Երբեւէ մտածել եք, թե ինչն է դարձնում սառնարանի մագնիսը: Ամեն ինչ մշտական մագնիսների մասին է: Այս մագնիսները պահում են իրենց մագնիսական ուժը, առանց որեւէ արտաքին հզորության կարիք ունենալու:
Այս գրառման մեջ մենք ուսումնասիրելու ենք, թե որ մշտական մագնիսներն են, թե ինչպես են նրանք աշխատում, եւ որտեղ կարող եք գտնել դրանք առօրյա կյանքում: Դուք նաեւ կսովորեք, թե ինչու է մշտական մագնիսները հասկանալ տարբեր արդյունաբերությունների եւ տեխնոլոգիական ծրագրերի համար:
Հասկանալով մշտական մագնիսի հիմունքները
Մշտական մագնիսի սահմանում
Էունք Մշտական մագնիսը նյութ է, որն ինքնուրույն հետեւողական մագնիսական դաշտ է արտադրում, առանց արտաքին էներգիայի աղբյուրի: Այս մագնիսների հիմնական առանձնահատկությունն է երկար ժամանակահատվածների համար իրենց մագնիսությունը պահպանելու նրանց ունակությունը: Ի տարբերություն էլեկտրամագնիսների, նրանք էլեկտրաէներգիա չեն պահանջում մագնիսական մնալու համար:
Մշտական մագնիսների ամենահետաքրքիր կողմերից մեկը նրանց մագնիսական գծերն են: Այս տողերը Հյուսիսային բեւեռից հոսում են մագնիսի հարավային բեւեռ: Այս հոսքը անտեսանելի է, բայց դա այն է, ինչը մագնիսը գրավիչ է դարձնում երկաթի նման ֆերոմագնիսական նյութերի համար:
Ինչպես է աշխատում մշտական մագնիսը:
Մշտական մագնիսները մագնիսական դաշտեր են առաջացնում իրենց ներքին կառուցվածքի միջոցով: Ներսում, էլեկտրոնները պտտվում են ատոմների շուրջը, ստեղծելով փոքր մագնիսական դաշտեր: Երբ նյութի մեջ պտտվում են նույն ուղղությամբ, նրանք կազմում են ավելի մեծ մագնիսական դաշտ:
Նյութի ատոմային կառուցվածքը մեծ դեր է խաղում դրանում: Մշտական մագնիսներում ատոմները հավասարեցնում են այնպես, որ իրենց մագնիսական դաշտերը համատեղվեն, ինչը հանգեցնում է ավելի ուժեղ ոլորտի
Ինչպես են մագնիսական դաշտերը ստեղծվում մագնիսական մագնիսներում:
Ատոմների ներսում էլեկտրոնները գործում են նման մանր մագնիսների: Երբ նրանք պտտվում եւ շարժվում են միջուկի շուրջը, նրանք առաջացնում են փոքր մագնիսական դաշտեր: Երկաթը, կոբալտը եւ նիկելը նման ֆերոմագնիսական նյութերում այս փոքր մագնիսական դաշտերը հավասարեցնում են: Երբ էլեկտրոնի մեծ մասը պտտվում է նյութական գծում, նրանք ստեղծում են մագնիսական դաշտ, որը բավականաչափ մեծ է, որպեսզի զգացվի նյութից դուրս:
Գիտությունը հետեւում է մշտական մագնիսության
Ferromagnetic նյութեր հատուկ են: Նրանց ատոմային կառուցվածքը թույլ է տալիս էլեկտրոնների մագնիսական դաշտերը բնականաբար հավասարեցնել: Այս հավասարեցումը հանգեցնում է մշտական մագնիսական դաշտի: Երբ նյութի մեծ մասը հավասարեցնում է նույն ուղղությամբ, նրանց անհատական մագնիսական դաշտերը համատեղում են ընդհանուր ընդհանուր դաշտ ստեղծելու համար:
Այս հավասարեցումը շատ կարեւոր է մշտական մագնիսներ ստեղծելու համար: Առանց դրա նյութերը մագնիսական չէին լինի: Ատոմների կոմպոզիցիան որոշում է, թե որքան ուժեղ է մագնիսը եւ որքան ժամանակ կարող է պահպանել իր մագնիսական հատկությունները:
Մշտական մագնիսների տեսակները. Համապարփակ ակնարկ
Մշտական մագնիսները գալիս են տարբեր տեսակի, յուրաքանչյուրը եզակի հատկություններով եւ օգտագործումներով: Եկեք նայենք չորս ամենատարածված տեսակներին, Neodymium, Samarium կոբալտ, ալնիկո եւ ֆերական մագնիսներ:
Neodymium Magnets (NDFEB)
Neodymium մագնիսները ամենաուժեղ մշտական մագնիսների շարքում են: Նրանք ունեն բարձր մագնիսական ուժի մակարդակի հարաբերակցություն, դրանք իդեալական դարձնելով դիմումների համար, որտեղ տարածքը սահմանափակ է:
Այս մագնիսները սովորաբար օգտագործվում են քամու ուժի նման արդյունաբերություններում, որտեղ դրանք օգնում են բարձրացնել տուրբինների արդյունավետությունը: Դրանք հայտնաբերվել են նաեւ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում, որտեղ ուժեղ, կոմպակտ մագնիսները անհրաժեշտ են շարժիչների համար: Neodymium մագնիսները նույնպես կարեւոր են ժամանակակից էլեկտրոնիկայում, ինչպես համակարգչային կոշտ սկավառակները, ականջակալները եւ խոսափողը: Նրանց հզոր մագնիսական հատկությունները նրանց դարձնում են լավագույն ընտրություն `ավելի բարձր տեխնոլոգիայով:
Samarium Cobalt Magnets (SMCO)
Samarium Cobalt Magnets- ը հայտնի է բարձր ջերմաստիճանի եւ կոռոզիայից իրենց գերազանց դիմադրությամբ: Սա նրանց դարձնում է կատարյալ օգտագործման համար ծայրահեղ պայմաններում, ինչպես օդատիեզերական կամ ռազմական տեխնոլոգիան, որտեղ հուսալիությունը կրիտիկական է:
Չնայած դրանք երկարակյաց են, SMCO մագնիսները բավականին փխրուն են, այսինքն, դրանք պահանջում են զգույշ վարվել արտադրության եւ օգտագործման ընթացքում: Դրանք հաճախ հայտնաբերվում են բարձրորակ դիմումներում, ինչպես արբանյակային բաղադրիչները կամ բժշկական սարքերը, ծանր միջավայրում ուժեղ մագնիսականություն պահպանելու նրանց ունակության պատճառով:
Alnico Magnets
Alnico Magnets- ը պատրաստված է ալյումինի, նիկելի եւ կոբալտի խառնուրդից: Այս մագնիսներն առաջարկում են բարձր մեխանիկական ուժ եւ մնում են կայուն նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանում, դրանք իդեալական դարձնելով ծրագրերի համար, որոնք զգում են ջերմային սթրեսը:
Alnico Magnets- ը սովորաբար օգտագործվում է սենսորների, գործիքների եւ էլեկտրական շարժիչների մեջ: Օրինակ, դրանք հաճախ հանդիպում են կիթառի պիկապներում, որտեղ էական է հետեւողական եւ կայուն մագնիսական ուժը: Չնայած նեոդիմիումի մագնիսներից փոքր-ինչ ավելի թույլ լինելը, Ալնիկոյի մագնիսները դեռեւս կողմ են իրենց ամրության եւ կայունության համար:
Ferrite Magnets
Ferrite Magnets- ը պատրաստված է երկաթի օքսիդից եւ կամ բարում, կամ ստրոնցիում: Դրանք մատչելի եւ հեշտ արտադրում են, այդ իսկ պատճառով դրանք լայնորեն օգտագործվում են ամենօրյա իրերի մեջ:
Դուք կգտնեք կենցաղային տեխնիկայի ֆերական մագնիսներ, ինչպիսիք են սառնարանները, խոսնակները եւ խաղալիքները: Դրանք սովորաբար օգտագործվում են փոքր շարժիչներում եւ սենսորներում: Ferrite Magnets- ը առաջարկում է կոռոզիայի լավ դիմադրություն, դրանք դարձնելով հուսալի ընտրություն կոշտ միջավայրում օգտագործելու համար: Այնուամենայնիվ, նրանք ունեն ավելի ցածր մագնիսական ուժ, համեմատած մյուս տեսակների հետ:
Մշտական մագնիսների հիմնական հատկությունները
Մշտական մագնիսներն ունեն մի քանի կարեւոր հատկություններ, որոնք դրանք յուրահատուկ եւ օգտակար են դարձնում տարբեր ծրագրերում: Եկեք սուզվենք նրանց մագնիսական ուժի, ջերմաստիճանի դիմադրության եւ կոռոզիոն դիմադրության մեջ:
Մագնիսական ուժ
Մշտական մագնիսի ուժը սովորաբար չափվում է Գաուսում կամ Թեսլայում: Գաուսը մի միավոր է, որն օգտագործվում է ավելի թույլ մագնիսական դաշտերի համար, իսկ Tesla- ն օգտագործվում է ավելի ուժեղ դաշտերի համար: Օրինակ, սառնարանային մագնիսը շատ ավելի թույլ է, համեմատած Neodymium- ի նման արդյունաբերական դասարանի մագնիսների հետ (NDFEB):
Neodymium մագնիսները հայտնի են իրենց բարձր մագնիսական ուժով, իսկ Ferrite Magnets- ը ավելի հաճախ հանդիպում է ամենօրյա իրերի մեջ եւ ավելի թույլ են: Neodymium Magnets- ը հաճախ 10 անգամ ավելի ուժեղ է, քան Ferrite Magnets- ը, դրանք իդեալական դարձնելով կոմպակտ սարքերի համար, որոնք անհրաժեշտ են հզոր մագնիսականություն:
Մշտական մագնիսների ջերմաստիճանի դիմադրություն
Մշտական մագնիսների տարբեր տեսակներ ունեն տարբեր ջերմաստիճանի դիմադրության մակարդակներ: Alnico Magnets- ը կարող է կարգավորել մինչեւ 540 ° C, մինչդեռ նեոդիմիայի մագնիսները սովորաբար գնահատվում են մինչեւ 80 ° C միայն 150 ° C: Ferrite Magnets- ը, մյուս կողմից, կարող է դիմակայել ջերմաստիճաններին մինչեւ 300 ° C ջերմաստիճանը:
Երբ մշտական մագնիսները ենթարկվում են ջերմաստիճանի ավելի բարձր, քան իրենց առավելագույն գործառնական միջակայքը, նրանք կորցնում են իրենց մագնիտիզմը: Դա այն է, որ մագնիսի ներսում ատոմները դառնում են խանգարված, թուլացնել մագնիսական դաշտը: Սա կոչվում է Curie ջերմաստիճանը. The երմաստիճանը, որի դեպքում մագնիսը կորցնում է իր մագնիսական հատկությունները:
Կոռոզիոն դիմադրություն
Կոռոզիայի դիմադրությունը զգալիորեն տարբերվում է մշտական մագնիսների տարբեր տեսակների մեջ: Ferrite Magnets- ը խիստ դիմացկուն է կոռոզիայից, ինչը նրանց հիանալի է դարձնում բացօթյա օգտագործման համար: Այնուամենայնիվ, Neodymium- ի նման մագնիսները ավելի շատ հակված են օքսիդացմանը, որոնք ժամանակի ընթացքում կարող են քայքայել դրանց մագնիսական հատկությունները: Դրա դեմ պայքարելու համար Neodymium մագնիսները հաճախ պատված են նիկելի կամ էպոքսիդի նման նյութերով `ավելացված դիմացկունության համար:
Այս ծածկույթները օգնում են կանխել ժանգը եւ երկարացնել մագնիսի կյանքի տեւողությունը, մանավանդ խոնավության կամ կոշտ միջավայրերի ենթարկվելիս:
Որտեղ են օգտագործվում մշտական մագնիսները:
Ամենօրյա դիմումներ
Մշտական մագնիսները ամենուր են մեր առօրյա կյանքում: Դրանք կարող եք գտնել այնպիսի կենցաղային իրեր, ինչպիսիք են սառնարանի մագնիսները, խոսնակները, տվյալների մալուխային մագնիսական օղակները եւ բջջային հեռախոսի թրթռիչները: Այս իրերը բոլորն օգտագործում են մշտական մագնիսների մագնիսական հատկությունները գործելու համար:
Արդյունաբերական եւ տեխնոլոգիական օգտագործում
Մշտական մագնիսները կարեւոր դեր են խաղում շատ արդյունաբերություններում: Մոտոցիկատներում եւ սենսորներում դրանք օգնում են էլեկտրական էներգիան վերածել մեխանիկական էներգիայի: Դրանք նաեւ անհրաժեշտ են MRI մեքենաներում, որտեղ նրանք ստեղծում են ուժեղ մագնիսական դաշտեր պատկերների համար: Օդաչուների եւ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների նման հատվածներում մշտական մագնիսներն օգտագործվում են արդյունավետությունն ու արդյունավետությունը բարելավելու համար:
Մշտական մագնիսներ էներգիայի արտադրության մեջ
Վերականգնվող էներգետիկայի ոլորտում մշտական մագնիսները օգտագործվում են քամու տուրբիններում `մաքուր էներգիա ստեղծելու համար: Դրանք օգնում են բարելավել էլեկտրական շարժիչների արդյունավետությունը, հատկապես էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում, նվազեցնելով էներգիայի կորուստները եւ աճող կատարողականությունը: Այս ծրագրերում դրանց օգտագործումը բանալին է հանածոների վառելիքների վրա մեր ապավինելը:
Բժշկական եւ գիտական դիմումներ
Բժշկության մեջ մշտական մագնիսները ինտեգրալ են MRI մեքենաների համար, ինչը հնարավորություն է տալիս մանրամասն մարմնի սկաներ առանց վիրահատության անհրաժեշտության: Դրանք օգտագործվում են նաեւ բարձր ճշգրտությամբ գիտական գործիքներում, ինչպիսիք են մասնիկների արագացուցիչները, հետազոտողներին օգնելով առաջխաղացումներ կատարել գիտության տարբեր ոլորտներում:
Հատուկ ծրագրերի համար ճիշտ մշտական մագնիս ընտրելը
Right մշտական մագնիս ընտրելը ներառում է մի քանի հիմնական գործոններ դիտարկել: Կարեւոր է ընտրել ձեր կարիքները, անկախ նրանից, դա ամենօրյա օգտագործման կամ արդյունաբերական ծրագրերի համար է:
Մշտական մագնիս ընտրելիս հաշվի առնել գործոնները
Ուժ . Մագնիսները գալիս են տարբեր ուժեղ կողմերում: Դուք պետք է իմանաք, թե որքան մագնիսական ուժ եք պահանջում ձեր դիմումի համար: Օրինակ, NDFEB մագնիսները ուժեղ են, իսկ Ferrite Magnets- ը ավելի թույլ է, բայց ավելի մատչելի:
Temperature երմաստիճանի դիմադրություն . Որոշ մագնիսներ լավ ջերմաստիճանների տակ լավ են կատարում, իսկ մյուսները կարող են կորցնել իրենց մագնիտիզմը: Եթե ձեր դիմումը ներառում է բարձր ջերմություն, գուցե ցանկանաք ընտրել SMCO կամ Alnico- ի նման նյութեր:
Կոռոզիայի դիմադրություն . Եթե ձեր մագնիսը ենթարկվի կոշտ միջավայրերի, ինչպիսիք են խոնավությունը կամ քիմիական նյութերը, կոռոզիոն դիմադրությունը շատ կարեւոր է: Ferrite Magnets- ը հայտնի է կոռոզիայից դիմադրելու համար, իսկ NDFEB մագնիսները կարող են անհրաժեշտ լինել լրացուցիչ ծածկույթներ:
Արժեքի արդյունավետությունն ընդդեմ կատարման
Մինչ արժեքը միշտ գործոն է, կատարումը հավասարապես կարեւոր է: Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է ուժեղ մագնիսական ուժ, NDFEB մագնիսները կարող են արժե ներդրումներ կատարել: Այնուամենայնիվ, եթե դուք չպետք է ունենաք ծայրահեղ ուժ, Ferrite Magnets- ը կարող է լինել ավելի բյուջե-բարեկամական եւ դեռ բավարարել ձեր կարիքները:
Արժեքը եւ ներկայացումը հավասարակշռելիս մտածեք երկարաժամկետ արժեքի մասին: Օրինակ, Ferrite- ի նման ավելի էժան մագնիս օգտագործելը կարող է լավ լինել սպառողական էլեկտրոնիկայի համար, բայց բարձրորակ մագնիսների կարիք ունեցող արդյունաբերությունները (օրինակ, օդատիեզերք) պետք է ընտրեն ավելի թանկ NDFEB կամ SMCO:
ՀՏՀ
Հ. Որն է տարբերությունը մշտական մագնիսների եւ էլեկտրամագնիսների միջեւ:
- Մշտական մագնիսները պահպանում են իրենց մագնիսությունը, առանց արտաքին էներգիայի աղբյուրի անհրաժեշտության, մինչդեռ էլեկտրամագնիսները պահանջում են էլեկտրական հոսանք, մագնիսական դաշտ ստեղծելու համար:
Հարց. Կարող է մշտական մագնիսները կորցնում իրենց մագնիսությունը:
Այո , մշտական մագնիսները կարող են կորցնել իրենց մագնիտիզմը, եթե ենթարկվում են բարձր ջերմաստիճանների, ֆիզիկական ցնցումների կամ հակառակ մագնիսական դաշտերի:
- Ինչ է պատահում, եթե մշտական մագնիսը ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանի:
- Եթե մշտական մագնիսը գերազանցում է իր Curie ջերմաստիճանը, այն կկորցնի իր մագնիտիզմը: Curie- ի ջերմաստիճանը տատանվում է նյութով, սովորաբար, 300 ° C Neodymium մագնիսների համար:
Հ. Որքան տեւում են մշտական մագնիսները:
- Մշտական մագնիսները կարող են տեւել տասնամյակներ, եթե պատշաճ կերպով պահպանվեն, բայց ջերմաստիճանի, կոռոզիայի եւ ֆիզիկական ազդեցության գործոնները կարող են ազդել իրենց կյանքի տեւողության վրա:
Հ. Ինչպես փորձարկել մշտական մագնիսի ուժը:
- Մշտական մագնիսի ուժը սովորաբար փորձարկվում է Gaussmeter- ի միջոցով, ինչը չափում է մագնիսական դաշտի ուժը Գաուսում կամ Թեսլայում:
Եզրափակում
Մշտական մագնիսները անհրաժեշտ են տարբեր ոլորտների եւ ամենօրյա դիմումների համար: Նրանց տեսակները, հատկությունները եւ օգտագործումը հասկանալը շատ կարեւոր է ճիշտը ընտրելու համար: Անկախ նրանից, թե սպառողական էլեկտրոնիկայի կամ առաջադեմ տեխնոլոգիայից, համապատասխան մագնիս ընտրելը բանալին է:
Մշտական մագնիսները շարունակում են կենսական դեր ունենալ ժամանակակից նորամուծություններում եւ էներգաարդյունավետ լուծումներում, դրանք անփոխարինելի դարձնելով այսօրվա աշխարհում:
