Az állandó mágnesek - típusait és tulajdonságait mágnesek interakció
Mi egy állandó mágnes
Ferromágneses termék tárolására képes egy nagy remanencia, eltávolítása után a külső mágneses mező az úgynevezett egy állandó mágnes. Állandó mágnesek készült különböző fémek, mint például a kobalt, vas, nikkel, ritkaföldfém ötvözetek (a neodímium mágnesek), valamint a természetes ásványi anyagok, mint például a magnetit.
Köre az állandó mágnesek ma nagyon széles, de a céljuk alapvetően mindegy -, mint a forrás az állandó mágneses tér nélkül áramellátás. Így a mágnes - a test saját mágneses mezőt.
Az ugyanazon szó „mágnes” szó a görög kifejezés, hogy fordítja a „kő Magnézium” címmel az ázsiai város, amely az ókorban fedezték betétek magnetit - mágneses vasérc. Egy fizikai szempontból az elektron elemi mágnes, és a mágneses tulajdonságok a mágnesek általában által okozott mágneses momentuma az elektronok tartozó mágnesezett anyagból.
Lemágnesezése jellemzői a mágneses hiszterézis-hurok része az anyag, amelyből készült állandó mágnes a tulajdonságait meghatározzuk állandó mágnes: minél nagyobb a koercitív erő Hc, és minél magasabb a maradék mágneses fluxussűrűség Br - az erősebb és stabilabb mágnes.
A kényszerítő erő (szó szerinti fordítása a latin - „gazdaság erő”) - az az érték, a mágneses mező. szükséges, hogy teljesen demagnetizálni ferromágneses vagy ferrimágneses anyag. Ilyenformán tehát a nagyobb a kényszerítő erő egy meghatározott mágnes, így jobban ellenáll a lemágneseződésre tényező.
A mértékegység a kényszerítő erő a SI - Amper / méter. A mágneses indukció. mint ismeretes - egy vektor mennyiség, amely egy jellegzetes mágneses térerősség. A jellemző értéke a maradék mágneses fluxus sűrűségét állandó mágnesek - a sorrendben 1 Tesla.
Típusai és tulajdonságai állandó mágnesek
Mágnesek törékenyek, bár, de vannak jó korrózióállóság, ami az alacsony ára miatt a leggyakoribb. Ezek a mágnesek készült ötvözet vas-oxid, bárium-ferrit vagy stroncium-oxid. Ez a szerkezet lehetővé teszi, hogy az anyag megtartja a mágneses tulajdonságok széles hőmérséklet-tartományban - -30 ° C-tól + 270 ° C-on
Mágneses cikk formájában ferrit gyűrűk és patkókat bárok széles körben használják az iparban és otthon, a mérnöki és az elektronika. Hozzá vannak szokva a hangszórók, a oszcillátorok, DC motorok. Az autóipari mágnesek helyezzük előétel, egy ablak, egy hűtőrendszer és ventilátor.
Mágnesek különböznek koercitív erő 200 kA / m és remanenciája 0,4 Tesla. Átlagban, a ferrit mágnes tarthat 10-30 év.
Állandó mágnesek alapuló ötvözet alumínium, nikkel és kobalt jellemezve páratlan hőmérséklet-stabilitás és a stabilitás: képesek fenntartani a mágneses tulajdonságok hőmérsékleten akár + 550 ° C-on, bár a koercitív erő jellemzi őket viszonylag kicsi. Hatása alatt a viszonylag kis mágneses mező, például mágnes elveszti az eredeti mágneses tulajdonságait.
Gondoljunk csak bele: jellemző kényszerítő ereje 50 kA / m, a remanens mágnesezettség a sorrendben 0,7 Tesla. Annak ellenére, hogy ez a funkció Alnico mágnesek elengedhetetlen némi kutatást.
Minél több kobalt, annál nagyobb a telítési indukció és a mágneses energia az ötvözet. Adalékok formájában 2-8% titán és 1% nióbium hozzájárulnak megszerzése nagyobb koercitív - 145 kA / m. Hozzáadunk 0,5 1% szilícium biztosítja izotrópiával mágneses tulajdonságokkal.
Ha szükséges kivételes korrózióállóság, oxidáció és hőmérséklet + 350 ° C, a mágneses szamárium-kobalt ötvözet -, hogy szükség van.
Egy költsége szamárium-kobalt mágnesek neodímium drága miatt több ritka és drága fémek - kobalt. Mindazonáltal célszerű használni őket esetében szükség van egy minimális mérete és súlya a végtermékek.
