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 - atracția metalului. În timpul nostru, 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 este că sunt atrași de un magnet permanent, iar când câmpul magnetic dispare, își pierd proprietatea.

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

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, cum ar fi postere, panouri de perete folosite la birou sau la școală. Nu își pierd proprietățile de atracție la o temperatură nu mai mică de 250 ° C.

Alnico este un magnet realizat dintr-un aliaj de aluminiu, nichel și cobalt. Asta i-a dat un astfel de nume. Este foarte rezistent la temperaturi ridicate și poate fi folosit la 550 ° C. Materialul este ușor, dar își pierde complet proprietățile atunci când este expus la un câmp 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 mediu agresiv, temperaturi ridicate, oxidare și 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 o forță coercitivă mare. Respectând anumite condiții în timpul funcționării, un magnet de neodim este capabil să-și mențină proprietățile timp de 100 de ani.

Utilizarea magneților de neodim

Merită să luați în considerare în detaliu 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 sectoarele medicale și industriale. De asemenea, în condiții casnice sunt folosite pentru fixarea draperiilor, elementelor decorative, suvenirurilor. Sunt utilizate în instrumentele de căutare și în electronică.

Pentru a prelungi durata de viață, magneții de acest tip sunt acoperiți cu zinc sau nichel. În primul caz, depunerea este mai fiabilă, deoarece este rezistentă la agenții agresivi și rezistă la temperaturi de peste 100 ° C. Puterea magnetului depinde de forma, dimensiunea și cantitatea de neodim, care face parte din aliaj.

Aplicarea magneților de ferită

Feritele sunt considerate cei mai populari magneți permanenți. Datorită stronțiului conținut în compoziție, materialul nu se corodează. Deci, ce este un magnet de ferită? Unde se aplica? Acest aliaj este destul de fragil. Prin urmare, se mai numește și ceramică. Magnetul de ferită este aplicat în industria auto și în industrie. Folosit in diverse tehniciși aparate electrice și instalatii casnice, generatoare, sisteme acustice. În fabricarea de automobile, magneții sunt utilizați în sistemele de răcire, geamuri electrice și ventilatoare.

Scopul feritei este de a proteja echipamentul de interferențe 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 obțineți un semnal sau o imagine curată.

Magnetoterapia

Adesea se folosește o procedură numită magnetoterapie și se efectuează în scopuri medicinale. Efectul acestei metode este de a influența corpul pacientului cu ajutorul câmpurilor magnetice sub curent alternativ sau continuu de joasă frecvență. Această metodă de tratament ajută la scăderea multor boli, ameliorarea durerii, întărirea sistemului imunitar, îmbunătățirea fluxului sanguin.

Se crede că bolile sunt generate de o încălcare a 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 față de SmCo și Fe-P utilizate anterior, este de remarcat în special accesibilitatea 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 industrii

Limitările în utilizarea magneților de pământuri rare pe bază de neodim sunt asociate cu slăbiciunea lor la supraîncălzire. Indicator superior Temperatura de Operare pentru produse standard este + 80⁰C, iar pentru aliajele termorezistente modificate - + 200⁰C. Având în vedere 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. O placă din aliaj de neodim este utilizată în construcția capului de citire/scriere. Magnet de neodim - 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 sunt mult mai economice și mai fiabile în comparație cu dispozitivele în care sunt instalați electromagneți.

3) Construcție. Pe șantiere de construcții diferite niveluri, se folosesc cleme magnetice practice și convenabile, care se deplasează cu succes matrite sudate. Utilizați magneți pentru a pregăti apa pentru frământare ciment mortar. Mulțumită proprietăți speciale Cu un lichid magnetizat, betonul rezultat se întărește mai repede, având în același timp o rezistență crescută.

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

5) Rafinarea petrolului. Magneții sunt instalați pe sistemele de conducte, ceea ce ajută la protejarea acestora 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 permit cost minimși eficienta maxima face față acestei sarcini. Acest lucru previne intrarea contaminanților metalici în produse terminateși protejați echipamentele industriale de defecțiuni.

