Jak nazywają się magnesy? Encyklopedia magnetyzmu - Co to jest magnetyzm

Istnieją trzy główne typy magnesów:
Magnesy trwałe;.
Magnesy tymczasowe
Elektromagnesy.
Magnesy trwałe.

Magnesy trwałe są dla nas najbardziej znanym rodzajem magnesów. Są trwałe w tym sensie, że po namagnesowaniu zachowują pewien poziom remanencji.

Różne typy magnesów trwałych mają różne cechy lub właściwości związane z łatwością rozmagnesowania, siłą, zmianą ich siły w zależności od temperatury itp.

Istnieją cztery główne klasy materiałów używanych do produkcji magnesów trwałych:

Neodym – żelazo – bor (Nd – Fe – B, Ndfeb, NIB);
Samar – kobalt (Smco);
Alnico.
Ceramika (ferryty.

Magnesy tymczasowe.

Magnesy tymczasowe to magnesy, które działają jak magnesy trwałe tylko wtedy, gdy znajdują się w silnym polu magnetycznym i tracą swój magnetyzm, gdy pole magnetyczne zanika. Przykładami są spinacze do papieru i gwoździe, a także inne produkty wykonane z „miękkiego” żelaza.
Elektromagnesy.

Elektromagnes to ciasno nawinięta cewka z drutu, zwykle z żelaznym rdzeniem, która działa jak magnes trwały tylko wtedy, gdy przez drut przepływa prąd. Siła i polaryzacja pola magnetycznego wytwarzanego przez elektromagnes są określane przez zmiany wielkości i kierunku prądu elektrycznego przepływającego przez drut.

Jakie substancje przyciąga magnes?

Żeliwo, stal, żelazo i znacznie słabszy nikiel i kobalt.

Pamiątka nr 1, przywieziona z wyjazdu zagranicznego do innego miasta, to magnes z pięknym obrazkiem. Najczęściej jest to fotografia z widokiem na miasto, wizerunkami uroczych zwierzątek i nie tylko. Ich miniaturowy rozmiar i estetyczny wygląd umożliwiają wykorzystanie magnesów do dekoracji lodówek. Wiele osób nawet kolekcjonuje takie produkty. Jednak nie każdy wie, jak magnesy wpływają na działanie sprzętu AGD i zdrowie domowników.

Debata na temat tego, czy magnesy są szkodliwe dla zdrowia człowieka i funkcjonowania lodówki, toczy się już od kilku lat. Dzieje się tak dlatego, że magnesy wykonane ze stopu boru, żelaza i neodymu mają silne pole magnetyczne. Dlatego można argumentować, że takie przedmioty dekoracyjne i przedmioty kolekcjonerskie mogą mieć wpływ na osobę. Ale nie na sprzęt w domu!

Dlaczego magnesy są niebezpieczne?

Magnesy neodymowe są często kilkakrotnie mniejsze niż magnesy żelazne. Właściwie do mocowania pamiątek służy tylko niewielki kawałek metalu, a sam produkt wykonany jest z tworzywa sztucznego i drewna. Dlatego takie magnesy nie mogą mieć znaczącego wpływu na użyteczność lodówki. Warto również wziąć pod uwagę fakt, że magnesy stanowią osłonę dla zewnętrznych pól magnetycznych, a nie wewnętrznych elementów pracujących urządzeń AGD zamkniętych wewnątrz obudowy.

Aby odróżnić magnesy neodymowe od żelaznych, należy zwrócić uwagę na kolor produktów. Zwykłe produkty żelazne mają matowoszary kolor, ale neodym jest błyszczący.

Słabe pole magnetyczne, mimo zapewnień fizyków, wciąż może oddziaływać na środowisko. Magnesy stosowane w gospodarstwach domowych są niebezpieczne dla osób z rozrusznikami serca. Magnesy neodymowe mogą zdestabilizować pracę urządzenia elektronicznego.

Mity na temat zagrożeń związanych z magnesami na lodówkę

Magnesy przymocowane do powierzchni lodówki mogą jedynie uszkodzić powierzchnię lodówki. W przypadku częstego przestawiania elementów na lakierze mogą pozostać ślady – rysy. A jeśli nie zadbasz o lodówkę i nie usuniesz kurzu spod magnesów, na powierzchni sprzętu może pojawić się rdza. Ponadto magnesy pamiątkowe mogą pozostawiać ciemne plamy na farbie. Nie są łatwe do czyszczenia. Dlatego zwracaj uwagę na jakość produktów, sprawdzaj punkty ich mocowania. I nie kupuj szczerze mówiąc tanich magnesów lub przedmiotów o silnym chemicznym zapachu.

Zastosowanie magnesów jest możliwe również w celach medycznych, magnetoterapia pomaga poprawić krążenie krwi, przyspieszyć metabolizm i wyeliminować przekrwienie.

Aby chronić swoją rodzinę i gości przed możliwymi negatywnymi zjawiskami, kupuj magnesy na lodówkę w zaufanych sklepach, a nie na ulicznych straganach. Warto zauważyć, że magnesy na bazie neodymu są często wykorzystywane do produkcji zabawek, głośników i innych produktów.

Magnesy są niezbędne do produkcji urządzeń. Bez nich nie da się wyprodukować np. dysku twardego komputera czy systemów głośnikowych. Naturalnych magnesów jest niewiele, więc sztucznie stworzone magnesy mogą w pełni zaspokoić potrzeby ludzkości.

Będziesz potrzebować

• Śrubokręt, naoliwiony papier, bezpiecznik, przełącznik, drut miedziany.

Instrukcje

Magnes można wykonać w najprostszy sposób, po prostu przesuwając silny magnes trwały kilka razy w jednym kierunku nad namagnesowanym przedmiotem. Ale taki magnes szybko straci swoje właściwości, będzie miał słabe pole magnetyczne i można go używać do prostych czynności, na przykład wyjmowania igły z pęknięcia w podłodze lub dokręcania śrub.

