Как выглядит магнит

Магниты – то, с чем мы сталкиваемся каждый день. От банальных застежек или игрушек до мощных кранов и сложных компьютерных технологий – все это существует благодаря магнитным свойствам определенных металлов.

Вещь, отличающаяся собственным магнитным полем, может иметь разные формы и размеры. Состав сплава также отличается. От наличия тех или иных компонентов, меняется мощность, полярность, долговечность, и другие свойства магнитов.

По принципу действия выделяют три подгруппы:

• Постоянные изготавливаются из разных металлов и минералов. Их главное отличие – способность оставаться в намагниченном состоянии очень долгое время. Размагничивание происходит с разной скоростью, степень зависит от конкретных условий: температуры, целостности. Эти характеристики зависят от способа изготовления и наличия тех или иных компонентов в сплаве.
• Временные приобретают силу сцепления в определенных условиях. Чаще всего это предметы из мягкого железа, которые помещаются в зону действия сильного магнитного поля. Их магнетизм временный.
• Электромагниты представляют собой железный сердечник, на который плотно наматываются металлические нити. Когда по проводам идет ток, появляется магнетизм. Его сила и полярность зависят от того, какую величину имеет электрический импульс и в какую сторону он течет.

У каждого из перечисленных типов есть преимущества и недостатки. Применение магнитов определяет то, к какому типу они относятся. Постоянные магниты используются чаще остальных. Они универсальны и встречаются во всех сферах жизни: от быта до промышленных производств.

Самый мощный магнит в Мире

Типы постоянных магнитов

Неодимовые магниты

Этот вид магнитов был открыт около 30 лет тому назад, но уже сейчас стал широко распространенным. Он изготавливается из сплава редкоземельных металлов, среди которых основную роль играют неодим, бор, железо. При производстве сначала измельчают все компоненты. Полученный порошок спрессовывают, придавая определенную форму, после запекают и намагничивают.

Поверхность аккуратно шлифуют и подвергают антикоррозийной обработке. Покрытие бывает цинковое, никелевое, эпоксидное. Возможны разные варианты, любые цвета и формы.

Преимущества неодимового магнита:

• хорошее соотношение цены и качества;
• универсальность: применяется в разных целях;
• высокая мощность позволяет использовать в серьезных грузоподъемных механизмах;
• сохраняет магнитные свойства под воздействием внешнего поля;
• долговечность: размагничивание происходит не больше, чем на 1% за 10 лет.

Неодимовые сплавы хрупкие и неустойчивые к коррозии. Их необходимо защищать от механических ударов, подвергать антикоррозийной обработке, а также соблюдать определенный температурный режим.

Ферритовые магниты

Ферромагнетики или керамические магниты включают в состав оксиды стронция, бария и железа. В зависимости от компонентов различают изотропные и анизотропные подвиды, которые используются в тех или иных сферах деятельности. Изделия производятся путем измельчения, спрессовывания и запекания. Они имеют форму подковы, круга, кирпичика.

Как делают магниты

Преимущества ферритового магнита:

• цена ниже, чем у остальных постоянных магнитов;
• высокая мощность;
• подходит для эксплуатации при высоких температурах – до 270-280 градусов по Цельсию;
• срок службы составляет от 10 до 30 лет;
• широкое применение: от быта до автомобилестроения и электроники;
• имеют высокое сопротивление электрическому току, поэтому часто используются в инструментах и приспособлениях для работы с ним;
• долгое время не поддается окислению;
• на размагничивание не влияет внешнее магнитное поле.

Магнит нужно оберегать от ударов. Он может терять свойства при температуре ниже -30-40 градусов по Цельсию.

Самариевые магниты

Самариевые магниты делаются из редкоземельных металлов, которые повышают их стоимость. В состав входят металлический самарий и кобальт. Иногда используют медь, железо. В зависимости от состава производят два подвида: SmCo5 с более низкой силой сцепления и Sm2Co17 с высокой намагниченностью, долговечностью.

Такие магниты применяют в авиационной, космической промышленности, приборостроении, компьютерных технологиях, для военных целей. Они редко встречаются в быту, так как цена делает их малодоступными.