Köszönhetően a speciális korrózióvédelem, ez szamárium használt mágnesek a stratégiai fejlesztési és katonai alkalmazások. Villamos motorok, generátorok, emelő rendszerek, gépjármű - egy erős mágnes készült szamárium-kobalt ideális korrozív környezetben és nehéz körülmények között. A kényszerítő ereje 700 kA / m a remanencia nagyságrendű 1 Tesla.
Neodímium mágnes ma nagyon népszerű, és úgy tűnik, hogy a legígéretesebb. Az ötvözet neodímium-vas-bór létrehozhat szupermágneseket különböző területeken, kezdve a kilincsek és a játékok áramfejlesztők és erőteljes daruk.
Magas kényszerítő ereje körülbelül 1000 kA / m, és a remanens mágnesezettség nagyságrendű 1,1 Tesla-s mágnessel teszi több évig fennállhat, 10 év neodímium mágnes veszít csupán 1% -át mágnesezettség, ha a hőmérséklete a működési körülmények között nem haladja meg a + 80 ° C ( néhány fajtájának és + 200 ° C). Így csak két hátránya van neodímium mágnesek - törékenysége és alacsony üzemi hőmérséklet.
Mágneses por kötőanyagból egy lágy, rugalmas és könnyű mágnes. Kötőanyagok, mint például vinil, gumi, műanyag vagy akril lehetővé teszik, hogy megkapjuk a mágnesek a különböző formájú és méretű.
Mint pólusai mágnesek taszítják, és ellentétben a pólusok vonzzák. A kölcsönhatás a mágnesek annak a ténynek köszönhető, hogy minden egyes mágnes mágneses mező és a mágneses mező Interact. Mi például az oka a mágnesezés vas?
A hipotézis szerint a francia tudós Amper, vannak olyan elemi elektromos áramot (Amper áramok) az anyag belsejében képződő miatt a mozgás az elektronok körül atomok és atommagok a saját tengelye körül.
Amikor elektronok keletkeznek elemi mágneses mezőket. És ha egy darab vas, hogy a külső mágneses tér, akkor az összes elemi mágneses mezők irányuk ugyanaz a hardver egy külső mágneses tér, alkotó belső mágneses tere egy darab vas. Tehát, ha az alkalmazott külső mágneses mező elég erős volt ahhoz, útja után egy darab vas lesz egy állandó mágnes.
A tudás a forma és a mágnesezés állandó mágnes lehetővé teszi a kifizetéseket, hogy helyette az egyenértékű rendszer elektromos áram mágnesezés. Az ilyen helyettesítés lehetséges, mivel a számítás a mágneses mező jellemzők, és a számítási ható erők a mágnes által a külső tér. Például, egy számítást az erők közötti kölcsönhatás a két állandó mágnes.
Hagyja, hogy a mágnesek formájában vékony henger, a sugarak jelöljük R1 és R2 által, a vastagsága H1, H2. mágnesek tengelyek egybeesnek, a távolságot a mágnesek jelöli a Z, azt feltételezzük, hogy ez sokkal nagyobb méretű a mágnesek.
A megjelenése az interakció erők a mágnesek között annak köszönhető, hogy a hagyományos módon: az egyik mágnes mágneses mezőt generál, amely hat a második mágnes.
Kiszámításához a kölcsönhatás erők mentálisan cserélje mágnesek egyöntetű mágnesezett J1 és J2 körkörös folyó áramok oldalfelülete mentén a henger. Ezek az erők kifejezésére keresztül folyó mágnesek a mágnesezettség és a sugarak fogják tekinteni egyenlő a sugarak a mágnesek.
Felbontjuk a vektor az indukció B a mágneses mező által generált első mágnes, a helyét a második két összetevőből áll: egy axiális tengelyének irányába a mágnes, és egy radiális - merőleges.
Kiszámításához a teljes ható erő a gyűrűt kell mentálisan feldaraboljuk apró elemek I # 916; l és összegét Amper erő. ható minden elem.
A bal kéz szabályt, akkor könnyen azt mutatják, hogy a tengelyirányú összetevője a mágneses mező vezet a megjelenése Amper erők működnek, hogy nyúlik (vagy tömöríteni) a gyűrű - a vektor összege ezeknek az erőknek egyenlő nullával.
A jelenléte a radiális komponense területén vezet a megjelenése a amper erők irányította tengelye mentén a mágnes, amely a vonzás vagy taszítás. Továbbra is számítani a Amper erő - ez lesz az az erő közötti kölcsönhatás két mágnes.