Namagnesowanie za pomocą baterii. Elektromagnes nadaje właściwości magnetyczne metalowemu przedmiotowi. Spójrzmy na przykład śrubokręta. Na śrubokręcie owiniętym w izolator nawiń 200-300 zwojów drutu, który służy do produkcji transformatorów, i podłącz go do baterii lub akumulatora 5-12 V. Pole elektromagnetyczne będzie namagnesować śrubokręt.

Silniejszy magnes trwały można wykonać w następujący sposób - używając cewki indukcyjnej. Półfabrykat magnesu musi mieć taki rozmiar, aby całkowicie mieścił się wewnątrz cewki. Wykonaj kroki opisane powyżej, ale wykonaj około dwa razy więcej obrotów.

Jeśli korzystasz z prądu sieciowego, nie zapomnij zainstalować bezpiecznika. Następnie podłącz cewkę do bezpiecznika szeregowo. Po podłączeniu do sieci bezpiecznik może się przepalić, ale silne pole elektromagnetyczne będzie miało czas na naładowanie metalu wewnątrz cewki.

notatka

Jeśli zdecydujesz się zrobić magnes trwały w domu, nie zapomnij o zasadach bezpieczeństwa. Należy zachować szczególną ostrożność i pamiętać, że pracuje się pod wysokim napięciem, które zagraża życiu. Pożar może również nastąpić na skutek zwarcia. Bądź bardzo ostrożny!

Pomocna rada

Magnes może utracić swoje właściwości pod wpływem nagrzania powyżej 50 stopni Celsjusza, a także w przypadku wstrząsu lub upadku.

Zastosowanie magnesów trwałych nadaje się nie tylko do dziecięcej zabawy czy prac inżynieryjnych, ale także do codziennego użytku. W życiu codziennym magnesy można wykorzystać na wiele sposobów.

Zaciski

Jeśli do sklejenia dwóch powierzchni konieczne jest ich ścisłe dociśnięcie, należy umieścić te części niczym w imadle pomiędzy dwoma magnesami.

Umieszczając jeden magnes trwały pod stosem papieru, a drugi na górze, możesz mieć pewność, że kartki nie rozlecą się na skutek przeciągu.

Aby usunąć zielony osad, należy umieścić magnes trwały z przyklejoną do niego gąbką po wewnętrznej stronie szyby, a drugi mocny magnes po zewnętrznej stronie. Przyciągną się do siebie i docisną gąbkę do szyby. Przesuń magnes wzdłuż zewnętrznej ściany akwarium, a gąbka wyczyści szybę od środka.

Zdrowie

Udowodniono, że koraliki, bransoletki, kolczyki, pierścionki wykonane z małych magnesów, paski, opaski i wkładki z wszytymi magnesami normalizują ciśnienie krwi, przyspieszają metabolizm, wzmacniają układ odpornościowy, układ krążenia, łagodzą bóle reumatyczne, artrozy i artretyzm.

Zastosowanie magnesów trwałych wszytych w czepek poprawia porost włosów, zapobiega łysieniu, łagodzi bóle głowy i bezsenność.

Wodę namagnesowaną pije się przy chorobach przewodu pokarmowego, układu moczowo-płciowego, śledzionie, trzustce oraz w celu usunięcia toksyn z organizmu. Aby przygotować taką wodę w domu, przymocuj konewkę po obu stronach wylewki za pomocą magnesu. Woda wypływająca z tej wylewki będzie już lekko namagnesowana.

Stosowanie magnesów trwałych jest przeciwwskazane. Pamiętaj, że nie zaleca się stosowania magnesów u osób, których czynność serca wspomagana jest przez rozrusznik serca, a także u chorych na nowotwory, osoby cierpiące na choroby psychiczne, niedociśnienie, gruźlicę, u pacjentów z gorączką oraz u kobiet w ciąży.

Dlaczego magnes przyciąga się do siebie?

W rzeczywistości interakcja magnesu z substancjami ma o wiele więcej opcji niż tylko „przyciąga” lub „nie przyciąga”. Żelazo, nikiel i niektóre stopy to metale, które ze względu na swoją specyficzną budowę bardzo silnie przyciągają magnes.

Dyski twarde zapisują dane na cienkich powłokach magnetycznych.

• Magnetyczne nośniki danych: Kasety VHS zawierają szpule taśmy magnetycznej. Wideo a informacja dźwiękowa jest kodowana na powłoce magnetycznej na taśmie. Ponadto na dyskietkach komputerowych i dyskach twardych dane są zapisywane na cienkiej powłoce magnetycznej. Nośniki pamięci nie są jednak magnesami w ścisłym tego słowa znaczeniu, ponieważ nie przyciągają przedmiotów. Magnesy w dyskach twardych stosowane są w silnikach napędowych i pozycjonujących.
• Karty kredytowe, debetowe i bankomatowe mają pasek magnetyczny po jednej stronie. Pasmo to koduje informacje potrzebne do połączenia z instytucją finansową i powiązania z jej rachunkami.
• Konwencjonalne telewizory i monitory komputerowe: Telewizory i monitory komputerowe wyposażone w lampę elektronopromieniową wykorzystują elektromagnes do kontrolowania wiązki elektronów i tworzenia obrazu na ekranie. Panele plazmowe i wyświetlacze LCD wykorzystują różne technologie.
• Głośniki i mikrofony: Większość głośników wykorzystuje magnes trwały i cewkę prądową do przekształcania energii elektrycznej (sygnału) w energię mechaniczną (ruch wytwarzający dźwięk). Uzwojenie nawinięte jest na cewkę, przymocowaną do dyfuzora i przepływa przez nie prąd przemienny, który oddziałuje z polem magnesu trwałego.
• Innym przykładem zastosowania magnesów trwałych w inżynierii audio jest głowica przetwornika elektrofonu oraz w najprostszych magnetofonach jako ekonomiczna głowica kasująca.

Już w czasach starożytnych ludzie odkryli wyjątkowe właściwości niektórych kamieni - przyciąganie metalu. W dzisiejszych czasach często spotykamy przedmioty posiadające te cechy. Co to jest magnes? Jaka jest jego siła? Porozmawiamy o tym w tym artykule.