Преимущества самариевых магнитов:

• сила сцепления максимальная по сравнению с другими постоянными магнитами;
• широкий температурный режим, при котором они сохраняют свои свойства: от -60 до +350 градусов по Цельсию;
• устойчив к агрессивной среде, коррозии, не нуждается в антикоррозийной обработке;
• можно получить любую форму магнита, так как его сплав легко поддается обработке;
• благодаря сильным магнетическим свойствам можно использовать небольшой по размеру магнит, что делает изделия с ним максимально компактными.

Сплав проходит два этапа дробления, спрессовывается, спекается, намагничивается. На конечной стадии контролируются свойства готового изделия. У самариевого магнита есть существенный недостаток: он хрупкий.

Магниты Альнико

Магниты AlNiCo производятся путем спекания или отлива из металлов: алюминия, никеля и кобальта. В состав также в меньшей степени входит железо и другие компоненты. Отливные изделия отличаются высокими магнитными свойствами. Они не боятся воды, высокой температуры. Их используют в автомобильных деталях, для сенсоров, динамиков.

Они сложнее в обработке, чем спеченные, но превосходят силой сцепления.

Преимущества магнитов Альнико:

• выдерживают экстремально высокие температуры – до +550 градусов по Цельсию. По этой характеристике им нет равных среди постоянных магнитов;
• доступный, поэтому широко используется в буты, для опытов;
• чем больше процент кобальта, тем лучше магнитные свойства;
• устойчив к коррозии, поэтому не нужна дополнительная обработка.

Как и все постоянные магниты, AlNiCo могут крошиться, размагничиваться в сильном внешнем поле. Чаще всего их изготавливают в виде подковы.

Магнитопласты

Список того, какие бывают магниты, был бы неполным без современных гибких магнитов. Они производятся из магнитного порошка, который связывается с помощью винила, каучука, акрила. Это дает широкие возможности для дизайна. Продукция чаще всего используется в создании сувениров, канцелярских принадлежности, полиграфии. Это обусловлено не только гибкостью, но и небольшой силой сцепления.

• имеют разную форму и размеры;
• подходят для творчества, изготовления аксессуаров, рекламной продукции и прочих бытовых и коммерческих нужд;
• легко гнется и не ломается;
• выполняется в разных цветах;
• открывает большой простор для творчества дизайнеров;
• сохраняет намагниченность на долгое время;
• свойства зависят от связующего компонента.

У каждого из перечисленных типов магнитов есть особенности, преимущества и недостатки. Из-за этого все они востребованы в разных сферах деятельности, пользуются высоким спросом и открывают неограниченные возможности для инженеров, строителей, дизайнеров, медиков.

Источник: neo-magnit.ru

Что такое магнит? Виды и свойства магнитов.

Еще в древние времена люди обнаружили уникальные свойства определенных камней — притягивание металла. В наше время мы часто сталкиваемся с предметами, которые обладают этими качествами. Что такое магнит? В чем его сила? Об этом мы расскажем в этой статье.

Определение

Что такое магнит? Это материал, имеющий определенную степень намагниченности. Эта способность возникает благодаря тому, что молекулы магнита имеют свое поле и движутся не хаотично, как во многих других веществах, а строго в двух направлениях. Эта взаимная противоположность обладает свойствами притяжения и отталкивания металлических предметов.

Если попробовать соединить магниты с одинаковыми полюсами, то можно почувствовать отторжение. Противоположные стороны, в свою очередь, притянутся друг друга. Это связано с тем, в каком направлении движутся волны магнитных полей. Стоит отметить, что ни один кусок магнита не может быть однополярным. При его разламывании молекулы в каждом кусочке снова образуют северный и южный полюса.

Виды магнитов

Что такое магниты и в чем их отличие? Работа многих электроприборов, датчиков, домашней техники зависит от типа магнитов, которые в них присутствуют. Каждый обладает своими особенностями. Они выполняет определенные функции, в зависимости от сферы использования. К основным видам относятся электромагниты, постоянные и временные магниты.

Стоит рассмотреть подробнее каждый вид.

Что такое постоянный магнит? Это материал, способный продолжительное время сохранять намагниченность. Его молекулы движутся в постоянном направлении и образуют магнитное поле при отсутствии электрического тока. Его еще называют природным магнитом.

Примером временного магнита являются скрепки, кнопки, гвозди, нож и другие предметы обихода, изготовленные из железа. Их сила в том, что они притягиваются к постоянному магниту, а при исчезновении магнитного поля, теряют свое свойство.

