Magnetai yra objektai, turintys magnetinį lauką, kuris pritraukia tam tikrus metalus ir kitus magnetus. Yra keturi pagrindiniai magnetų tipai: nuolatiniai, laikinieji, elektromagnetai ir natūralūs magnetai.
Nuolatiniai magnetai
Nuolatiniai magnetai yra labiausiai paplitęs magnetų tipas. Jie gali išlaikyti savo magnetines savybes neribotą laiką be jokio išorinio energijos šaltinio. Pavyzdžiui, šaldytuvo magnetai ir keraminiai magnetai.
Nuolatiniai magnetai, kurie gali būti natūralūs produktai, taip pat žinomi kaip natūralūs akmenys, arba dirbtinai pagaminti (stipriausi magnetai yraneodimio magnetai), turi plačias histerezės kilpas, aukštą koercyvumą, didelį išliekamumą ir medžiagas, kurios gali išlaikyti pastovų magnetizmą po įmagnetinimo. Taikymuose nuolatiniai magnetai veikia esant giliam magnetiniam prisotinimui ir antrajai magnetosferos kilpos kvadranto išmagnetinimo daliai po įmagnetinimo. Nuolatiniai magnetai turi turėti kuo didesnę koerciatyvą Hc, remanenciją Br ir didžiausią magnetinės energijos produktą (BH) m, kad būtų užtikrintas maksimalus magnetinės energijos kaupimas ir stabilus magnetizmas.
Yra keletas nuolatinių magnetų tipų
1. Neodimio magnetai
Neodimio magnetaiyra nuolatiniai neodimio, geležies, boro ir kitų elementų magnetai. Jie turi ypač aukštus magnetinės energijos produktus ir priverstinę jėgą ir yra viena stipriausių nuolatinių magnetų medžiagų pasaulyje.
2. SmCo magnetai
SmCo magnetasyra retųjų žemių nuolatinio magneto medžiaga, pagaminta iš samario (Sm) ir kobalto (Co), kaip pagrindiniai komponentai, miltelinės metalurgijos būdu. Jis turi didelį magnetinės energijos produktą, didelę priverstinę jėgą ir gerą temperatūros stabilumą, leidžiančią išlaikyti geras magnetines savybes aukštos temperatūros aplinkoje.
3. AlNiCo magnetai
AlNiCo magnetaiyra sudaryti iš sferinių elementų. Ši medžiaga plačiai naudojama kaip nuolatinis magnetas dėl didelės koercinės jėgos ir gerų magnetinių savybių. Geležies lydinys, daugiausia sudarytas iš aliuminio (Al), nikelio (Ni), kobalto (Co) geležies ir kito aukso pėdsakų.
4. Sukepinti feritai
Sukepinti feritai yra tam tikros rūšies magnetinė medžiaga, pagaminta keraminiu būdu sukepinant geležies oksidą (daugiausia Fe₂O3) ir kitus metalų oksidus (pvz., BaO, SrO ir kt.). Jis priklauso kietai magnetinei medžiagai, turi didelį magnetinės energijos produktą ir priverstinę jėgą ir gali išlaikyti magnetizmą po maitinimo gedimo.
5. Guminis magnetas
A guminis magnetasyra minkštas, elastingas ir sukamas magnetas, pagamintas maišant magnetinės medžiagos miltelius (pvz., feritą arba NdFeB) su lanksčiomis medžiagomis, tokiomis kaip guma ar plastikas, o po to ekstruzijos, kalandravimo, liejimo įpurškimas ir kiti procesai. Tai leidžia jį apdoroti įvairiomis formomis ir dydžiais bei turi tam tikrą elastingumą ir minkštumą.
Nuolatinio magneto proceso klasifikacija
1. Surištas NdFeB
Surištas NdFeB yra magnetas, pagamintas sumaišius NdFeB magnetinius miltelius ir rišiklį presavimo arba liejimo būdu. Surišti magnetai turi didelį matmenų tikslumą ir gali būti pagaminti į gana sudėtingų formų magnetinius komponentus. Jie taip pat turi vienkartinio liejimo ir kelių polių orientacijos ypatybes.
2. Sukepintas NdFeB
Sukepintas NdFeB yra didelio našumo nuolatinio magneto medžiaga, daugiausia sudaryta iš retųjų žemių elemento Nd, pereinamojo metalo geležies ir nemetalinio elemento boro. Jis gaminamas miltelių metalurgijos būdu, įskaitant šių elementų maišymo, lydymo, smulkinimo, presavimo, sukepinimo ir terminio apdorojimo veiksmus tam tikra proporcija. Sukepintas NdFeB turi itin aukštus magnetinės energijos produktus, didelį išliekamumą ir aukštą koercyvumą ir yra viena stipriausių šiuo metu turimų nuolatinio magneto medžiagų.