Definicja

Co to jest magnes? Jest to materiał, który ma pewien stopień namagnesowania. Zdolność ta wynika z faktu, że cząsteczki magnesu mają własne pole i nie poruszają się chaotycznie, jak w przypadku wielu innych substancji, ale ściśle w dwóch kierunkach. To wzajemne przeciwstawienie ma właściwości przyciągania i odpychania metalowych przedmiotów. Jeśli spróbujesz połączyć magnesy z tymi samymi biegunami, możesz poczuć odrzucenie. Przeciwne strony z kolei będą się przyciągać. Ma to związek z kierunkiem poruszania się fal pola magnetycznego. Warto zauważyć, że żaden magnes nie może być jednobiegunowy. Kiedy zostaje rozbity, cząsteczki w każdym kawałku ponownie tworzą biegun północny i południowy.

Rodzaje magnesów

Co to są magnesy i jaka jest ich różnica? Działanie wielu urządzeń elektrycznych, czujników i sprzętu gospodarstwa domowego zależy od rodzaju magnesów, które się w nich znajdują. Każdy ma swoją własną charakterystykę. Pełnią określone funkcje, w zależności od zakresu zastosowania. Główne typy obejmują elektromagnesy, magnesy trwałe i tymczasowe. Warto rozważyć każdy typ bardziej szczegółowo.

Co to jest magnes trwały? Jest to materiał, który potrafi utrzymać namagnesowanie przez długi czas. Jego cząsteczki poruszają się w stałym kierunku i tworzą pole magnetyczne przy braku prądu elektrycznego. Nazywany jest także magnesem naturalnym.

Przykładem magnesu tymczasowego są spinacze do papieru, guziki, gwoździe, nóż i inne artykuły gospodarstwa domowego wykonane z żelaza. Ich siła polega na tym, że przyciąga je magnes trwały, a gdy pole magnetyczne zanika, tracą swoje właściwości.

Polem elektromagnesu można sterować za pomocą prądu elektrycznego. Jak to się stało? Drut nawinięty na żelazny rdzeń zmienia siłę pola magnetycznego i jego polaryzację, gdy prąd jest dostarczany i zmieniany.

Rodzaje magnesów trwałych

Magnesy ferrytowe są najbardziej znane i aktywnie wykorzystywane w życiu codziennym. Ten czarny materiał można wykorzystać jako elementy mocujące do różnych przedmiotów, np. plakatów, tablic ściennych wykorzystywanych w biurze czy szkole. Nie tracą swoich atrakcyjnych właściwości w temperaturach nie niższych niż 250°C.

Alnico to magnes składający się ze stopu aluminium, niklu i kobaltu. To dało mu nazwę. Jest bardzo odporny na wysokie temperatury i można go stosować w temperaturze 550 o C. Materiał jest lekki, jednak pod wpływem silniejszego pola magnetycznego całkowicie traci swoje właściwości. Stosowane głównie w przemyśle naukowym.

Stopy magnetyczne samaru są materiałami o wysokiej wydajności. Niezawodność jego właściwości pozwala na wykorzystanie materiału w opracowaniach wojskowych. Jest odporny na agresywne środowisko, wysokie temperatury, utlenianie i korozję.

Co to jest magnes neodymowy? Jest to najpopularniejszy stop żelaza, boru i neodymu. Nazywa się go także supermagnesem, ponieważ ma silne pole magnetyczne o dużej sile koercji. Obserwując określone warunki podczas pracy, magnes neodymowy może zachować swoje właściwości przez 100 lat.

Zastosowanie magnesów neodymowych

Warto przyjrzeć się bliżej, czym jest magnes neodymowy? To materiał, który potrafi rejestrować zużycie wody, prądu i gazu w licznikach i nie tylko. Ten typ magnesu należy do materiałów trwałych i ziem rzadkich. Jest odporny na pola magnetyczne innych stopów i nie ulega rozmagnesowaniu.

Wyroby neodymowe znajdują zastosowanie w przemyśle medycznym i przemysłowym. Również w warunkach domowych służą do mocowania zasłon, elementów dekoracyjnych i pamiątek. Stosowane są w przyrządach wyszukiwania i elektronice.

Aby przedłużyć ich żywotność, magnesy tego typu powlekane są cynkiem lub niklem. W pierwszym przypadku bardziej niezawodny jest natrysk, który jest odporny na działanie agresywnych środków i wytrzymuje temperatury powyżej 100°C. Siła magnesu zależy od jego kształtu, wielkości i ilości neodymu zawartego w stopie.

Zastosowania magnesów ferrytowych

Ferryty są uważane za najpopularniejsze magnesy trwałe. Dzięki zawartemu w składzie strontowi materiał nie ulega korozji. Czym więc jest magnes ferrytowy? Gdzie jest używany? Stop ten jest dość delikatny. Dlatego nazywany jest również ceramiką. Magnesy ferrytowe są stosowane w zastosowaniach motoryzacyjnych i przemysłowych. Znajduje zastosowanie w różnych urządzeniach i urządzeniach elektrycznych, a także instalacjach domowych, generatorach i systemach akustycznych. W produkcji samochodów magnesy są stosowane w układach chłodzenia, podnośnikach szyb i wentylatorach.

Celem ferrytu jest ochrona sprzętu przed zakłóceniami zewnętrznymi i zapobieganie uszkodzeniom sygnału odbieranego za pośrednictwem kabla. Dzięki tej właściwości magnesy znajdują zastosowanie w produkcji nawigatorów, monitorów, drukarek i innego sprzętu gdzie ważne jest uzyskanie czystego sygnału lub obrazu.

