Umieść dłoń lewej ręki w taki sposób, aby wydawało się, że linie indukcji magnetycznej do niej wchodzą, a cztery wyciągnięte palce, złożone równolegle do siebie, wskazują kierunek ruchu pozytywu. W rezultacie kciuk lewej ręki zgięty pod kątem 90 stopni będzie wskazywał kierunek działania siły Lorentza. Jeżeli do ładunków ujemnych zastosujemy regułę świdra, wówczas cztery wyciągnięte palce ustalają prędkość ruchu naładowanych.

Wprowadzenie pole magnetyczne, czyli siłę charakterystyczną dla pola utworzonego przez prąd elektryczny, można obliczyć korzystając z podanego wzoru. Tutaj rₒ jest wektorem promienia. Wskazuje punkt, w którym znajdujemy siłę pola magnetycznego. Dl jest długością odcinka tworzącego pole magnetyczne, a I jest odpowiednio natężeniem prądu. W układzie SI µₒ jest stałą magnetyczną równą iloczynowi 4π przez 10 v - .

Zdefiniuj moduł siły Lorentza jako iloczyn następujących wielkości: modułu ładunku nośnika, prędkości uporządkowanego ruchu nośnika wzdłuż przewodnika, modułu indukcji pola magnetycznego, kąta między wektorami prędkości wskazanej i indukcji magnetycznej. Dotyczy to wszystkich wartości prędkości ładowania.

Zapisz wyrażenie i wykonaj niezbędne obliczenia.

Wideo na ten temat

notatka

Jeżeli naładowana cząstka porusza się w polu magnetycznym charakteryzującym się jednorodnością, to gdy działa na nią siła Lorentza, wektor prędkości tej cząstki będzie leżał w płaszczyźnie prostopadłej do wektora indukcji magnetycznej. W efekcie naładowany obiekt będzie poruszał się po okręgu. W takich przypadkach siła magnetyczna Lorentza staje się siłą dośrodkową.

Pomocna rada

Kierunek siły Lorentza jest prostopadły do ​​kierunku wektorów prędkości i indukcji magnetycznej. W chwili ruchu naładowanej cząstki w polu magnetycznym siła ta nie wykonuje żadnej pracy. W rezultacie wielkość wektora prędkości zostaje w tym momencie zachowana, a zmienia się jedynie kierunek tego wektora.

Źródła:

  • Magnetyczne oddziaływanie prądów

Wskazówka 2: Siła pola magnetycznego i jego główne cechy

Pole magnetyczne jest jedną z form materii, obiektywnej rzeczywistości. Jest niewidoczny dla ludzkiego oka, jednak jego istnienie objawia się w postaci sił magnetycznych, które oddziałują na naładowane cząstki i magnesy trwałe.

Graficzne przedstawienie pola magnetycznego

Pole magnetyczne jest z natury niewidoczne. Dla wygody opracowano metodę obraz graficzny w postaci linii energetycznych. Ich kierunek musi pokrywać się z kierunkiem sił pola magnetycznego. Linie siły nie mają początku ani końca: są zamknięte. Odzwierciedla to jedno z równań Maxwella w teorii interakcji elektromagnetycznych. Społeczność naukowa przyjmuje, że linie siły „zaczynają się” na biegunie północnym magnesu i „kończą się” na biegunie południowym. Dodatek ten został wprowadzony wyłącznie w celu warunkowego określenia kierunku wektora siły pola magnetycznego.

Zamknięcie linii pola magnetycznego można sprawdzić za pomocą prostego eksperymentu. Potrzebować trwały magnes i teren wokół niego z opiłkami żelaza. Zostaną one ustawione w taki sposób, aby same linie sił były widoczne.

Siła pola magnetycznego

Wektor natężenia pola magnetycznego jest tym samym wektorem, który opisano w poprzedniej sekcji. To jego kierunek musi pokrywać się z kierunkiem linii siły. Jest to siła, z jaką pole działa na umieszczony w nim magnes trwały. Napięcie charakteryzuje oddziaływanie pola magnetycznego z otaczającą materią. Istnieje specjalny, za pomocą którego można wyznaczyć moduł jego wektora w dowolnym punkcie przestrzeni (prawo Biota-Savarta-Laplace'a). Napięcie nie zależy od właściwości magnetycznych ośrodka i jest mierzone w oerstedach (w układzie CGS) oraz w A/m (SI).