3. Įpurškimo formos NdFeB
Įpurškiamas NdFeB yra speciali NdFeB nuolatinio magneto medžiaga, kuri apjungia liejimo liejimo technologijos ir NdFeB magnetinių medžiagų privalumus. Ši medžiaga gaminama sumaišant NdFeB magnetinius miltelius su didelės molekulinės masės polimeru ir įpurškimo būdu gaminant įvairias sudėtingos formos magnetines dalis. Įpurškimo būdu suformuotas NdFeB ne tik išlaiko aukštas NdFeB magnetines savybes, bet ir pasižymi geromis apdirbimo savybėmis bei atsparumu korozijai.
Nuolatinio magneto taikymo laukas
Nuolatiniai magnetai turi platų pritaikymo spektrą ir pasižymi magnetizmo palaikymo savybėmis, todėl jie plačiai naudojami daugelyje sričių, apimančių kelias pramonės šakas ir sritis.
Jis plačiai naudojamas įvairiose srityse, tokiose kaip elektronika, elektra, mašinos, transportas, medicina ir kasdieniai poreikiai. Tokie kaip nuolatiniai garsiakalbių ir telefono imtuvų magnetai; magnetoelektrinių skaitiklių magnetinė sistema; generatorių ir nuolatinių magnetų variklių magnetiniai poliai; nuolatiniai magnetiniai įtaisai, naudojami mašinų gamybos pramonėje (pavyzdžiui, nuolatiniai magnetiniai griebtuvai paviršiaus šlifuokliams ir kt.) ir magnetinės pakabos sistemos, magnetiniai guoliai; magnetinio atskyrimo sistemos, magnetinis rūdos atskyrimas, magnetinės vandens valymo sistemos, magnetronai, magnetinės protonų greitintuvų sistemos ir kt.
Laikinieji magnetai
Laikinieji magnetai, taip pat žinomi kaip minkštosios magnetinės medžiagos arba laikinieji magnetai, laikinieji magnetai yra pagaminti iš feromagnetinės medžiagos, kuri gali būti trumpą laiką įmagnetinta išoriniu magnetiniu lauku, bet praras savo magnetines savybes pašalinus išorinį lauką. Tokioms medžiagoms būdingas mažas koerciškumas (ty silpnas gebėjimas atsispirti išmagnetinimui), todėl jų magnetinė būsena gali lengvai keistis keičiantis išorinėms sąlygoms. Įprasti laikinieji magnetai yra vinys ir sąvaržėlės, kurias galima paimti arba perkelti stipriais magnetais.
Laikinųjų magnetų veikimas
1. Mažas koercityvumas: lengvai įmagnetinamas ir lengvai išmagnetinamas.
2. Didelis magnetinis pralaidumas: gali veiksmingai nukreipti ir sutelkti magnetinį lauką.
3. Mažas išliekamumas: pašalinus išorinį magnetinį lauką, išliekamumas (liekamasis magnetizmas) yra labai mažas.
4. Geras laidumas: kai kurios laikinosios magnetinės medžiagos taip pat turi gerą laidumą.
Kokiuose laukuose galima naudoti laikinus magnetus
Laikinieji magnetai yra plačiai naudojami pramonėje, techninėje įrangoje ir kasdieniame gyvenime, daugiausia naudojami elektromagnetų, transformatorių ir induktorių, jutiklių ir matavimo įrangos, automobilių ir kosmoso, medicinos įrangos ir kt.
Elektromagnetas
Elektromagnetai yra laikini magnetai, sukurti praleidžiant elektros energiją per vielos ritę, kad būtų sukurtas stiprus magnetinis laukas. Šio tipo magnetai naudojami daugelyje plataus vartojimo elektronikos gaminių, tokių kaip elektros varikliai ir garsiakalbiai. Jį sudaro ritė ir geležinė šerdis. Aplink geležies šerdies išorę apvyniojama laidžioji apvija, atitinkanti jos galią. Ši ritė, per kurią teka srovė, yra magnetinė kaip magnetas. Jis taip pat vadinamas elektromagnetu. Kai srovė teka per ritę, aplink geležies šerdį sukuriamas magnetinis laukas, todėl elektromagnetas tampa magnetinis. Paprastai gaminame strypo ar kanopos formą, kad geležinę šerdį būtų lengviau įmagnetinti. Be to, kad elektromagnetas išmagnetintų iš karto išjungus maitinimą, jo gamybai dažnai naudojame minkštas geležies arba silicio plieno medžiagas, kurių išmagnetinimas yra greitesnis. Toks elektromagnetas yra magnetinis įjungus maitinimą, o išjungus maitinimą magnetizmas išnyksta.