Magnetoterapia

Często stosuje się fizjoterapię za pomocą magnesu. Co to jest? Procedura ta nazywa się magnetoterapią i jest przeprowadzana w celach terapeutycznych. Efektem tej metody jest oddziaływanie na organizm pacjenta za pomocą pól magnetycznych pod wpływem prądu przemiennego lub stałego o niskiej częstotliwości. Ta metoda leczenia pomaga pozbyć się wielu chorób, złagodzić ból, wzmocnić układ odpornościowy i poprawić przepływ krwi.

Uważa się, że przyczyną chorób są zakłócenia w polu magnetycznym człowieka. Dzięki fizjoterapii organizm wraca do normy i poprawia się stan ogólny.

Z tego artykułu dowiedziałeś się, czym jest magnes, a także przestudiowałeś jego właściwości i zastosowania.

Gdzie stosuje się magnesy? Magnesy neodymowe - zastosowanie w życiu codziennym

Dziś każdy może kupić sztabki, krążki czy pierścienie neodymowe i używać ich w gospodarstwie domowym. W zależności od zadań możesz wybrać żądany rozmiar, wagę i kształt produktu, w zależności od zasobności portfela. Poniżej przedstawiamy kilka możliwości wykorzystania urządzeń magnetycznych, choć w rzeczywistości zakres zastosowań jest niemal nieograniczony i ograniczany jedynie wyobraźnią właściciela.

Wideo Co to jest magnes.

Trwały magnes. Magnesy trwałe neodymowe

Stanowią one najnowszy i najbardziej znaczący rozwój w tej dziedzinie w ciągu ostatnich dziesięcioleci. O ich odkryciu po raz pierwszy poinformowali niemal jednocześnie pod koniec 1983 roku specjaliści od metali z Sumitomo i General Motors. Opierają się na związku międzymetalicznym NdFeB: stopie neodymu, żelaza i boru. Spośród nich neodym jest pierwiastkiem ziem rzadkich ekstrahowanym z minerału monacytu.

Ogromne zainteresowanie, jakie wzbudziły te magnesy trwałe, wynika z faktu, że po raz pierwszy wyprodukowano nowy materiał magnetyczny, który jest nie tylko mocniejszy niż poprzednia generacja, ale także bardziej ekonomiczny. Składa się głównie z żelaza, które jest znacznie tańsze od kobaltu, oraz neodymu, który jest jednym z najpowszechniejszych materiałów ziem rzadkich i ma więcej zasobów na Ziemi niż ołów. Główne minerały ziem rzadkich, monacyt i bastanit, zawierają od pięciu do dziesięciu razy więcej neodymu niż samaru.

Jak powstają magnesy. Metoda trzecia

Wykonanie magnesu może wydawać się trudnym zadaniem. Ponieważ powyższe metody nie gwarantują, że właściwości zostaną zachowane przez długi czas. Silniejszy magnes można utworzyć za pomocą cewki indukcyjnej. Metalowy półfabrykat musi być mały, ponieważ będzie musiał zostać umieszczony wewnątrz cewki. Następnie wykonaj dokładnie tę samą procedurę, co wskazano w poprzedniej metodzie. Jedyna różnica polega na tym, że trzeba wykonać dwa razy więcej zwojów drutu, czyli 600. Tylko w tym przypadku można uzyskać dobry magnes.

Unikalne właściwości niektórych substancji zawsze zadziwiały ludzi swoją niezwykłością. Szczególną uwagę zwrócono na zdolność niektórych metali i kamieni do wzajemnego odpychania się lub przyciągania. Przez wszystkie epoki budziło to zainteresowanie mędrców i wielkie zaskoczenie zwykłych ludzi.

Począwszy od XII – XIII wieku zaczęto go aktywnie wykorzystywać do produkcji kompasów i innych innowacyjnych wynalazków. Dziś widać powszechność i różnorodność magnesów we wszystkich obszarach naszego życia. Za każdym razem, gdy spotykamy inny produkt wykonany z magnesu, często zadajemy sobie pytanie: „Jak więc powstają magnesy?”

Rodzaje magnesów

Istnieje kilka rodzajów magnesów:

• Stały;
• Tymczasowy;
• Elektromagnes;

Różnica między dwoma pierwszymi magnesami polega na ich stopniu namagnesowania i czasie utrzymywania pola w sobie. W zależności od składu pole magnetyczne będzie słabsze lub silniejsze i bardziej odporne na pola zewnętrzne. Elektromagnes nie jest prawdziwym magnesem, to po prostu efekt elektryczności, który wytwarza pole magnetyczne wokół metalowego rdzenia.

Interesujący fakt: po raz pierwszy badania nad tą substancją przeprowadził nasz domowy naukowiec Peter Peregrin. W 1269 roku opublikował „Księgę magnesu”, w której opisał wyjątkowe właściwości materii i jej oddziaływanie ze światem zewnętrznym.

Z czego wykonane są magnesy?

Do produkcji magnesów trwałych i tymczasowych wykorzystuje się żelazo, neodym, bor, kobalt, samar, alnico i ferryty. Są one miażdżone w kilku etapach i razem topione, pieczone lub prasowane w celu uzyskania stałego lub tymczasowego pola magnetycznego. W zależności od rodzaju magnesów i wymaganych właściwości zmienia się skład i proporcje składników.

Encyklopedyczny YouTube

1 / 3

✪ Pływający magnes

✪ Magnesy trwałe. Pole magnetyczne magnesów trwałych | Fizyka 8 klasa #24 | Lekcja informacyjna

✪ Magnesy trwałe

Napisy na filmie obcojęzycznym

Historia rozwoju materiałów magnetycznych

Magnesy trwałe wykonane z magnetytu były stosowane w medycynie od czasów starożytnych. Królowa Egiptu Kleopatra nosiła amulet magnetyczny. W starożytnych Chinach „Cesarska Księga Medycyny Wewnętrznej” poruszała kwestię wykorzystania kamieni magnetycznych do korygowania energii Qi w organizmie – „siły życiowej”. W późniejszych czasach o dobroczynnym działaniu magnesów mówili wielcy lekarze i filozofowie: Arystoteles, Awicenna, Hipokrates. W średniowieczu nadworny lekarz Gilbert, który opublikował esej „Na magnesie”, leczył królową Elżbietę I z powodu zapalenia stawów za pomocą magnesu trwałego. Rosyjski lekarz Botkin uciekł się do metod terapii magnetycznej.