Indukcja pola magnetycznego i strumień magnetyczny

Indukcja pola magnetycznego charakteryzuje jego natężenie, tj. zdolność do wytwarzania pracy. Im wyższa zdolność, tym silniejsze pole i większa koncentracja linii pola na 1 m2. Strumień magnetyczny jest iloczynem indukcji i obszaru, na który działa pole. Liczbowo wartość ta jest zwykle równa liczbie przenikających linii siły pewien obszar. Przepływ jest maksymalny, jeśli miejsce jest położone prostopadle do kierunku wektora napięcia. Im mniejszy ten kąt, tym słabsze uderzenie.

Przepuszczalność magnetyczna

Działanie pola magnetycznego w danym ośrodku zależy od jego przenikalności magnetycznej. Wartość ta charakteryzuje wielkość indukcji w ośrodku. Powietrze i niektóre substancje mają przenikalność magnetyczną próżni (wartość jest pobierana z tabeli stałych fizycznych). W ferromagnetykach jest ono tysiące razy większe.

Magnesy trwałe, obok kawałków bursztynu naelektryzowanych przez tarcie, były pierwszym materialnym dowodem istnienia starożytnych ludzi zjawiska elektromagnetyczne(u zarania dziejów błyskawicę zdecydowanie przypisywano sferze przejawów sił nieuchwytnych). Wyjaśnianie natury ferromagnetyzmu zawsze zajmowało dociekliwe umysły naukowców, ale nawet teraz natura fizyczna namagnesowanie trwałe niektórych substancji, zarówno naturalnych, jak i wytworzonych sztucznie, nie zostało jeszcze w pełni poznane, pozostawiając znaczne pole aktywności współczesnym i przyszłym badaczom.

Tradycyjne materiały na magnesy trwałe

Są aktywnie stosowane w przemyśle od 1940 roku wraz z pojawieniem się stopu alnico (AlNiCo). Wcześniej magnesy trwałe wykonane z różnych rodzajów stali stosowano wyłącznie w kompasach i iskrownikach. Alnico umożliwiło zastąpienie nimi elektromagnesów i zastosowanie ich w urządzeniach takich jak silniki, generatory czy głośniki.

To jest ich przenikanie do naszego życie codzienne otrzymał nowy impuls wraz z utworzeniem magnesów ferrytowych i od tego czasu magnesy trwałe stały się powszechne.

Rewolucja w materiałach magnetycznych rozpoczęła się około 1970 roku wraz ze stworzeniem rodziny samarowo-kobaltowych twardych materiałów magnetycznych o niespotykanych wcześniej gęstościach energii magnetycznej. Następnie odkryto nową generację magnesów ziem rzadkich, na bazie neodymu, żelaza i boru, o znacznie wyższej gęstości energii magnetycznej niż samar-kobalt (SmCo) i przy spodziewanie niskim koszcie. Te dwie rodziny magnesów ziem rzadkich mają tak dużą gęstość energii, że mogą nie tylko zastąpić elektromagnesy, ale także znaleźć zastosowanie w obszarach dla nich niedostępnych. Przykładami są malutki silnik krokowy z magnesami trwałymi w zegarkach naręcznych i przetworniki dźwięku w słuchawkach typu Walkman.

Na poniższym schemacie przedstawiono stopniową poprawę właściwości magnetycznych materiałów.

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 silniejszy niż Poprzednia generacja, ale jest bardziej ekonomiczne. 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.

Fizyczny mechanizm namagnesowania trwałego

Aby wyjaśnić działanie magnesu trwałego, musimy zajrzeć do jego wnętrza aż do skali atomowej. Każdy atom ma zbiór spinów elektronów, które razem tworzą jego moment magnetyczny. Dla naszych celów możemy uznać każdy atom za mały magnes sztabkowy. Kiedy magnes trwały jest rozmagnesowywany (poprzez podgrzanie go do wysokiej temperatury lub za pomocą zewnętrznego pola magnetycznego), każdy moment atomowy jest zorientowany losowo (patrz rysunek poniżej) i nie obserwuje się żadnej regularności.

Kiedy jest namagnesowany w silnym polu magnetycznym, wszystkie momenty atomowe są zorientowane w kierunku pola i niejako powiązane ze sobą (patrz rysunek poniżej). To sprzężenie pozwala na utrzymanie pola magnesu trwałego po usunięciu pola zewnętrznego, a także jest odporne na rozmagnesowanie w przypadku zmiany jego kierunku. Miarą siły spójności momentów atomowych jest wielkość siły koercyjnej magnesu. Więcej na ten temat później.