Elektromagneto veikimo principas
Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnis teigia, kad kai magnetinis srautas praeina per laidininko kilpą, kilpoje sukuriama indukuota elektrovaros jėga. Elektromagnete, kai srovė teka per ritę, ji sukuria magnetinį lauką. Šis magnetinis laukas sąveikauja su geležies šerdimi, todėl geležies šerdis yra įmagnetinama.
Įmagnetinus geležinę šerdį, ji tampa laikinu magnetu su šiaurės ir pietų poliais. Magnetinio lauko stiprumas priklauso nuo srovės stiprumo, ritės apsisukimų skaičiaus ir šerdies medžiagos bei formos.
Kai elektromagneto šerdis yra įmagnetinta, ji pritraukia arba atstumia kitus magnetinius objektus. Elektromagneto magnetizmą galima valdyti reguliuojant srovės įjungimą ir išjungimą. Kai srovė sustoja, magnetinis laukas išnyksta, o šerdis praranda magnetizmą.
Elektromagneto veikimo principas pagrįstas srovės ir magnetinio lauko sąveika. Ši sąveika leidžia elektromagnetams atlikti svarbų vaidmenį daugelyje programų, pavyzdžiui, elektromagnetiniuose kranuose, varikliuose, relėse, solenoidiniuose vožtuvuose ir kt.
Kokie elektromagnetai yra gyvenime?
Mūsų gyvenime yra daug elektromagnetų, plačiai naudojamų elektromagnetiniuose kranuose, elektromagnetinėse spynose, elektromagnetinėse relėse, solenoidiniuose vožtuvuose, garsiakalbiuose, elektriniuose žaisluose, maglev traukiniuose, generatoriuose, telefonuose, automatikos valdymo įrangoje, pakavimo mašinose, medicinos įrangoje, maisto mašinose, tekstilės mašinose. ir kt.
Elektromagnetai atlieka įvairias naudingas funkcijas, valdydami srovės ir magnetinio lauko intensyvumą, pavyzdžiui, pritraukiantys ir atstumdami geležinius objektus, realizuodami mechaninius judesius, tokius kaip linijinis judėjimas, sukimasis ir siūbavimas, ir vaidina nepakeičiamą vaidmenį šiuolaikinėje pramonėje ir gyvenime.
Natūralūs magnetai
Natūralūs magnetai yra tie, kurie natūraliai atsiranda gamtoje ir gali būti rasti geležies rūdos telkiniuose. Jie taip pat vadinami lodestones arba magnetitu. Jie gali pritraukti magnetinius metalus, tokius kaip geležis, nikelis ir kobaltas. Jie randami žemės gamtoje ir paprastai turi stiprų magnetizmą. Natūralūs magnetai yra viena iš pirmųjų žmonių atrastų ir panaudotų magnetinių medžiagų.
Natūralius magnetus žmonės atrado ir naudojo senovėje ir turi svarbių pritaikymų istorijoje, ypač navigacijos srityje. Pavyzdžiui, senovės kinų kompasas naudojo natūralių magnetų magnetizmą krypčiai nurodyti.
Skirtingai nuo dirbtinių elektromagnetų, natūralių magnetų magnetizmą lemia jų vidinė atominė struktūra ir elektroninis išsidėstymas, o magnetizmui palaikyti nereikia išorinio maitinimo šaltinio. Tačiau natūralių magnetų magnetizmas yra gana silpnas ir paprastai nėra toks stiprus ir reguliuojamas kaip dirbtinių elektromagnetų.
Nors dauguma šiuolaikinėse technologijose naudojamų magnetų yra dirbtiniai, natūralūs magnetai vis dar naudojami kai kuriose srityse, pavyzdžiui, kai kuriose švietimo ir mokslinių tyrimų srityse, amatuose ir dekoracijose, magnetinės terapijos gaminiuose ir pan., siekiant parodyti magnetinio lauko sampratą.
Kaip senovės magnetinė medžiaga, natūralūs magnetai ne tik užima svarbią vietą istorijoje, bet ir vis dar turi tam tikrą pritaikymo vertę šiuolaikinėje visuomenėje. Nors jų magnetinis stiprumas nėra toks stiprus kaip šiuolaikiniai sintetiniai nuolatiniai magnetai, jų natūralus grožis ir unikali istorinė reikšmė atnešė jiems vietą švietimo, tyrimų ir meno srityse.
Išvada
Visi šie keturių tipų magnetai turi unikalias savybes ir paskirtį, todėl juos galima naudoti įvairioms reikmėms. Nesvarbu, ar ieškote nuolatinio magneto, laikinojo magneto, elektromagneto ar natūralaus magneto, tikrai rasite tokį, kuris atitiks jūsų poreikius!