Pierwszym sztucznym materiałem magnetycznym była stal węglowa, hartowana do struktury martenzytycznej i zawierająca około 1,2-1,5% węgla. Właściwości magnetyczne takiej stali są wrażliwe na wpływy mechaniczne i temperaturowe. Podczas pracy opartych na nim magnesów trwałych zaobserwowano zjawisko „starzenia się” właściwości magnetycznych stali.

• Twarde ferryty magnetyczne baru i strontu

Mają skład Ba/SrO 6 Fe 2 O 3 i charakteryzują się dużą odpornością na rozmagnesowanie w połączeniu z dobrą odpornością na korozję. Pomimo niskich parametrów magnetycznych i dużej kruchości w porównaniu do innych klas, ze względu na niski koszt, ferryty twarde magnetyczne znajdują najszersze zastosowanie w przemyśle.

• Magnesy NdFeB(neodym-żelazo-bor)

Magnesy ziem rzadkich produkowane poprzez tłoczenie lub odlewanie ze związku międzymetalicznego Nd 2 Fe 14 B. Zaletami tej klasy magnesów są wysokie właściwości magnetyczne (Br, H c i (BH) max) oraz niski koszt. Ze względu na słabą odporność na korozję najczęściej pokrywa się je miedzią, niklem lub cynkiem.

• Magnesy ziem rzadkich SmCo(Samarium-Kobalt)

Produkowane są metodą metalurgii proszków ze stopu kompozytowego SmCo 5 /Sm 2 Co 17 i charakteryzują się wysokimi właściwościami magnetycznymi, doskonałą odpornością na korozję oraz dobrą stabilnością parametrów w temperaturach do 350°C, co zapewnia im przewagę w wysokich temperaturach w porównaniu do Magnesy NdFeB

• Magnesy Alnico(rosyjska nazwa UNDC)

Wykonane na bazie stopu Al-Ni-Co-Fe. Do ich zalet należy wysoka stabilność temperaturowa w zakresie temperatur do 550°C, wysoka chwilowa stabilność parametrów w połączeniu z dużą siłą koercyjną oraz dobra odporność na korozję. Istotnym czynnikiem przemawiającym za ich wyborem może być znacznie niższy koszt w porównaniu do magnesów Sm-Co.

• Polimerowe magnesy trwałe (magnetoplasty)

Wykonane są z mieszaniny proszku magnetycznego i wiążącego składnika polimerowego (np. gumy). Zaletą tworzyw magnetycznych jest możliwość uzyskania skomplikowanych kształtów wyrobów z dużą dokładnością wymiarową, a także wysoką odpornością na korozję w połączeniu z dużą rezystywnością i niską wagą.

Do zastosowań w zwykłych temperaturach najsilniejsze magnesy trwałe są wykonane ze stopów zawierających neodym. Znajdują zastosowanie w takich obszarach jak obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego, serwomechanizmy dysków twardych i tworzenie wysokiej jakości

Gdzie w starożytności odkryto złoża magnetytu.

Najprostszy i najmniejszy magnes można uznać za elektron. Właściwości magnetyczne wszystkich innych magnesów wynikają z momentów magnetycznych znajdujących się w nich elektronów. Z punktu widzenia kwantowej teorii pola oddziaływanie elektromagnetyczne przenoszone jest przez bezmasowy bozon – foton (cząstkę, którą można przedstawić jako kwantowe wzbudzenie pola elektromagnetycznego).

Webera- strumień magnetyczny, gdy maleje do zera, przez podłączony do niego obwód o rezystancji 1 oma przepływa energia elektryczna o wartości 1 kulomba.

Henz- międzynarodowa jednostka indukcyjności i indukcji wzajemnej. Jeżeli przewodnik ma indukcyjność 1 H i natężenie w nim prądu zmienia się równomiernie o 1 A na sekundę, to na jego końcach indukuje się siła elektromotoryczna o wartości 1 wolta. 1 Henryk = 1,00052 10 9 absolutne elektromagnetyczne jednostki indukcyjności.

Tesli- jednostka miary indukcji pola magnetycznego w SI, liczbowo równa indukcji takiego jednolitego pola magnetycznego, w którym siła 1 niutona działa na 1 metr długości prostego przewodnika prostopadłego do wektora indukcji magnetycznej, z prądem o wartości 1 amper.

Stosowanie magnesów

• Magnetyczne nośniki danych: Kasety VHS zawierają szpule taśmy magnetycznej. Informacje wideo i audio są kodowane na powłoce magnetycznej na taśmie. Ponadto na dyskietkach komputerowych i dyskach twardych dane są zapisywane na cienkiej powłoce magnetycznej. Nośniki pamięci nie są jednak magnesami w ścisłym tego słowa znaczeniu, ponieważ nie przyciągają przedmiotów. Magnesy w dyskach twardych stosowane są w silnikach napędowych i pozycjonujących.
• Karty kredytowe, debetowe i bankomatowe mają pasek magnetyczny po jednej stronie. Pasmo to koduje informacje potrzebne do połączenia z instytucją finansową i powiązania z jej rachunkami.
• Konwencjonalne telewizory i monitory komputerowe: Telewizory i monitory komputerowe wyposażone w lampę elektronopromieniową wykorzystują elektromagnes do kontrolowania wiązki elektronów i tworzenia obrazu na ekranie. Panele plazmowe i wyświetlacze LCD wykorzystują różne technologie.
• Głośniki i mikrofony: Większość głośników wykorzystuje magnes trwały i cewkę prądową do przekształcania energii elektrycznej (sygnału) w energię mechaniczną (ruch wytwarzający dźwięk). Uzwojenie nawinięte jest na cewkę przymocowaną do dyfuzora i przepływa przez nią prąd przemienny, który oddziałuje z polem magnesu trwałego.
• Innym przykładem zastosowania magnesów w inżynierii audio jest głowica przetwornika elektrofonu oraz magnetofony kasetowe jako ekonomiczna głowica kasująca.