W bardziej szczegółowym przedstawieniu mechanizmu magnesowania nie operują oni koncepcjami momentów atomowych, ale wykorzystują pomysły dotyczące miniaturowych (rzędu 0,001 cm) obszarów wewnątrz magnesu, które początkowo mają trwałe namagnesowanie, ale są losowo zorientowane na brak pola zewnętrznego, tak aby ścisły czytelnik w razie potrzeby mógł odnieść się do powyższego mechanizm fizyczny nie do magnesu w ogóle. ale do osobnej domeny.

Indukcja i magnesowanie

Momenty atomowe sumują się i tworzą moment magnetyczny całego magnesu trwałego, a jego namagnesowanie M pokazuje wielkość tego momentu na jednostkę objętości. Indukcja magnetyczna B pokazuje, że magnes trwały jest wynikiem działania zewnętrznej siły magnetycznej (natężenia pola) H przyłożonej podczas magnesowania pierwotnego, a także namagnesowania wewnętrznego M wynikającego z orientacji momentów atomowych (lub dziedzinowych). Jego wartość w ogólnym przypadku wyraża się wzorem:

B = µ 0 (H + M),

gdzie µ 0 jest stałą.

W pierścieniu trwałym i jednorodnym magnesie natężenie pola H w nim (przy braku pola zewnętrznego) jest równe zero, ponieważ zgodnie z prawem całkowitego prądu jego całka wzdłuż dowolnego okręgu wewnątrz takiego rdzenia pierścieniowego jest równe:

H∙2πR = iw=0, skąd H=0.

Zatem namagnesowanie magnesu pierścieniowego wynosi:

W otwartym magnesie, na przykład, w tym samym magnesie pierścieniowym, ale ze szczeliną powietrzną o szerokości l w rdzeniu o długości l szarej, przy braku pola zewnętrznego i tej samej indukcji B wewnątrz rdzenia i w szczelinie, zgodnie z prawem prądu całkowitego otrzymujemy:

H ser l ser + (1/ µ 0)Bl zaz = iw=0.

Ponieważ B = µ 0 (H ser + M ser), to podstawiając jego wyrażenie do poprzedniego, otrzymujemy:

H ser (l ser + l zaz) + M ser l zaz =0,

H ser = ─ M ser l zaz (l ser + l zaz).

W szczelinie powietrznej:

H zaz = B/µ 0,

gdzie B jest określone przez dany M ser i znaleziony H ser.

Krzywa namagnesowania

Począwszy od stanu nienamagnesowanego, gdy H wzrasta od zera, w związku z orientacją wszystkich momentów atomowych w kierunku pola zewnętrznego, M i B szybko rosną, zmieniając się wzdłuż odcinka „a” głównej krzywej namagnesowania (patrz rysunek poniżej) .

Po wyrównaniu wszystkich momentów atomowych M osiąga wartość nasycenia, a dalszy wzrost B następuje wyłącznie pod wpływem przyłożonego pola (przekrój b krzywej głównej na rysunku poniżej). Kiedy pole zewnętrzne maleje do zera, indukcja B maleje nie wzdłuż pierwotnej ścieżki, ale na odcinku „c” w wyniku sprzężenia momentów atomowych, dążąc do utrzymania ich w tym samym kierunku. Krzywa magnesowania zaczyna opisywać tzw. pętlę histerezy. Kiedy H (pole zewnętrzne) zbliża się do zera, indukcja zbliża się do wartości resztkowej określonej jedynie przez momenty atomowe:

B r = μ 0 (0 + M g).

Po zmianie kierunku H, H i M działają w przeciwnych kierunkach, a B maleje (część krzywej „d” na rysunku). Wartość pola, przy której B maleje do zera, nazywa się siłą koercji magnesu B H C . Kiedy wielkość przyłożonego pola jest wystarczająco duża, aby przerwać spójność momentów atomowych, są one zorientowane w nowym kierunku pola, a kierunek M jest odwrócony. Wartość pola, przy której to następuje, nazywana jest wewnętrzną siłą koercyjną magnesu trwałego M H C. Zatem istnieją dwie różne, ale powiązane siły przymusu związane z magnesem trwałym.

Poniższy rysunek przedstawia podstawowe krzywe rozmagnesowania różnych materiałów na magnesy trwałe.