• Ø Medii magnetice: casetele VHS conțin role de bandă magnetică. Informațiile video și audio sunt codificate pe stratul 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 strict magneți, deoarece nu atrag obiecte. Magneții din hard disk-uri sunt utilizați în motoare de unitate și poziționare.
• • Carduri de credit, de debit și ATM: Toate aceste carduri au o bandă magnetică pe o parte. Această bandă codifică informațiile necesare pentru a vă conecta institutie financiarași link-uri către conturile lor.
• • Televizoare convenționale și monitoare de computer: televizoarele și monitoarele de computer care conțin un tub catodic folosesc un electromagnet pentru a controla fasciculul de electroni și pentru a forma o imagine pe ecran. Panourile cu plasmă și monitoarele LCD folosesc alte tehnologii.
• • Difuzoare și microfoane: Majoritatea difuzoarelor folosesc un magnet permanent și o bobină de curent pentru a converti energia electrică (semnal) în energie mecanică (mișcare care creează sunet). 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 sunetului este în capul de captare al unui electrofon și în casetofon ca cap de ștergere economic.
• Ш Separator magnetic de minerale grele
• Ø Motoare electrice si generatoare: 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.
• Magneții SH sunt utilizați în releele polarizate. Astfel de dispozitive își amintesc starea în momentul opririi.
• Ø Compas: O busolă (sau busolă nautică) este un indicator magnetizat care se poate roti liber și se orientează pe direcția unui câmp magnetic, cel mai frecvent câmpul magnetic al Pământului.
• Artă: 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
• Jucării SH: 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 o închidere magnetică sau pot fi realizate în întregime dintr-o serie de magneți legați și margele negre.
• • Magneții pot ridica obiecte magnetice (cui de fier, capse, cleme, agrafe) care sunt fie prea mici, greu de atins, fie prea subțiri pentru a fi ținute 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 așa-numitul „Test magnetic”, în care caroseria mașinii este examinată cu un magnet pentru a identifica zonele reparate folosind fibră de sticlă sau chit de plastic.
• Ш Maglev: un tren pe o suspensie 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 de rulare, frecarea este eliminată și singura forță de frânare este forța de rezistență aerodinamică.
• Ш Magneții sunt utilizați la fixarea ușilor de mobilier.
• Ш Dacă magneții sunt plasați în bureți, atunci acești bureți pot fi folosiți pentru a spăla materialele subțiri nemagnetice de pe ambele părți simultan, iar o parte poate fi dificil de atins. Poate fi, de exemplu, paharul unui acvariu sau un balcon.
• Ш Magneții sunt utilizați pentru a transmite cuplul „prin” perete, care poate fi, de exemplu, un recipient etanș al unui motor electric. Așa că a fost amenajată jucăria RDG „Submarinul”.
• Ш Magneții împreună cu un comutator lamelă sunt utilizați în senzori speciali de poziție. De exemplu, în senzorii ușii frigiderului și alarmele antiefracție.
• 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 pentru a accelera stingerea arcului.
• Ш Magneții sunt utilizați în testele nedistructive prin 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 dispozitivele de indicare cu un ac deviant, 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 sistemului de deflectare al tuburilor catodice pentru reglarea traiectoriei fasciculului de electroni.
• 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 unui magnet permanent, care sunt cunoscute de foarte mult timp. Dar structura de lucru nu a fost niciodată construită.

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. popoare diferiteîn medicină. Au ajuns la oameni din intestinele pământului sub formă de bucăți de minereu de fier magnetic. De-a lungul timpului, oamenii au învățat să creeze magneți artificiali plasând alături produse din aliaj de fier izvoare naturale camp magnetic.

Natura magnetismului

Demonstrarea proprietăților unui magnet de a atrage obiecte metalice către el însuși la oameni ridică întrebarea: ce sunt magneții permanenți? Care este natura unui astfel de fenomen precum apariția unei împingeri a obiectelor metalice către magnetit?