Magnetyczny separator minerałów ciężkich

• Silniki i generatory elektryczne: Niektóre silniki elektryczne (a także głośniki) wykorzystują kombinację elektromagnesu i magnesu trwałego. Przekształcają energię elektryczną w energię mechaniczną. Z drugiej strony generator przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną, przesuwając przewodnik przez pole magnetyczne.
• Transformatory: Urządzenia przenoszące energię elektryczną pomiędzy dwoma uzwojeniami drutu, które są izolowane elektrycznie, ale połączone magnetycznie.
• Magnesy są stosowane w przekaźnikach spolaryzowanych. Urządzenia takie pamiętają swój stan po wyłączeniu zasilania.
• Kompasy: Kompas (lub kompas morski) to namagnesowana wskazówka, która może się swobodnie obracać i ustawia się zgodnie z kierunkiem pola magnetycznego, najczęściej ziemskiego pola magnetycznego.
• Sztuka: Winylowe arkusze magnetyczne można przyklejać do obrazów, fotografii i innych przedmiotów dekoracyjnych, co pozwala na przymocowanie ich do lodówek i innych metalowych powierzchni.

Magnesy są często używane w zabawkach. M-TIC wykorzystuje pręty magnetyczne połączone z metalowymi kulkami

Magnesy ziem rzadkich w kształcie jajka, które się przyciągają

• Zabawki: Ze względu na ich odporność na grawitację z bliskiej odległości, magnesy są często używane w zabawkach dla dzieci, dając zabawne efekty.
• Magnesy można wykorzystać do wyrobu biżuterii. Naszyjniki i bransoletki mogą mieć zapięcie magnetyczne lub mogą być wykonane w całości z szeregu połączonych magnesów i czarnych koralików.
• Magnesy mogą zbierać obiekty magnetyczne (żelazne gwoździe, zszywki, pinezki, spinacze biurowe), które są albo za małe, trudno dostępne, albo zbyt cienkie, aby można je było chwycić palcami. Niektóre śrubokręty są specjalnie namagnesowane w tym celu.
• Magnesy można wykorzystać w przetwórstwie złomu do oddzielania metali magnetycznych (żelaza, stali i niklu) od niemagnetycznych (aluminium, stopy metali nieżelaznych itp.). Ten sam pomysł można zastosować w tak zwanym „teście magnetycznym”, podczas którego nadwozie samochodu bada się za pomocą magnesu w celu zidentyfikowania obszarów naprawianych za pomocą szpachli z włókna szklanego lub tworzywa sztucznego.
• Maglev: Pociąg lewitujący magnetycznie napędzany i kontrolowany przez siły magnetyczne. Pociąg taki w odróżnieniu od pociągów tradycyjnych nie dotyka podczas ruchu powierzchni szyny. Ponieważ pomiędzy pociągiem a powierzchnią poruszającą się znajduje się szczelina, tarcie zostaje wyeliminowane, a jedyną siłą hamowania jest siła oporu aerodynamicznego.
• Magnesy stosowane są w zatrzaskach drzwi meblowych.
• Jeśli w gąbkach umieścimy magnesy, to gąbkami tymi można myć cienkie arkusze materiałów niemagnetycznych jednocześnie z obu stron, przy czym jedna strona jest trudno dostępna. Może to być na przykład szyba akwarium lub balkonu.
• Magnesy służą do przenoszenia momentu obrotowego „przez” ścianę, którą może być np. szczelny pojemnik z silnikiem elektrycznym. Tak powstała zabawka NRD „Submarine”. W ten sam sposób w domowych przepływomierzach woda jest przenoszona z łopatek czujnika na jednostkę zliczającą.
• Magnesy wraz z kontaktronem stosowane są w specjalnych czujnikach położenia. Na przykład w czujnikach drzwi lodówek i alarmach bezpieczeństwa.
• Magnesy wraz z czujnikiem Halla służą do określenia położenia kątowego lub prędkości kątowej wału.
• W iskiernikach stosuje się magnesy, aby przyspieszyć wygaszanie łuku.
• Magnesy służą do badań nieniszczących metodą cząstek magnetycznych (MPC)
• Magnesy służą do odchylania wiązek promieniowania radioaktywnego i jonizującego, np. w kamerach monitorujących.
• Magnesy są używane w przyrządach wskazujących z igłą odchylającą, takich jak amperomierz. Urządzenia tego typu są bardzo czułe i liniowe.
• Magnesy są stosowane w zaworach mikrofalowych i cyrkulatorach.
• Magnesy są stosowane jako część układu odchylającego lamp elektronopromieniowych w celu regulacji trajektorii wiązki elektronów.
• Przed odkryciem prawa zachowania energii podejmowano wiele prób wykorzystania magnesów do zbudowania „maszyny perpetuum mobile”. Ludzi przyciągała pozornie niewyczerpana energia pola magnetycznego magnesów trwałych, znana od bardzo dawna. Ale działający model nigdy nie został zbudowany.
• Magnesy stosuje się w konstrukcjach hamulców bezdotykowych składających się z dwóch płytek, jedna jest magnesem, a druga jest wykonana z aluminium. Jeden z nich jest sztywno przymocowany do ramy, drugi obraca się wraz z wałem. Hamowanie jest kontrolowane przez odstęp między nimi.

Zabawki magnetyczne

• Uberorby
• Konstruktor magnetyczny
• Tablica magnetyczna
• Litery i cyfry magnetyczne
• Warcaby magnetyczne i szachy

Medycyna i kwestie bezpieczeństwa

Ze względu na fakt, że tkanka ludzka ma bardzo niski poziom podatności na statyczne pola magnetyczne, nie ma naukowych dowodów na jej skuteczność w leczeniu jakichkolwiek chorób. Z tego samego powodu nie ma naukowych dowodów na ryzyko dla zdrowia ludzkiego związane z narażeniem na to pole. Jeśli jednak w tkance ludzkiej znajdzie się ferromagnetyczne ciało obce, pole magnetyczne będzie z nim oddziaływać, co może stanowić poważne zagrożenie.

