Не многие знают, но до того, как была открыта сила неодимового магнита, ученые пытались использовать магнитные свойства самых различных металлов.
Немного истории
Первую серьезной попыткой «приручить» электромагнитную энергию сделали ученые в начале прошлого века, начав использовать сталь, полезные свойства которой, были едва-едва заметны.
Следующим прорывом на этом направлении считается алюминий-никель-кобальтовый сплав. Он в несколько раз превосходил по своей эффективности сталь, однако если сравнивать с AlNiCo магниты неодимовые, усилие на отрыв в последнем случае в 10 раз выше.
К 50-му году происходит очередная отраслевая революция - появляются ферриты, которые примерно в полтора раза были мощнее предыдущего поколения магнетиков. Но главное их достоинство не в этом, а в стоимости. Низкая цена ферритов позволила применять детали из них повсеместно, что дало невиданный толчок развитию электронной промышленности, медицине и многим другим сферам. И именно дешевизна позволила сплаву «дожить» до наших дней, и по некоторым направлениям потеснить более сильные неодимовые магниты.
Последующие годы инженеры экспериментировали с магнитными свойствами разных материалов, включая самарий-кобальтовый сплав и даже платину. Но из-за высокой стоимости подобные материалы не продвинулись дальше научных лабораторий. Сегодня они если и используются, то достаточно редко, например, в особо агрессивных средах.
Неодимовые магниты - сила сцепления и другие параметры
Следующий реальный прорыв стал возможен, благодаря открытию полезных свойств неодима. Залежи этого редкоземельного элемента присутствуют на территории всего нескольких стран, включая Китай, Австралию, Канаду и Россию. Кроме того, процент металла в общей массе горных пород очень мал, что обусловило его высокую стоимость. За один килограмм чистого вещества на мировом рынке платят около 100 долларов.
Путем соединения редкоземельного элемента с железом и бором ученым удалось создать неодимовый магнит, магнитное поле которого, было мощнее в несколько раз, чем у ферритовых аналогов и в десятки раз - чем у самых первых магнитных устройств из стали. На сегодняшний день, нет материала, который мог бы по силе сцепления сравниться с такого рода сплавом. Кроме того, он имел еще одно важнейшее преимущество - беспрецедентно высокую устойчивость к размагничиванию, ослабевая за 100 лет чуть больше чем на 10 %.
Удивительно, но, несмотря на впечатляющие параметры, сильный магнит неодимовый стоил сравнительно недорого, что быстро оценили промышленники. Где это возможно, они стали заменять неодимом предыдущие поколения магнетиков, тем самым повышая эффективность оборудования.
Есть у такого рода магнитных сплавов и свои недостатки. Это, прежде всего, сравнительно низкая термоустойчивость, хрупкость и серьезная подверженность коррозии.
В большинстве случаев магнитное поле неодимового магнит сохраняется лишь при температуре не выше +80 о С, но с другой стороны удалось разработать марки сплавов, которые сегодня уже могут эксплуатировать и при +200 о С. То же самое касается и прочностных характеристик. Их удалось повысить, во-первых, за счет добавления полимерных примесей, придающих эластичность материалу, а во-вторых, благодаря защитным покрытиям, оберегающих от сколов и агрессивных сред. Все средства не повлияли на поле неодимового магнита, но существенно продлили срок эксплуатации каждого изделия.
Марки продукции из неодима
Магниты NdFeB подразделяются на несколько категорий по:
- Массогабаритным характеристикам;
- Свойствам сплава;
- Температуре эксплуатации;
- Форме;
- Вектору намагниченности;
- Другим параметрам.
По нескольку слов скажем об отличительных чертах устройств в каждой категории.
Массивность - важнейшее качество, определяющее то, насколько эффективными будут неодимовые магниты, магнит, сила которого выше, почти всегда будет больше по размеру и весу, и, напротив, маленькие изделия редко показывают впечатляющие возможности.. Популярный диск 50х30 весит 442 грамма и обладает усилием на отрыв 116 кг. В то же время, схожая по пропорциям шайба 5х3, при весе 0.4 грамма имеет силу сцепление всего полкилограмма, хотя для такой малютки это впечатляющий показатель.
