradiționale, există probleme acute legate de întreținerea complexă a echipamentelor, uzura rapidă a pieselor și pierderea semnificativă de energie în circuitele de excitație.

Singurul obstacol în calea creării unor astfel de generatoare este problema montării PM-ului pe un rotor rotativ. Recent, au fost plasați magneți caneluri longitudinale rotor, umplându-le cu material cu punct de topire scăzut.

Motoare electrice

ÎN aparate electrocasnice iar în unele echipament industrial Motoarele electrice sincrone cu magneți permanenți au devenit larg răspândite - acestea sunt motoare cu supape de curent continuu.

Ca și în generatoarele descrise mai sus, PM este instalat pe rotoare care se rotesc în interiorul statoarelor cu o înfășurare staționară. Principalul avantaj al motorului electric este absența contactelor conductoare de scurtă durată pe comutatorul rotorului.

Motoarele de acest tip sunt dispozitive de putere redusă. Cu toate acestea, acest lucru nu le diminuează în niciun fel utilitatea în domeniul ingineriei electrice.

Informații suplimentare. Trăsătură distinctivă dispozitive este prezența unui senzor Hall care reglează viteza rotorului.

Autorul speră că, după ce a citit acest articol, cititorul va avea o idee clară despre ce este un magnet permanent. Introducerea activă a magneților permanenți în activitatea umană stimulează inventarea și crearea de noi aliaje feromagnetice cu caracteristici magnetice îmbunătățite.

Video

Există două tipuri principale de magneți: permanenți și electromagneți. Puteți determina ce este un magnet permanent pe baza proprietăților sale principale. Un magnet permanent își primește numele deoarece magnetismul său este întotdeauna „pornit”. Acesta generează propriul câmp magnetic, spre deosebire de un electromagnet, care este făcut din sârmă înfășurată în jurul unui miez de fier și necesită curent să curgă pentru a crea un câmp magnetic.

Istoria studiului proprietăților magnetice

Cu secole în urmă, oamenii au descoperit că unele tipuri stânci avea caracteristici originale: atras de obiectele de fier. Mențiunea magnetitului se găsește în cronicile istorice antice: acum mai bine de două mii de ani în cele europene și mult mai devreme în cele din Asia de Est. La început a fost privit ca un obiect curios.

Mai târziu, magnetitul a fost folosit pentru navigație, constatând că tinde să ocupe o anumită poziție atunci când i se oferă libertatea de a se roti. Cercetare științifică realizată de P. Peregrine în secolul al XIII-lea, a arătat că oțelul poate dobândi aceste caracteristici după ce a fost frecat cu magnetit.

Obiectele magnetizate aveau doi poli: „nord” și „sud”, în raport cu câmpul magnetic al Pământului. După cum a descoperit Peregrine, izolarea unuia dintre poli nu a fost posibilă prin tăierea unui fragment de magnetit în două - fiecare fragment individual a ajuns să aibă propria sa pereche de poli.

În conformitate cu conceptele de astăzi, câmpul magnetic al magneților permanenți este orientarea rezultată a electronilor într-o singură direcție. Doar unele tipuri de materiale interacționează cu câmpurile magnetice, un număr mult mai mic dintre ele sunt capabile să mențină un MF constant.

Proprietățile magneților permanenți

Principalele proprietăți ale magneților permanenți și câmpul pe care îl creează sunt:

  • existența a doi poli;
  • polii opuși se atrag, iar polii asemănători se resping (ca sarcinile pozitive și negative);
  • forța magnetică se răspândește imperceptibil în spațiu și trece prin obiecte (hârtie, lemn);
  • În apropierea polilor se observă o creștere a intensității MF.

Magneții permanenți suportă MP fără ajutor extern. În funcție de proprietățile lor magnetice, materialele sunt împărțite în tipuri principale:

  • feromagneți – ușor de magnetizat;
  • materiale paramagnetice – sunt magnetizate cu mare dificultate;
  • Diamagneții – tind să reflecte câmpurile magnetice externe prin magnetizare în direcția opusă.

Important! Materialele magnetice moi, cum ar fi oțelul, conduc magnetismul atunci când sunt atașate la un magnet, dar acest lucru se oprește atunci când este îndepărtat. Magneții permanenți sunt fabricați din materiale magnetice dure.

Cum funcționează un magnet permanent?

Lucrarea sa se ocupă de structura atomică. Toți feromagneții creează un câmp magnetic natural, deși slab, datorită electronilor care înconjoară nucleele atomilor. Aceste grupuri de atomi sunt capabile să se orienteze în aceeași direcție și sunt numite domenii magnetice. Fiecare domeniu are doi poli: nord și sud. Când un material feromagnetic nu este magnetizat, regiunile sale sunt orientate în direcții aleatorii, iar câmpurile lor magnetice se anulează reciproc.

Pentru a crea magneți permanenți, feromagneții sunt încălziți la temperaturi foarte ridicate. temperaturi mariși sunt expuși la MF extern puternic. Acest lucru duce la faptul că domeniile magnetice individuale din interiorul materialului încep să se orienteze în direcția câmpului magnetic extern până când toate domeniile sunt aliniate, atingând punctul de saturație magnetică. Materialul este apoi răcit și domeniile aliniate sunt blocate în poziţia corectă. Odată ce MF extern este îndepărtat, materialele magnetice dure își vor păstra majoritatea domeniilor, creând un magnet permanent.

