Постоянните магнити - видовете и свойства на магнити взаимодействие

Какво е постоянен магнит

Феромагнитни продукт с възможност за съхраняване на голям остатъчен магнетизъм, след отстраняване на външното магнитно поле се нарича постоянен магнит. Постоянните магнити, направени от различни метали като кобалт, желязо, никел, редки земни метални сплави (за неодимови магнити), както и от естествени минерали като магнетит.

Обхват на постоянните магнити днес е много широк, но тяхната цел е фундаментално всички едно и също - като източник на постоянно магнитно поле без електрозахранване. По този начин, магнита - тяло със собствен магнитно поле.

В същата дума "магнит" идва от гръцката фраза, която се превежда като "камък от Магнезия", заглавието на азиатския град, който в древни времена са били открити залежи от магнетит - магнитен желязната руда. От физическа гледна точка е електрон елементарни магнита и магнитните свойства на магнитите обикновено са причинени от магнитните моменти на електроните, принадлежащи на магнитни полета.

Demagnetizing характеристики на магнитен хистерезис линия част от материала, от който е направен постоянен магнит се определят свойствата на постоянен магнит: по-висока коерцитивната сила Hc, и по-високата Br остатъчната магнитна индукция - по-силно и по-стабилна магнита.

Принудителна сила (буквално преведено от латински - "задържаща сила") - е стойността на магнитното поле. изисква напълно демагнетизирам феромагнитен или феромагнетичната вещество. По този начин, по-голямата принудителна сила има специфична магнит, така че е по-устойчив на размагнитване фактор.

Мерната единица на принудителна сила в системата SI - Ампер / м. Магнитна индукция. както е известно - е количество вектор, който е характеристика на магнитното поле. Характерна стойност на остатъчното магнитен поток гъстотата на постоянните магнити - от порядъка на 1 Тесла.

Видове и свойства на постоянни магнити

Феритни магнити са крехки все пак, но те имат добра устойчивост на корозия, която най-ниската цена го прави най-често срещаните. Тези магнити са изработени от сплав с железен оксид, бариев ферит или стронций. Тази структура позволява на материала да запази магнитни свойства в широк температурен диапазон - от -30 ° С до + 270 ° С

Магнитна статия под формата на феритни пръстени и подкови барове са широко използвани в промишлеността и у дома, в и електрониката. Те се използват високоговорители, в осцилатори, в постояннотокови двигатели. В автомобилната феритни магнити, поставени в предястия, прозорец, система за охлаждане и вентилатор.

Феритни магнити са различни в коерцитивната сила от 200 кА / м и остатъчен магнетизъм 0,4 Тесла. Средно, феритни магнити може да продължи от 10 до 30 години.

Постоянните магнити основават на сплав от алуминий, никел и кобалт, характеризиращи несравнимо температура стабилност и стабилност: те са в състояние да поддържа магнитни свойства при температури до + 550 ° С, въпреки че коерцитивната сила характеристика от тях е относително малък. Под влияние на сравнително малка магнитно поле, тези магнити губят оригиналните магнитни свойства.

Само, че: типичен коерцитивната сила на 50 кА / м при остатъчна намагнитването от порядъка на 0,7 Тесла. Все пак, въпреки тази функция Alnico магнити са от съществено значение за някои изследвания.

Колкото повече от кобалт, толкова по-висока индукция на насищане и магнитната енергия на сплавта. Добавки в формата от 2 до 8% титан и 1% ниобий допринасят за получаване на по-висока коерцитивност - 145 кА / м. Добавянето на 0.5 до 1% силициев осигурява изотропия магнитни свойства.

Ако е необходимо изключителна устойчивост на корозия, окисление и температура до + 350 ° С, магнитна самарий-кобалт сплав - това е необходимо.

На цена от самарий-кобалт магнити неодим-скъпо поради по-оскъдни и скъпи метал - кобалт. Въпреки това е препоръчително да се използват в случай на нужда да са с минимален размер и тегло на крайните продукти.