Марка сплава - второй фактор, влияющий на то, какими мощными будут неодимовые магниты (сила притяжения). По своим электромагнитным параметрам сплавы подразделяются на несколько категорий и обозначаются цифрами от 35 до 52. Выше число - больше эффективность изделия, но и, соответственно, выше стоимость. Основная масса продукции «Полюс-Магнит» производится из сплава N-42. Как по своим энергетическим показателям, так и по цене, это средний неодимовый магнит, сила сцепления которого вполне приемлема, для использования в бытовых условиях.
Как Вы могли заметить чуть выше, марки нашей продукции обозначаются не только цифрами, но и буквами. В частности, литера «N» указывает на то, что та или иная деталь может эксплуатироваться при температуре до +80 о С, соответственно, «М» - до +100 о С, «Н» - 120 о С, и так далее. Самым термоустойчивым считается класс EH, он предполагает, что намагничивание неодимового магнита не теряется и при двухстах градусах.
Несколько слов скажем о форме товаров. Сегодня предприятиями выпускаются магнитные тралы, кольца, диски, прямоугольники, пруты, разного рода крепления. Кроме того, на рынке можно найти устройства для поисковиков, а также неокубы. Наконец, некоторые компании предлагают услугу по созданию изделий на заказ. То есть Вы можете предоставить чертеж, и завод изготовит по нему неодимовый магнит, сцепления которого будет достаточно для решения Ваших задач.
Стандартным изделиям из неодима придается один из трех типов намагниченности: аксиальный, радиальный или аксиальный. Это означает, что, например, ваша шайба из редкоземельного сплава будет притягивать предметы верхней, нижней плоскостью или выпуклой боковой поверхностью. Радиальный тип намагниченности чаще встречается в кольцах, у которых их внешняя окружность имеет позитивный заряд, а внутренняя - негативный. Выбирая неодимовый магнит усиленный, также обращайте внимание на этот фактор.
В нашем сайте сайт присутствует разнообразная продукция. Вы можете подобрать, как необходимую форму или размер, так и другие параметры товара.
Широко используются в электротехнике, машиностроении и многих других отраслях. Следует помнить, что свойства и характеристики неодимовых магнитов зависят от целого ряда факторов. Для их эффективного практического применения важно учитывать размер, форму и мощность изделий. Также следует предусмотреть и их слабые стороны, включая эксплуатационные ограничения по температуре. Только учитывая характеристики и классы неодимовых магнитов, удается подобрать оптимальные по цене и магнитной силе варианты изделий.
Как определить мощность неодимового магнита
Ключевая характеристика для магнита - его мощность. Этот параметр следует учитывать при выборе подходящих изделий для решения конкретных прикладных задач. Самый простой способ, как определить мощность неодимового магнита и его соответствие планируемому использованию – обратить внимание на такие параметры:
1) Сила сцепления. В описании магнитов указывают показатель усилия отрыва. По этой характеристике удается судить о массе объектов, которые могут удерживаться, а также о необходимом усилии для их отсоединения. Мощность неодимовых магнитов обычно указывают в килограммах и иногда в ньютонах.
2) Номер сплава. Свойства материала на основе соединения неодима, железа и бора зависят от дополнительных включений. На основе того, как показывает себя кривая размагничивания неодимовых магнитов при использовании определенного сплава, он получает свой конкретный номер. Например, N 38 или неодимовые магниты N 45 . Величина номера сплава напрямую пропорциональна усилию отрыва. Таким образом, по этому показателю можно судить про мощность неодимового магнита.
3) Индукция. Если планируется использование материала для решения сложных технических задач, то учета усилия отрыва или номера сплава будет недостаточно. Дополнительно должна быть известна индукция неодимового магнита. В частности, этот показатель имеет ключевое значение при выборе материалов для активации холловских датчиков или герконовых реле. Магнитная индукция неодимовых магнитов определяет силу и направленность поля в конкретной точке, находящейся возле магнита. Ее измерение выполняется в Гаусс и Тесла (1 Тесла=10 000 Гаусс).