Namagnesowanie

Rozmagnesowanie

Czasami namagnesowanie materiałów staje się niepożądane i konieczne staje się ich rozmagnesowanie. Rozmagnesowanie materiałów osiąga się na różne sposoby:

• podgrzanie magnesu powyżej temperatury Curie zawsze prowadzi do rozmagnesowania;
• umieść magnes w zmiennym polu magnetycznym, które przekracza siłę koercji materiału, a następnie stopniowo zmniejsz działanie pola magnetycznego lub usuń z niego magnes.

Ta ostatnia metoda jest stosowana w przemyśle do rozmagnesowywania narzędzi, dysków twardych, kasowania informacji z kart magnetycznych i tak dalej.

Częściowe rozmagnesowanie materiałów następuje w wyniku uderzeń, gdyż ostre uderzenie mechaniczne prowadzi do zaburzenia domen.

Notatki

Literatura

• Savelyev I. V. Ogólny kurs fizyki. - M.: Nauka, 1998. - T. 3. - 336 s. - ISBN 9785020150003

Zobacz też

Istnieją dwa główne typy magnesów: magnesy trwałe i elektromagnesy. Możesz określić, czym jest magnes trwały, na podstawie jego głównych właściwości. Magnes trwały ma swoją nazwę, ponieważ jego magnetyzm jest zawsze „włączony”. Generuje własne pole magnetyczne, w przeciwieństwie do elektromagnesu, który jest wykonany z drutu owiniętego wokół żelaznego rdzenia i wymaga przepływu prądu, aby wytworzyć pole magnetyczne.

Historia badań właściwości magnetycznych

Wieki temu ludzie odkryli, że niektóre rodzaje skał mają oryginalną właściwość: przyciągają je żelazne przedmioty. Wzmianki o magnetycie znajdują się w starożytnych kronikach historycznych: ponad dwa tysiące lat temu w Europie i znacznie wcześniej w Azji Wschodniej. Początkowo uważano go za obiekt ciekawy.

Później do nawigacji wykorzystano magnetyt i okazało się, że ma on tendencję do zajmowania określonej pozycji, gdy ma swobodę obrotu. Badania naukowe przeprowadzone przez P. Peregrine'a w XIII wieku wykazały, że stal mogła nabrać tych właściwości po potarciu magnetytem.

Namagnesowane obiekty miały dwa bieguny: „północny” i „południowy” w stosunku do ziemskiego pola magnetycznego. Jak odkrył Peregrine, odizolowanie jednego z biegunów nie było możliwe poprzez przecięcie fragmentu magnetytu na dwie części – każdy pojedynczy fragment miał własną parę biegunów.

Zgodnie z dzisiejszymi koncepcjami pole magnetyczne magnesów trwałych to wynikająca z tego orientacja elektronów w jednym kierunku. Tylko niektóre rodzaje materiałów oddziałują z polem magnetycznym, znacznie mniejsza ich liczba jest w stanie utrzymać stałe pole magnetyczne.

Właściwości magnesów trwałych

Główne właściwości magnesów trwałych i wytwarzanego przez nie pola to:

• istnienie dwóch biegunów;
• przeciwne bieguny przyciągają się i podobnie jak bieguny odpychają (jak ładunki dodatnie i ujemne);
• siła magnetyczna niepostrzeżenie rozprzestrzenia się w przestrzeni i przechodzi przez przedmioty (papier, drewno);
• W pobliżu biegunów obserwuje się wzrost natężenia MF.

Magnesy trwałe wspierają MP bez pomocy zewnętrznej. W zależności od właściwości magnetycznych materiały dzielą się na główne typy:

• ferromagnesy – łatwo namagnesowane;
• materiały paramagnetyczne – magnesują się z dużym trudem;
• Diamagnetyki - mają tendencję do odbijania zewnętrznych pól magnetycznych poprzez namagnesowanie w przeciwnym kierunku.

Ważny! Miękkie materiały magnetyczne, takie jak stal, przewodzą magnetyzm po przymocowaniu do magnesu, ale przestaje on działać po jego usunięciu. Magnesy trwałe wykonane są z twardych materiałów magnetycznych.

Jak działa magnes trwały?

Jego prace dotyczą budowy atomów. Wszystkie ferromagnetyki wytwarzają naturalne, choć słabe pole magnetyczne, dzięki elektronom otaczającym jądra atomów. Te grupy atomów są w stanie zorientować się w tym samym kierunku i nazywane są domenami magnetycznymi. Każda domena ma dwa bieguny: północny i południowy. Kiedy materiał ferromagnetyczny nie jest namagnesowany, jego obszary są zorientowane w przypadkowych kierunkach, a ich pola magnetyczne znoszą się nawzajem.

Aby wytworzyć magnesy trwałe, ferromagnesy podgrzewa się w bardzo wysokich temperaturach i poddaje działaniu silnych zewnętrznych pól magnetycznych. Prowadzi to do tego, że poszczególne domeny magnetyczne wewnątrz materiału zaczynają orientować się w kierunku zewnętrznego pola magnetycznego, aż wszystkie domeny ułożą się w jednej linii, osiągając punkt nasycenia magnetycznego. Następnie materiał schładza się, a wyrównane domeny blokuje się na swoim miejscu. Po usunięciu zewnętrznego MF twarde materiały magnetyczne zachowają większość swoich domen, tworząc magnes trwały.