Благодарение на специалната си устойчивост на корозия, е самарий магнити, използвани в стратегическото развитие и военни приложения. Електрически двигатели, генератори, системи за повдигане, моторни превозни средства - силен магнит, изработена от самарий-кобалт идеален за корозивни среди и тежки условия. Коерцитивната сила от 700 кА / м в остатъчния магнетизъм от порядъка на 1 Тесла.

Неодимови магнити днес са много популярни и изглеждат най-обещаващи. Сплавта от неодим-желязо-бор може да създаде Супер за различни области, като се започне с ключалки и играчки за електроенергия и мощни подемни машини.

Висока коерцитивната сила от около 1000 кА / м и остатъчна намагнитване от порядъка на 1.1 Tesla магнит позволи да продължи в продължение на много години, 10 години неодимов магнит губи само 1% от своята намагнитване когато оперативните температура условия не надвишава + 80 ° С ( за някои класове до + 200 ° С). По този начин, само две недостатъци имат неодимови магнити - крехкост и ниска работна температура.

Магнитен прах със свързващо вещество образува мека, гъвкава и лека магнит. Свързващи вещества като винил, гума, пластмаса или акрилова позволяват да се получи магнитите с различни форми и размери.

Подобно на полюси на магнитите отблъсне и за разлика от полюси се привличат. Взаимодействието между магнитите се дължи на факта, че всеки магнит има магнитно поле и на магнитното поле взаимодействат. Какво, например, причината за намагнитване на желязо?

Според хипотезата на френския учен Ампер, има елементарни електрически ток (ампери текущи) във вътрешността на веществата, които се образуват в резултат на движението на електроните около ядрото на атомите и на собствената си ос.

Когато електроните се движат възникне елементарни магнитни полета. И ако едно парче желязо, което да донесе във външно магнитно поле, а след това всички елементарни магнитни полета, ориентирани в една и съща хардуера във външно магнитно поле, образувайки вътрешната магнитното поле на парче желязо. Така че, ако се прилага външно магнитно поле е достатъчно силен, след пътуването си парче желязо ще се превърне в постоянен магнит.

Познаването на формата и намагнитване на постоянен магнит позволява плащания, за да го замени с еквивалентна система за електрически токове намагнитване. Такава замяна е възможно, тъй като изчисляването на магнитните силови характеристики, както и изчисляването на силите, действащи върху магнита от външното поле. Например, изчисляване на силите на взаимодействие между двете постоянни магнити.

Нека магнитите са под формата на тънки цилиндри, радиус им е определен R1 и R2, h1 дебелината, h2. магнити оси съвпадат, разстоянието между магнитите означават Z, ние предполагаме, че е много по-голям размер на магнитите.

Появата на силите на взаимодействие между магнитите се дължи на традиционния начин: един магнит създава магнитно поле, което действа на втория магнит.

За да се изчисли силите на взаимодействие психически заменят магнити с еднакво намагнитване J1 и J2 кръгови токове, протичащи по протежение на страничната повърхност на цилиндъра. Тези сили изразяват токовете през магнитите на намагнитване, както и техните радиуси ще се считат за равни на радиусите на магнитите.

Ние разлагат вектора на индукция B на магнитното поле, генерирани от първия магнит, на мястото на втория две компоненти: аксиално насочена по оста на магнита и радиална - перпендикулярно на него.

За да се изчисли общата сила действа върху пръстена трябва мислено да го пробие в малки елементи I # 916; л и сума Ампер сила. в качеството на всеки елемент.

С помощта на правилото лява ръка, че е лесно да се покаже, че аксиална компонента на магнитното поле води до появата на Ампер сили с тенденция да се простират (или компресиране) на ринга - векторната сума на тези сили е равна на нула.

Наличие на радиалната компонента на областта води до появата на силите Ампер насочени по протежение на оста на магнита, че е тяхната привличане или отблъскване на. Остава да се изчисли силата на Ампер - това ще бъде силата на взаимодействие между два магнита.