Полем электромагнита можно управлять с помощью электрического тока. Как это происходит ? Провод, витками намотанный на железный сердечник, при подаче и изменении величины тока меняет силу магнитного поля и его полярность.

Типы постоянных магнитов

Ферритовые магниты являются самыми известными и активно используемыми в быту. Этот материал черного цвета может использоваться в качестве крепежей различных предметов, например, для плакатов, для настенных досок, используемых в офисе или школе. Они не теряют своих свойств притяжения при температуре не ниже 250 о С.

Альнико — магнит, состоящий из сплава алюминия, никеля и кобальта. Это дало ему такое название. Очень устойчив к высоким температурам и может применяться при 550 о С . Материал отличается легкостью, но полностью теряет свои свойства, попадая под действие более сильного магнитного поля. Используется в основном в научной отрасли.

Самариевые магнитные сплавы — это материал с высокими показателями. Надежность его свойств позволяет использовать материал в военных разработках. Он устойчив к агрессивной среде, высокой температуре, окислению и коррозии.

Что такое неодимовый магнит? Это самый популярный сплав железа, бора и неодима. Его еще называют супермагнитом, так как он имеет мощнейшее магнитное поле с высокой коэрцитивной силой. Соблюдая определенные условия во время эксплуатации, неодимовый магнит способен сохранить свои свойства на протяжении 100 лет.

Что такое магнит, мы выяснили. Далее рассмотрим применение самых востребованных и популярных сплавов.

Использование неодимовых магнитов

Стоит подробно рассмотреть, что такое неодимовый магнит? Это материал, который способен фиксировать потребление воды, электричества и газа в счетчиках, да и не только. Этот вид магнита относится к постоянным и редкоземельным материалам. Он устойчив перед силой магнитных полей других сплавов и не подвержен размагничиванию.

Изделия из неодима используют в медицинских и промышленных отраслях. Также в бытовых условиях их применяют для крепления портьер, элементов декора, сувениров. Они применяются в поисковых приборах и в электронике.

Для продления срока службы магниты такого типа покрывают цинком или никелем. В первом случае напыление более надежное, так как устойчиво к агрессивным средствам и выдерживает температуру выше 100 о С. Сила магнита зависит от его формы, размера и количества неодима, входящего в состав сплава.

Применение ферритовых магнитов

Ферриты считаются самыми популярными магнитами среди постоянных видов. Благодаря стронцию, входящему в состав, материал не поддается коррозии. Так что это такое — ферритовый магнит? Где он применяется? Этот сплав довольно хрупок. Поэтому его еще называют керамическим. Применяется ферритовый магнит в автомобилестроении и промышленности.

Используется в различной технике и электроприборах, а также бытовых установках, генераторах, системах акустики. При производстве автомобилей магниты используют в системах охлаждения, стеклоподъемниках и вентиляторах.

Назначение феррита — защитить технику от внешних помех и не допустить порчи сигнала, получаемого по кабелю. Благодаря этому свойству магниты используют при производстве навигаторов, мониторов, принтеров и другого оборудования, где важно получить чистый сигнал или изображение.

Магнитотерапия

Нередко применяется физиотерапия магнитом. Что это такое? Эта процедура называется магнитотерапия и проводится в лечебных целях. Действие этого метода заключается в том, чтобы повлиять на организм пациента с помощью магнитных полей, находящихся под низкочастотным переменным или постоянным током. Этот метод лечения помогает избавиться от многих заболеваний, снять боли, укрепить иммунную систему, улучшить кровоток.

Считается, что болезни порождаются нарушением магнитного поля человека. Благодаря физиотерапии организм приходит в норму и общее состояние улучшается.

Из данной статьи вы узнали, что такое магнит, а также изучили его свойства и сферы применения.

Источник: fb.ru

Магниты. Виды и применение. Свойства и особенности

Магниты называются тела особой структуры, обладающие способностью притягивать и отталкивать металлические предметы. Это их свойство объясняется наличием «собственного» магнитного поля, создаваемого микроскопическими токами. По версии Ампера микротоки образуются во внутренней структуре молекул веществ, относящихся к классу «магнитов». Силовые линии полевого образования направлены от одного конца магнитной заготовки к другому (они называются «северным» и «южным» полюсами).