Prima explicație a naturii magnetismului a fost dată în ipoteza sa de marele om de știință - Ampère. În orice problemă, curg curenți electrici de diferite grade de putere. Altfel se numesc curenți de amperi. Electronii, care se rotesc în jurul propriei axe, se învârt, de asemenea, în jurul nucleului atomului. Din acest motiv, apar câmpuri magnetice elementare care, interacționând între ele, se formează câmp comun substante.

În potențiale magnetite în absență influență externă câmpurile elementelor rețelei atomice sunt orientate aleatoriu. Un câmp magnetic extern „construiește” microcâmpurile structurii materialului într-o direcție strict definită. Potențialele capetelor opuse ale magnetitei se resping reciproc. Dacă ne apropiem de aceiași poli a două benzi PM, atunci mâinile omului 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 rezultat, materialul capătă proprietățile unui magnet permanent (PM).

Cum să vezi câmpul 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 reprezentare vizuală a acestui fenomen.

Tipuri de magneți

Magneții permanenți sunt împărțiți în 2 tipuri:

• natural;
• artificial.

natural

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

Până la atingerea nivelului adecvat de progres științific și tehnologic de către omenire, 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 producției din fabrică se folosesc aliaje metalice complexe. Structura aliajului „magnico” include fier, nichel și cobalt. Aliajul Alnico conține aluminiu în loc de fier.

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

Aplicații ale magneților permanenți

PM are o importanță nu mică în diverse domenii ale activității umane. În funcție de domeniul de aplicare, PM au caracteristici diferite. LA timpuri recente aliajul magnetic principal 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. Medicamentul;
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. Capcanele magnetice „selectează” toate particulele care conțin fier din flux.

PM-urile în formă de inel sunt instalate în interiorul conductelor de gaz, care elimină gazele de evacuare de incluziuni feromagnetice.

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

galvanizare

Producția galvanică se bazează pe mișcarea ionilor metalici încărcați către polii opuși ai electrozilor DC. PM joacă rolul deținătorilor de produse în bazinul galvanic. În instalațiile industriale cu procese galvanice sunt instalați doar magneți NdFeB.

Medicamentul

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

Proprietatea magneților permanenți este folosită pentru a normaliza sistemul circulator, a stinge procesele inflamatorii, a restabili țesutul cartilajului și așa mai departe.

Transport

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

Notă! Magneții permanenți sunt folosiți pentru a separa astfel de materiale în care prezența oamenilor poate fi dăunătoare sănătății lor.

Transportul auto este dotat cu o masă de instrumente, componente și dispozitive, unde PM joacă rolul principal. Acestea sunt aprinderea electronică, geamurile electrice 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 electrocasnice

Practic, aceștia sunt deținători de obiecte de uz casnic mici. Rafturi cu suporturi magnetice, dispozitive de fixare pentru perdele și perdele, suporturi pentru seturi cuțite de bucătărie si multe alte aparate electrocasnice.

Inginerie Electrică

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

Inginerie radio

PM este folosit pentru a crește compactitatea dispozitivelor de inginerie radio, pentru a asigura autonomia dispozitivelor.

Generatoare

Generatoarele pe PM rezolvă problema contactelor în mișcare - inele cu perii. În dispozitivele tradiționale de uz industrial, 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 fuzibil.

Motoare electrice

LA aparate electrocasnice iar în unele echipament industrial Motoarele electrice sincrone cu magnet permanent au devenit larg răspândite - acestea sunt motoare fără perii de curent continuu.

Ca și în generatoarele descrise mai sus, PM este montat pe rotoare care se rotesc în interiorul statoarelor cu o înfășurare fixă. Principalul avantaj al motorului electric este absența contactelor de scurtă durată care transportă curent pe colectorul rotorului.

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

Informații suplimentare. Trăsătură distinctivă dispozitivul 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 sfera activității umane stimulează inventarea și crearea de noi aliaje feromagnetice cu caracteristici magnetice îmbunătățite.

Video

Există două tipuri principale de magneți: permanenți și electromagneți. Este posibil să se determine ce este un magnet permanent pe baza proprietății sale principale. Magnetul permanent își trage numele de la faptul că magnetismul său este întotdeauna „pornit”. Acesta generează propriul său 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 anumite tipuri stânci poseda caracteristici originale: atras de obiectele de fier. Mențiunea magnetitului se găsește în cronicile istorice antice: acum mai bine de două mii de ani în Europa și mult mai devreme în Asia de Est. La început a fost evaluat ca un obiect curios.