Caracteristicile magnetului permanent

  1. Forța magnetică este caracterizată de inducția magnetică reziduală. Desemnat Fr. Aceasta este forța care rămâne după dispariția deputatului extern. Măsurat în teste (T) sau gauss (G);
  2. Coercitivitatea sau rezistența la demagnetizare - Ns. Măsurat în A/m. Arată care ar trebui să fie intensitatea MF externă pentru a demagnetiza materialul;
  3. Energie maximă – BHmax. Se calculează prin înmulțirea forței magnetice remanente Br și a coercitivității Hc. Măsurat în MGSE (megaussersted);
  4. Coeficientul de temperatură al forței magnetice reziduale – Тс of Br. Caracterizează dependența lui Br de valoarea temperaturii;
  5. Tmax – cea mai mare valoare temperatura la care magneții permanenți își pierd proprietățile cu posibilitatea de recuperare inversă;
  6. Tcur este cea mai mare valoare a temperaturii la care materialul magnetic își pierde ireversibil proprietățile. Acest indicator se numește temperatura Curie.

Caracteristicile individuale ale magnetului se modifică în funcție de temperatură. La sensuri diferite temperatura tipuri diferite materialele magnetice funcționează diferit.

Important! Toți magneții permanenți pierd un procent de magnetism pe măsură ce temperatura crește, dar cu la viteze diferite in functie de tipul lor.

Tipuri de magneți permanenți

Există cinci tipuri de magneți permanenți, fiecare dintre acestea fiind realizat diferit pe baza materialelor cu proprietăți diferite:

  • alnico;
  • ferite;
  • pământuri rare SmCo pe bază de cobalt și samariu;
  • neodim;
  • polimer.

Alnico

Aceștia sunt magneți permanenți constând în principal dintr-o combinație de aluminiu, nichel și cobalt, dar pot include și cupru, fier și titan. Datorită proprietăților magneților alnico, aceștia pot funcționa la cele mai înalte temperaturi, păstrându-și magnetismul, dar se demagnetizează mai ușor decât ferita sau pământurile rare SmCo. Au fost primii magneți permanenți produși în masă, înlocuind metalele magnetizate și electromagneții scumpi.

Aplicație:

  • motoare electrice;
  • tratament termic;
  • rulmenti;
  • vehicule aerospațiale;
  • echipament militar;
  • echipamente de încărcare și descărcare la temperaturi ridicate;
  • microfoane.

Ferite

Pentru a face magneți de ferită, cunoscuți și sub numele de ceramică, se folosesc carbonat de stronțiu și oxid de fier într-un raport de 10/90. Ambele materiale sunt abundente și disponibile din punct de vedere economic.

Datorită costurilor reduse de producție, rezistenței la căldură (până la 250°C) și coroziunii, magneții de ferită sunt unul dintre cei mai populari magneți pentru utilizarea de zi cu zi. Au o coercibilitate internă mai mare decât alnico, dar o putere magnetică mai mică decât omologii lor din neodim.

Aplicație:

  • difuzoare de sunet;
  • sisteme de securitate;
  • magneți cu plăci mari pentru îndepărtarea contaminării cu fier de pe liniile de proces;
  • motoare și generatoare electrice;
  • instrumente medicale;
  • magneți de ridicare;
  • magneți de căutare marină;
  • dispozitive bazate pe funcționarea curenților turbionari;
  • întrerupătoare și relee;
  • frane

Magneți SmCo pentru pământuri rare

Magneții de cobalt și samariu funcționează pe o gamă largă de temperaturi, au coeficienți de temperatură înalți și rezistență ridicată la coroziune. Această vizualizare salvează proprietăți magnetice chiar și la temperaturi sub zero absolut, făcându-le populare pentru utilizare în aplicații criogenice.

Aplicație:

  • tehnologie turbo;
  • cuplaje pompe;
  • medii umede;
  • dispozitive de temperatură înaltă;
  • miniatură masini de curse cu acţionare electrică;
  • dispozitive radio-electronice pentru funcționare în condiții critice.

Magneți de neodim

Cei mai puternici magneți existenți, constând dintr-un aliaj de neodim, fier și bor. Datorită puterii lor enorme, chiar și magneții în miniatură sunt eficienți. Acest lucru oferă versatilitate de utilizare. Fiecare persoană se află în permanență lângă unul dintre magneții de neodim. Sunt, de exemplu, într-un smartphone. Fabricarea de motoare electrice, echipamente medicale și electronice radio se bazează pe magneți de neodim ultra-puternici. Datorită ultra-rezistenței, forței magnetice enorme și rezistenței la demagnetizare, sunt posibile eșantioane de până la 1 mm.

Aplicație:

  • hard disk-uri;
  • aparate de reproducere a sunetului – microfoane, senzori acustici, căști, difuzoare;
  • proteze;
  • pompe cuplate magnetic;
  • închizători de uși;
  • motoare și generatoare;
  • încuietori pe bijuterii;
  • scanere RMN;
  • terapie magnetică;
  • Senzori ABS la mașini;
  • echipament de ridicare;
  • separatoare magnetice;
  • comutatoare cu lame etc.

Magneții flexibili conțin particule magnetice în interiorul unui liant polimeric. Folosit pentru dispozitive unice în care instalarea analogilor solide este imposibilă.

Aplicație:

  • publicitate afișată – fixare rapidă și îndepărtare rapidă la expoziții și evenimente;
  • semne Vehicul, panouri școlare educaționale, sigle ale companiei;
  • Jucării, puzzle-uri și jocuri;
  • mascarea suprafetelor pentru vopsire;
  • Calendare și semne de carte magnetice;
  • garnituri de ferestre si usi.

Majoritatea magneților permanenți sunt fragili și nu ar trebui folosiți ca componente structurale. Sunt fabricați în forme standard: inele, tije, discuri și cele individuale: trapeze, arce etc. Magneții de neodim, datorită conținutului ridicat de fier, sunt susceptibili la coroziune, astfel încât sunt acoperiți cu nichel deasupra, oţel inoxidabil, teflon, titan, cauciuc și alte materiale.

Video