Виды магнитов

Существующие магниты по способу образования магнитного поля подразделяются на следующие виды:

• Постоянные.
• Электромагниты.
• Намагничивающиеся материалы.

Постоянными называются обычные, знакомые многим людям с раннего детства. Они приобретают заданный уровень намагниченности от внешнего воздействия и сохраняют его очень долго.

Различные магниты имеют присущие только им характеристики, описываемые следующими показателями:

• Действующая магнитная сила.
• Ее изменение при колебаниях окружающей температуры.
• Время полного размагничивания.

Электромагнит – это намоточное изделие с сердечником, магнитные свойства которого проявляются при протекании по обмотке электрического тока. Величина намагниченности и полярность определяются амплитудой и направлением потока электронов, проходящего по обмоткам.

Временно намагничивающиеся материалы не являются магнитами сами по себе. Их притягивающие или отталкивающие свойства проявляются только в том случае, если они какое-то время находились в зоне действия сильного магнитного поля. После его исчезновения они теряют способность притягивать и отталкивать металлические предметы. В качестве примера обычно рассматриваются жала отверток или гвозди из мягкого металла, намагничивающиеся при соприкосновении с постоянным магнитом и постепенно теряющие это свойство.

В зависимости от того, какой материал составляет основу постоянных магнитов – все они подразделяются на ферритовые, альнико, а также на их неодимовые и самариевые аналоги.

Ферритовые постоянные магниты

Этот вид магнитных изделий получается при соединении окислов железа с оксидами бария (Ba) или стронция (Sr). Их химическая формула в общем случае выглядит так: MeOхFe2O3, где сочетанием «Me» обозначается либо Ba, либо Sr.

К достоинствам этой разновидности постоянных магнитов относят:

• Широкий температурный диапазон (от -40 до +300°C).
• Надежная антикоррозийная защита.
• Доступная стоимость.
• Широкий выбор исполнений магнитных изделий.

Минусами таких магнитов считаются хрупкость и незначительные сроки сохранения намагниченности (не более 30-ти лет).

Какие формы имеют магниты на основе ферритов и как они намагничиваются

Большое разнообразие задач, решаемых с помощью ферритовых магнитов, привело к появлению множества различных конфигураций изделий. Традиционно многим из них придается форма подковы, но возможны и другие варианты исполнений.

Отечественной промышленностью освоен выпуск магнитов следующих распространенных конфигураций:

• Дисковые.
• Кольцевые.
• Шарообразные.
• Цилиндрические.

Нередко встречаются магниты, изготовленные в виде прямоугольника (куба) или сектора полого цилиндра. Подобные изделия на основе магнитотвердых сплавов и ферритов часто выпускаются в виде трубок или круглых/прямоугольных в сечении стержней.

После придания материалу магнита той или иной формы – он проходит процедуру намагничивания. Для этого заготовку помещают в сильное магнитное поле, имеющее определенную направленность силовых линий. Для его получения используются:

• Уже готовые постоянные магниты.
• Электромагниты.
• Специальные импульсные намагничивающие катушки.

Выбор конкретного способа намагничивания того или иного изделия зависит от формы и материала. Со временем постоянные магниты теряют свои свойства, причиной чему нередко бывают сильное нагревание или механические деформации.

Области применения

Ферритовые магниты широко применяются для защиты электронных приборов от электрических помех, приводящих к искажению передаваемых по кабельным линиям сигналов. Благодаря своим защитным свойствам эти изделия востребованы при изготовлении таких электронных приборов, как:

• Навигаторы различного типа.
• Мониторы всех видов.
• Принтеры и т. п.

Применяются в самых различных устройствах, функционирование которых основано на получении сигналов высокого качества (чистоты).

Помимо этого ферритовые востребованы в автомобилестроении и во многих сферах промышленного производства. Они используются в самых различных видах бытовой техники (в электроприборах, в частности), а также в мобильных генераторах и в акустических системах. При производстве автомобильной техники такие магниты устанавливаются в системах охлаждения машин, а также в стеклоподъемниках и вентиляторах.

Ферритовый магнит – важнейший компонент электроакустических динамиков. Переменный ток, протекающий через их обмотку, создает э/м волны, взаимодействующие с постоянным магнитным полем. В соответствие с законами Ампера и Фарадея это приводит к появлению градиента силы, воздействующего на диффузор динамика.