Charakterystyka magnesu trwałego

1. Siła magnetyczna charakteryzuje się szczątkową indukcją magnetyczną. Wyznaczony Fr. To jest siła, która pozostaje po zniknięciu parlamentarzystów zewnętrznych. Mierzone w testach (T) lub gausach (G);
2. Koercja lub odporność na rozmagnesowanie - Ns. Mierzone w A/m. Pokazuje, jakie powinno być zewnętrzne natężenie MF, aby rozmagnesować materiał;
3. Maksymalna energia – BHmax. Obliczane poprzez pomnożenie resztkowej siły magnetycznej Br i koercji Hc. Mierzone w MGSE (megaussersted);
4. Współczynnik temperaturowy resztkowej siły magnetycznej – Тс Br. Charakteryzuje zależność Br od wartości temperatury;
5. Tmax – najwyższa wartość temperatury, po osiągnięciu której magnesy trwałe tracą swoje właściwości z możliwością odwrotnego odzysku;
6. Tcur to najwyższa wartość temperatury, przy której materiał magnetyczny nieodwracalnie traci swoje właściwości. Wskaźnik ten nazywany jest temperaturą Curie.

Indywidualne właściwości magnesu zmieniają się w zależności od temperatury. W różnych temperaturach różne rodzaje materiałów magnetycznych zachowują się inaczej.

Ważny! Wszystkie magnesy trwałe tracą pewien procent swojego magnetyzmu wraz ze wzrostem temperatury, ale w różnym tempie, w zależności od ich typu.

Rodzaje magnesów trwałych

Istnieje pięć rodzajów magnesów trwałych, z których każdy jest wytwarzany inaczej przy użyciu materiałów o różnych właściwościach:

• alnico;
• ferryty;
• pierwiastki ziem rzadkich SmCo na bazie kobaltu i samaru;
• neodym;
• polimer.

Alnico

Są to magnesy trwałe składające się głównie z połączenia aluminium, niklu i kobaltu, ale mogą również zawierać miedź, żelazo i tytan. Ze względu na właściwości magnesów alnico mogą one pracować w najwyższych temperaturach, zachowując swój magnetyzm, ale rozmagnesowują się łatwiej niż ferryt lub SmCo z metali ziem rzadkich. Były to pierwsze masowo produkowane magnesy trwałe, zastępujące namagnesowane metale i drogie elektromagnesy.

Aplikacja:

• silniki elektryczne;
• obróbka cieplna;
• namiar;
• pojazdy lotnicze;
• wyposażenie wojskowe;
• sprzęt do załadunku i rozładunku w wysokiej temperaturze;
• mikrofony.

Ferryty

Do produkcji magnesów ferrytowych, znanych również jako ceramiczne, stosuje się węglan strontu i tlenek żelaza w proporcji 10/90. Obydwa materiały są powszechnie dostępne i ekonomicznie dostępne.

Magnesy ferrytowe ze względu na niskie koszty produkcji, odporność na ciepło (do 250°C) i korozję są jednymi z najpopularniejszych magnesów codziennego użytku. Mają większą koercję wewnętrzną niż alnico, ale mniejszą siłę magnetyczną niż ich neodymowe odpowiedniki.

Aplikacja:

• głośniki dźwiękowe;
• systemy bezpieczeństwa;
• duże magnesy płytowe do usuwania zanieczyszczeń żelaznych z linii technologicznych;
• silniki elektryczne i generatory;
• przyrządy medyczne;
• magnesy do podnoszenia;
• magnesy do poszukiwań morskich;
• urządzenia oparte na działaniu prądów wirowych;
• przełączniki i przekaźniki;
• hamulce

Magnesy ziem rzadkich SmCo

Magnesy kobaltowe i samarowe działają w szerokim zakresie temperatur, mają wysokie współczynniki temperaturowe i wysoką odporność na korozję. Ten typ zachowuje właściwości magnetyczne nawet w temperaturach poniżej zera absolutnego, co czyni je popularnymi w zastosowaniach kriogenicznych.

Aplikacja:

• technologia turbo;
• złącza pomp;
• środowiska mokre;
• urządzenia wysokotemperaturowe;
• miniaturowe elektryczne samochody wyścigowe;
• urządzenia radioelektroniczne do pracy w warunkach krytycznych.

Magnesy neodymowe

Najsilniejsze istniejące magnesy, składające się ze stopu neodymu, żelaza i boru. Dzięki swojej ogromnej mocy nawet miniaturowe magnesy są skuteczne. Zapewnia to wszechstronność zastosowań. Każda osoba znajduje się stale w pobliżu jednego z magnesów neodymowych. Są na przykład w smartfonie. Produkcja silników elektrycznych, sprzętu medycznego i elektroniki radiowej opiera się na ultramocnych magnesach neodymowych. Ze względu na ich ultrawytrzymałość, ogromną siłę magnetyczną i odporność na rozmagnesowanie możliwe są próbki do 1 mm.

Aplikacja:

• dyski twarde;
• urządzenia do odtwarzania dźwięku – mikrofony, czujniki akustyczne, słuchawki, głośniki;
• protezy;
• pompy sprzężone magnetycznie;
• samozamykacze do drzwi;
• silniki i generatory;
• zamki do biżuterii;
• skanery MRI;
• magnetoterapia;
• Czujniki ABS w samochodach;
• sprzęt do podnoszenia;
• separatory magnetyczne;
• kontaktrony itp.

Elastyczne magnesy zawierają cząstki magnetyczne wewnątrz spoiwa polimerowego. Stosowany do unikalnych urządzeń, w których niemożliwa jest instalacja solidnych analogów.

Aplikacja:

• reklama displayowa – szybkie mocowanie i szybkie usuwanie na wystawach i eventach;
• szyldy samochodowe, tablice edukacyjne, logo firm;
• Zabawki, puzzle i gry;
• maskowanie powierzchni do malowania;
• kalendarze i zakładki magnetyczne;
• uszczelki okien i drzwi.

Większość magnesów trwałych jest krucha i nie należy ich stosować jako elementów konstrukcyjnych. Produkowane są w formach standardowych: pierścienie, pręty, dyski oraz indywidualne: trapezy, łuki itp. Magnesy neodymowe ze względu na dużą zawartość żelaza są podatne na korozję, dlatego pokrywane są niklem, stalą nierdzewną, teflonem, tytanem , gumy i innych materiałów.

Wideo