Widać z tego, że magnesy NdFeB mają największą indukcję szczątkową B r i siłę koercji (zarówno całkowitą, jak i wewnętrzną, czyli wyznaczaną bez uwzględnienia siły H, jedynie na podstawie namagnesowania M).

Prądy powierzchniowe (ampery).

Pola magnetyczne magnesów trwałych można uznać za pola niektórych powiązanych prądów płynących wzdłuż ich powierzchni. Prądy te nazywane są prądami amperowymi. W zwykłym tego słowa znaczeniu w magnesach trwałych nie ma prądu. Jednak porównując pola magnetyczne magnesów trwałych z polami prądów w cewkach, francuski fizyk Ampere zasugerował, że namagnesowanie substancji można wytłumaczyć przepływem mikroskopijnych prądów, tworząc mikroskopijne obwody zamknięte. I rzeczywiście, analogia między polem elektromagnesu i długiego cylindrycznego magnesu jest prawie pełna: istnieje biegun północny i południowy magnesu trwałego oraz te same bieguny solenoidu, a także wzory linii sił ich pól są również bardzo podobne (patrz rysunek poniżej).

Czy wewnątrz magnesu występują prądy?

Wyobraźmy sobie, że cała objętość jakiegoś prętowego magnesu trwałego (o dowolnym kształcie) Przekrój) jest wypełniony mikroskopijnymi prądami amperowymi. Przekrój magnesu z takimi prądami pokazano na poniższym rysunku.

Każdy z nich ma moment magnetyczny. Przy tej samej orientacji w kierunku pola zewnętrznego tworzą wynikowy moment magnetyczny różny od zera. Określa istnienie pola magnetycznego przy pozornym braku uporządkowanego ruchu ładunków, przy braku prądu przez dowolny przekrój magnesu. Łatwo też zrozumieć, że wewnątrz niego kompensowane są prądy sąsiednich (stykowych) obwodów. Jedynie prądy na powierzchni ciała, które tworzą prąd powierzchniowy magnesu trwałego, nie są kompensowane. Jego gęstość okazuje się równa namagnesowaniu M.

Jak pozbyć się ruchomych kontaktów

Problem budowy bezstykowej maszyny synchronicznej jest znany. Jego tradycyjna konstrukcja ze wzbudzeniem elektromagnetycznym z biegunów wirnika z cewkami polega na dostarczaniu do nich prądu poprzez styki ruchome - pierścienie ślizgowe ze szczotkami. Wady takiego rozwiązania technicznego są powszechnie znane: są to trudności w utrzymaniu, niska niezawodność i duże straty w stykach ruchomych, szczególnie w przypadku potężnych turbogeneratorów i generatorów wodorowych, których obwody wzbudzenia zużywają znaczną energię elektryczną.

Jeśli wykonasz taki generator za pomocą magnesów trwałych, problem kontaktu natychmiast zniknie. Istnieje jednak problem niezawodnego mocowania magnesów na obracającym się wirniku. Tutaj przydać się może doświadczenie zdobyte przy produkcji ciągników. Od dawna stosują generator indukcyjny z magnesami trwałymi umieszczonymi w szczelinach wirnika wypełnionych niskotopliwym stopem.

Silnik z magnesami trwałymi

W ostatnich dziesięcioleciach silniki prądu stałego stały się powszechne. Taka jednostka składa się z samego silnika elektrycznego i elektronicznego komutatora jego uzwojenia twornika, który pełni funkcje kolektora. Silnik elektryczny jest silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi umieszczonymi na wirniku, jak na rys. powyżej, ze nieruchomym uzwojeniem twornika na stojanie. Elektroniczny obwód przełączający to falownik napięcia stałego (lub prądu) sieci zasilającej.

Główną zaletą takiego silnika jest jego bezkontaktowy charakter. Jego specyficznym elementem jest czujnik foto, indukcyjny lub Halla, który steruje pracą falownika.

Już w starożytności ludzie to odkryli unikalne właściwości niektóre kamienie - przyciągają metal. W dzisiejszych czasach często spotykamy przedmioty posiadające te cechy. Co to jest magnes? Jaka jest jego siła? Porozmawiamy o tym w tym artykule.

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.

Pole elektromagnesu można kontrolować za pomocą prąd elektryczny. 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 o 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 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 niezawodne jest natryskiwanie, gdyż jest ono odporne na działanie agresywnych środków i wytrzymuje temperatury powyżej 100 o 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 temu znajdują zastosowanie w produkcji nawigatorów, monitorów, drukarek i innego sprzętu gdzie ważne jest uzyskanie czystego sygnału lub obrazu.