Mai târziu, magnetitul a fost folosit pentru navigație, constatând că tinde să ia 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 frecare cu magnetit.

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

În conformitate cu ideile 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 câmp magnetic constant.

Proprietățile magneților permanenți

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

• existența a doi poli;
• polii opuși se atrag și polii asemănători se resping (ca sarcinile pozitive și negative);
• forța magnetică se propagă imperceptibil în spațiu și trece prin obiecte (hârtie, lemn);
• are loc o creştere a intensităţii MF lângă poli.

Magneții permanenți suportă câmp magnetic fără ajutor extern. Materialele în funcție de proprietățile magnetice sunt împărțite în principalele tipuri:

• feromagneti - usor magnetizati;
• paramagneti - magnetizati cu mare dificultate;
• Diamagneții – tind să reflecte MF extern 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 când este îndepărtat. Magneții permanenți sunt fabricați din materiale magnetice dure.

Cum funcționează un magnet permanent

Lucrarea sa este legată 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 într-o singură 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 MF-urile lor se anulează reciproc.

Pentru a crea magneți permanenți, feromagneții sunt încălziți la foarte mult timp temperaturi mariși sunt expuși la un 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 se aliniază, ajungând la punctul de saturație magnetică. Materialul este apoi răcit și domeniile aliniate sunt blocate poziție dorită. După îndepărtarea MF externă, materialele magnetice dure își vor păstra majoritatea domeniilor, creând un magnet permanent.

Caracteristicile unui magnet permanent

1. Forța magnetică este caracterizată de inducția magnetică reziduală. Desemnat Fr. Aceasta este forța care rămâne după dispariția MT extern. Măsurat în teste (Tl) sau gauss (Gs);
2. Coercivitate sau rezistență la demagnetizare - Ns. Măsurată 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 reziduale Br și a coercitivității Hc. Măsurat în MGSE (megagaussersted);
4. Coeficientul de temperatură al forței magnetice reziduale este Тс din 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 atunci când materialul magnetic își pierde definitiv proprietățile. Acest indicator se numește temperatura Curie.

Caracteristicile individuale ale unui magnet se modifică cu temperatura. La sensuri diferite temperatura tipuri diferite materialele magnetice funcționează diferit.

Important! Toți magneții permanenți își pierd un procent din magnetism pe măsură ce temperatura crește, dar cu viteză diferită in functie de tipul lor.

Tipuri de magneți permanenți

Există cinci tipuri de magneți permanenți în total, 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 alcătuiți 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, păstrând în același timp magnetismul, cu toate acestea, 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 temperatură înaltă;
• microfoane.

Ferite

Pentru fabricarea magneților de ferită, cunoscuți și sub denumirea 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 pentru utilizarea de zi cu zi. Au o coercibilitate internă mai mare decât alnico, dar o putere magnetică mai mică decât omologii din neodim.

Aplicație:

• difuzoare de sunet;
• sisteme de securitate;
• magneți cu plăci mari pentru a îndepărta contaminarea 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 vedere păstrează proprietăți magnetice chiar și la temperaturi sub zero absolut, făcându-le populare pentru utilizare în aplicații criogenice.

Aplicație:

• turbotehnica;
• cuplaje pompe;
• medii umede;
• dispozitive de temperatură înaltă;
• miniatură masini de curse cu acţionare electrică;
• dispozitive 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, electronice radio se bazează pe magneți de neodim de mare rezistență. Datorită super-puterii, forței magnetice uriașe și rezistenței la demagnetizare, pot fi produse mostre de până la 1 mm.

Aplicație:

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

Magneții flexibili conțin particule magnetice în interiorul unui liant polimeric. Ele sunt utilizate pentru dispozitive unice în care este imposibil să se instaleze analogi solide.

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;
• suprafete de mascare pentru vopsire;
• Calendare și semne de carte magnetice;
• garnituri de ferestre si usi.

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

Video