Герметичные контакты типа «геркон» – еще одна область применения постоянных магнитов. Они изготавливаются в виде миниатюрной стеклянной колбочки с тонкими металлическими выводами по бокам. Внутри трубки ее ферромагнитные концы располагаются с зазором, позволяющим образовать контакт под действием магнитного поля, которое появляется за счет приближения к трубке постоянного магнита.

Альнико

Эти магнитные изделия изготавливаются на основе сплава алюминия, никеля и кобальта и отличаются следующими привлекательными свойствами:

• Высокая температурная устойчивость в широком диапазоне значений.
• Стабильность магнитных свойств, которые сохраняются при температурах до +550°C.
• Коэрцитивная сила таких магнитов сравнительно невелика.

Под воздействием небольшого магнитного поля они быстро теряют свои начальные свойства. Особености магнитов альнико – причина того, что в основном их используют при проведении уникальных научных исследований.

Неодимовые магниты

Эти изделия изготавливаются на основе сплава 3-х элементов:

• Неодим (Nd), составляющий 33% общего объема.
• Железо (Fe) – 65%.
• Элемент бор (B) – 2%.

Полная химическая формула таких магнитных изделий – Nd2Fe14B.

Неодим Nd относится к группе лантаноидов и редкоземельных элементов, содержащихся в земной коре в небольших количествах (в чистом виде он не встречается совсем).

Сила сцепления

Факторы, учитываемые при оценке силы сцепления неодимовых магнитов это:

• Расстояние между изделием и предметом, на котором испытывается притяжение.
• Материал, из которого изготовлен притягиваемый предмет.
• Качество его поверхности.

При отсутствии непосредственного контакта величина сцепления резко снижается при удалении их один от другого. Даже незначительное увеличение зазора между предметом и неодимовым магнитом при определенных обстоятельствах снижает силу притяжения почти вдвое. К ее уменьшению приводит и наличие на притягиваемом образце тонкого слоя краски или грязи.

При оценке «магнитной энергии» изделий из неодима, большое значение придается материалу притягиваемой детали. Указываемая в технических характеристиках сила притяжения достигается при условии, если она изготовлена исключительно из чистого железа (Fe).

При изучении особенностей поверхностной структуры объекта притяжения учитываются следующие факторы:

• Абсолютно гладкая поверхность повышает силу сцепления.
• При наличии на ней шероховатостей притягивание магнитом ослабевает.
• Оно зависит от направления усилия отрыва и толщины предмета.

Максимальное сцепление достигается, когда усилие отрыва направлено строго вертикально к контактной поверхности (под углом 90 градусов к ней).

С увеличением толщины объекта притяжения возрастает и притягивающая сила магнита из неодима. При незначительных значениях этого показателя момент магнитного насыщения наступает слишком быстро, в результате чего часть энергии поля тратится бесполезно.

Самариевые и их применение

Характеризуются такими привлекательными свойствами, как высокая устойчивость к коррозии (окислению) и возможность эксплуатации при температурах до +350°C. По стоимости такие магниты дороже своих аналогов, что связано с наличием в их составе дефицитного кобальта. Несмотря на это, именно они используются в тех случаях, когда по условиям эксплуатации требуется иметь магнитные заготовки минимального веса и размера.

Подобные требования предъявляются к магнитам, используемым в космических аппаратах, а также в авиационной и компьютерной технике. Кроме того, этот критерий учитывается при их установке в следующие устройства:

• Миниатюрные электродвигатели.
• Магнитные муфты.
• Наручные часы.
• Мобильные телефоны, наушники и т. п.

Высокая коррозийная стойкость самариевых магнитов позволяет применять их в стратегических целях, а также в некоторых военных разработках. Кроме того, «мощные» из сплава самария и кобальта оптимально подходят для эксплуатации в агрессивных средах.

Похожие темы:

• Мендосинский мотор. Виды и устройство. Работа и применение
• Гистерезис в электротехнике. Магнитные свойства веществ
• Сверхпроводящие магниты. Устройство и работа. Применение
• Ферромагнетики. Виды и свойства. Применение и особенности
• Ферримагнетики. Виды и применение. Структура и особенности
• Парамагнетики. Свойства и материалы. Применение и отличия

Источник: electrosam.ru