Magnetoterapia

Często stosuje się zabieg zwany magnetoterapią, który przeprowadza się w celach terapeutycznych. Działanie tej metody polega na oddziaływaniu na organizm pacjenta za pomocą pól magnetycznych o niskiej częstotliwości zmiennej lub DC. Ta metoda leczenia pomaga pozbyć się wielu chorób, złagodzić ból, wzmocnić układ odpornościowy, 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.

Szeroko stosowane w elektrotechnice, budowie maszyn i wielu innych gałęziach przemysłu. Należy pamiętać, że właściwości i właściwości magnesów neodymowych zależą od wielu czynników. Za ich skuteczność praktyczne zastosowanie Ważne jest, aby wziąć pod uwagę rozmiar, kształt i moc produktów. Należy również wziąć pod uwagę ich słabe strony, w tym ograniczenia temperatury pracy. Tylko biorąc pod uwagę cechy i klasy magnesów neodymowych, można wybrać opcje produktu optymalne pod względem ceny i siły magnetycznej.

Jak określić moc magnesu neodymowego


Kluczową cechą magnesu jest jego moc. Parametr ten należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiednich produktów do rozwiązania konkretnego problemu. stosowane problemy. Najprostszym sposobem określenia mocy magnesu neodymowego i jego zgodności z planowanym zastosowaniem jest zwrócenie uwagi na następujące parametry:

1) Siła chwytu. W opisie magnesów podany jest wskaźnik siły wyciągania. Na podstawie tej cechy można ocenić masę przedmiotów, które można utrzymać, a także siłę wymaganą do ich odłączenia. Moc magnesów neodymowych jest zwykle wyrażana w kilogramach, a czasami w niutonach.

2) Numer stopu. Właściwości materiału na bazie związku neodymu, żelaza i boru zależą od dodatkowych wtrąceń. Na podstawie tego, jak zachowuje się krzywa rozmagnesowania magnesów neodymowych przy użyciu określonego stopu, otrzymuje ona swój określony numer. Na przykład N 38 lub magnesy neodymowe N 45. Liczba stopów jest wprost proporcjonalna do siły wyciągania. Zatem za pomocą tego wskaźnika można ocenić moc magnesu neodymowego.

3) Indukcja. Jeśli planujesz wykorzystać materiał do rozwiązywania złożonych problemów technicznych, uwzględnienie siły rozdarcia lub numeru stopu nie wystarczy. Dodatkowo należy znać indukcję magnesu neodymowego. W szczególności wskaźnik ten ma kluczowe znaczenie przy wyborze materiałów do aktywacji czujników Halla lub kontaktronów. Indukcja magnetyczna magnesów neodymowych określa siłę i kierunek pola w określonym punkcie znajdującym się w pobliżu magnesu. Jego pomiar przeprowadza się w Gaussach i Teslach (1 Tesla = 10 000 Gausów).


Jakie parametry decydują o właściwościach magnesów neodymowych


1) Moc Magnes neodymowy jest ważnym, ale nie jedynym wskaźnikiem, według którego eksperci wybierają najbardziej odpowiednie produkty. Istnieje wiele innych wskaźników wpływających na zachowanie materiału w rzeczywistych warunkach. W szczególności brane są pod uwagę następujące cechy magnesów neodymowych:


2) Energia magnetyczna, mierzona w kJ/m3, jest miarą siły przyciągania. Dla wygody można go podać w kgf (kilogram-siła). W tym przypadku 1 kgf jest w przybliżeniu równe 10 kJ/m3.


3) Indukcja resztkowa magnesy neodymowe wyrażają wielkość namagnesowania materiału, która utrzymuje się przy braku narażenia na zewnętrzne pola magnetyczne.


4) Siła przymusu jest wyrażeniem siły pola magnetycznego, które zapewnia rozmagnesowanie magnesów neodymowych. Tę cechę należy wziąć pod uwagę, jeśli planujesz używać produktu w pobliżu silnych pól magnetycznych lub elektromagnetycznych.

Jak wybrać odpowiedni mocny magnes neodymowy


W większości przypadków moc najprostszych i najtańszych magnesów jest wystarczająca do użytku domowego. Jednak w sytuacji, gdy najważniejsza jest siła przyczepności magnesów neodymowych, należy wziąć pod uwagę pewne cechy produktów i warunki ich stosowania:


1) Temperatura. Standardowe opcje stopów (N) są przeznaczone do stosowania w temperaturach do +80⁰C. Po przekroczeniu tej wartości magnes neodymowy traci swoje atrakcyjne właściwości. Do stosowania w wysokich temperaturach wybierz magnesy M (do +100⁰C) lub H (do +120⁰C). Używane w ekstremalne warunki Odpowiednie są produkty oznaczone EH (Extra High). W tym przypadku właściwości magnesów neodymowych zostają zachowane nawet w temperaturze +200⁰C.


2) Obszar kontaktu. Większą siłę przyczepności przy niezmienionych pozostałych parametrach produktu można uzyskać poprzez zastosowanie bardziej płaskich i szerszych powierzchni. Zatem siła przyczepności magnesu neodymowego zależy od obszaru kontaktu z powierzchnią docelową.


3) Materiał do interakcji. Najlepsze wskaźniki siły odrywania można uzyskać stosując czyste żelazo, jednak w przypadku stopów siła trzymania będzie mniejsza wprost proporcjonalnie do ilości i jakości zawartych w nich zanieczyszczeń.


4) Jakość powierzchni. W przypadku magnesów neodymowych bardzo ważne są właściwości powierzchni styku. Żłobienia i szorstkość prowadzą do zmniejszenia przyczepności.


5) Kąt kontaktu. Zdarza się, że w trudnych warunkach pracy bardzo mocny magnes nie jest w stanie unieść przedmiotu, który jest oczywiście lżejszy od wartości dopuszczalnych. Wynik ten jest bezpośrednią konsekwencją niemożności jakościowego zamocowania powierzchni prostopadłych do siebie i pełnego wykorzystania rzeczywistych właściwości siły przyczepności magnesu neodymowego.

Wybierając magnesy do różnych celów, należy zwrócić uwagę na główne cechy, które wpływają na ich działanie. Te cechy obejmują:

  • Indukcja magnetyczna(W). Jednostkami miary są Tesla lub Gauss. Parametr ten wyznacza się mierząc indukcję na powierzchni magnesu za pomocą gausomierza. Wynik pomiaru zależy od wielu czynników, takich jak kształt magnesu, punkt pomiarowy, właściwości czujnika pomiarowego i inne. Z tego powodu gęstość strumienia magnetycznego nie jest wiarygodną metodą porównywania siły magnesów.
  • Szczątkowa indukcja magnetyczna(Br). Jednostkami miary są Tesla lub Gauss. Wartość ta pokazuje maksymalne natężenie pola magnetycznego, jakie magnes może wytworzyć w zamkniętym układzie magnetycznym. Wystarczy w dobry sposób porównaj siłę różnych magnesów, ale musisz wziąć pod uwagę, że magnesy w układzie zamkniętym praktycznie nigdy nie są nigdzie używane
  • Przymusowa siła magnetyczna(NS). Jednostką miary jest amper/metr lub oersted. Siła koercji charakteryzuje odporność magnesu na rozmagnesowanie pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego. Im wyższy jest ten wskaźnik, tym bardziej niezawodnie materiał magnetyczny zachowuje resztkowe namagnesowanie.
  • Energia magnetyczna(VN)maks. Mierzone w MGauss*Oersted. Ten wskaźnik określa siłę magnesu. Im większa ilość energii magnetycznej, tym silniejszy magnes. Na przykład magnesy neodymowe N45 mają siłę 45 MGse, a magnesy ferrytowe C8 mają siłę 8 MGse.
  • Współczynnik temperaturowy szczątkowej indukcji magnetycznej(ТсBr). Jest mierzony w %/0С. Parametr pokazujący stopień zmiany indukcji magnetycznej pod wpływem temperatury. Na przykład, jeśli magnes ma współczynnik o wartości -0,20, oznacza to, że wraz ze wzrostem temperatury o 100 stopni spadek indukcji magnetycznej wyniesie 20%.
  • Maksymalna temperatura robocza(Tmaks.). Mierzona w stopniach Celsjusza. Wartość ta wskazuje, przy jakiej maksymalnej temperaturze magnes chwilowo i częściowo utraci swoje właściwości magnetyczne. Po obniżeniu temperatury właściwości magnetyczne zostaną całkowicie przywrócone.
  • Temperatura Curie'go(Tcur). Mierzona również w stopniach Celsjusza. Reprezentuje granicę temperatury, w której magnes nieodwracalnie traci swoje właściwości magnetyczne.