Какие параметры определяют свойства неодимовых магнитов
Как грамотно выбрать мощный неодимовый магнит
В большинстве случаев для бытового использования хватает мощности самых простых и недорогих магнитов. Но в ситуации, когда на первое место выходит сила сцепления неодимовых магнитов следует учитывать определенные характеристики изделий и условия их использования:
Неодимовые магниты получили свое название из-за присутствия в своем составе редкоземельного металла Неодим (Nd). В состав материала магнита также входит железо (Fe) и небольшое количество бора (B).
Что обозначают буквы и цифры в классах неодимовых магнитов?
Неодимовые магниты делят на классы, которые обозначаются буквами и числами (например, N35), в которых и заложена основная информация о магните. Ниже приведена стандартная номенклатурная таблица характеристик неодимовых магнитов (в левом столбце указаны классы).
В таблице все численные величины представлены в двух единицах измерения. Первая, без скобок – это величина измерения в системе СИ (эта та система, в которой работает наша страна), а вторая (указана в скобках), – это измерения в международной системе СГСЕ (европейские стандарты). Для удобства в таблице указаны обе единицы измерения.
Таблица характеристик неодимовых магнитов
По правому столбцу таблицы видно основное классовое отличие магнитов – это их рабочая температура использования, то есть та допустимая максимальная температура, превышая которую магнит начинает терять свои магнитные свойства. Таким образом, на температурный диапазон использования магнита указывает буквенная часть его маркировки (левый столбец).
Магниты марки:
- N (Normal)– могут применяться при нормальных температурах, то есть до 80 градусов Цельсия;
- M (Medium) – могут применяться при повышенных температурах, то есть до 100 градусов Цельсия;
- H (High) – могут применяться при высоких температурах, до 120 градусов Цельсия;
- SH (Super High) – могут применяться при температурах до 150 градусов Цельсия;
- UH (Ultra High) – могут применяться при температурах до 180 градусов Цельсия;
- EH (Extra High) – могут применяться при температурах до 200 градусов Цельсия.
Стоит оговориться, что отрицательные температуры не оказывают влияния на магнитные свойства для большинства магнитов.
Цифры, указанные в обозначении класса магнитов: N30, 33M, 35H, 38SH, 40UH и т.д., указывают на Магнитную Энергию (четвертый столбец таблицы), измеряется в килоДжоуль на кубический метр. Этот критерий магнитов отвечает за их мощность или, так называемое, «усилие на отрыв», то есть сила, которую необходимо приложить к магниту, чтобы его «оторвать» от поверхности. Необходимо понимать, что поверхность (стальной лист) должен быть идеально ровным, а приложенная сила должна быть перпендикулярной к листу. Это, так называемые, идеальные или теоритические условия. Совершенно понятно, что чем выше цифровое обозначение магнита, тем выше его усилие на отрыв.
Сила на отрыв магнита
Но, кроме того, «сила на отрыв» зависит не только от физических характеристик магнита, но и от его размера и веса. Например, магнит 25*20 мм легче оторвать от стального листа, чем магнит 40*5 мм, так как площадь соприкосновения у второго магнита больше (25 мм против 40мм). Но линии магнитного поля, если их визуализировать, распространяются у первого магнита (25*20 мм) «дальше», значит, и «цепляется» за стальной лист он лучше.
|
Марка/ Класс |
Остаточная магнитная
индукция, миллиТесла (КилоГаусс) |
Коэрцитивная сила,
КилоАмпер/метр (КилоЭрстед) |
Магнитная энергия,
килоДжоуль/м3 (МегаГаусс-Эрстед) |
Рабочая температура, |
| N35 | 1170-1220 (11,7-12,2) | ≥955 (≥12) | 263-287 (33-36) | 80 |
| N38 | 1220-1250 (12,2-12,5) | ≥955 (≥12) | 287-310 (36-39) | 80 |
| N40 | 1250-1280 (12,5-12,8) | ≥955 (≥12) | 302-326 (38-41) | 80 |
| N42 | 1280-1320 (12,8-13,2) | ≥955 (≥12) | 318-342 (40-43) | 80 |
| N45 | 1320-1380 (13,2-13,8) | ≥955 (≥12) | 342-366 (43-46) | 80 |
| N48 | 1380-1420 (13,8-14,2) | ≥876 (≥12) | 366-390 (46-49) | 80 |
| N50 | 1400-1450 (14,0-14,5) | ≥876 (≥12) | 382-406 (48-51) | 80 |
| N52 | 1430-1480 (14,3-14,8) | ≥876 (≥12) | 398-422 (50-53) | 80 |
| 33M | 1130-1170 (11,3-11,7) | ≥1114 (≥14) | 247-263 (31-33) | 100 |
| 35M | 1170-1220 (11,7-12,2) | ≥1114 (≥14) | 263-287 (33-36) | 100 |
| 38M | 1220-1250 (12,2-12,5) | ≥1114 (≥14) | 287-310 (36-39) | 100 |
| 40M | 1250-1280 (12,5-12,8) | ≥1114 (≥14) | 302-326 (38-41) | 100 |
| 42M | 1280-1320 (12,8-13,2) | ≥1114 (≥14) | 318-342 (40-43) | 100 |
| 45M | 1320-1380 (13,2-13,8) | ≥1114 (≥14) | 342-366 (43-46) | 100 |
| 48M | 1380-1420 (13,8-14,3) | ≥1114 (≥14) | 366-390 (46-49) | 100 |
| 50M | 1400-1450 (14,0-14,5) | ≥1114 (≥14) | 382-406 (48-51) | 100 |
| 30H | 1080-1130 (10,8-11,3) | ≥1353 (≥17) | 223-247 (28-31) | 120 |
| 33H | 1130-1170 (11,3-11,7) | ≥1353 (≥17) | 247-271 (31-34) | 120 |
| 35H | 1170-1220 (11,7-12,2) | ≥1353 (≥17) | 263-287 (33-36) | 120 |
| 38H | 1220-1250 (12,2-12,5) | ≥1353 (≥17) | 287-310 (36-39) | 120 |
| 40H | 1250-1280 (12,5-12,8) | ≥1353 (≥17) | 302-326 (38-41) | 120 |
| 42H | 1280-1320 (12,8-13,2) | ≥1353 (≥17) | 318-342 (40-43) | 120 |
| 45H | 1320-1380 (13,2-13,8) | ≥1353 (≥17) | 326-358 (43-46) | 120 |
| 48H | 1380-1420 (13,8-14,3) | ≥1353 (≥17) | 366-390 (46-49) | 120 |
| 30SH | 1080-1130 (10,8-11,3) | ≥1592 (≥20) | 233-247 (28-31) | 150 |
| 33SH | 1130-1170 (11,3-11,7) | ≥1592 (≥20) | 247-271 (31-34) | 150 |
| 35SH | 1170-1220 (11,7-12,2) | ≥1592 (≥20) | 263-287 (33-36) | 150 |
| 38SH | 1220-1250 (12,2-12,5) | ≥1592 (≥20) | 287-310 (36-39) | 150 |
| 40SH | 1240-1280 (12,4-12,8) | ≥1592 (≥20) | 302-326 (38-41) | 150 |
| 42SH | 1280-1320 (12,8-13,2) | ≥1592 (≥20) | 318-342 (40-43) | 150 |
| 45SH | 1320-1380 (13,2-13,8) | ≥1592 (≥20) | 342-366 (43-46) | 150 |
| 28UH | 1020-1080 (10,2-10,8) | ≥1990 (≥25) | 207-231 (26-29) | 180 |
| 30UH | 1080-1130 (10,8-11,3) | ≥1990 (≥25) | 223-247 (28-31) | 180 |
| 33UH | 1130-1170 (11,3-11,7) | ≥1990 (≥25) | 247-271 (31-34) | 180 |
| 35UH | 1180-1220 (11,7-12,2) | ≥1990 (≥25) | 263-287 (33-36) | 180 |
| 38UH | 1220-1250 (12,2-12,5) | ≥1990 (≥25) | 287-310 (36-39) | 180 |
| 40UH | 1240-1280 (12,4-12,8) | ≥1990 (≥25) | 302-326 (38-41) | 180 |
| 28EH | 1040-1090 (10,4-10,9) | ≥2388 (≥30) | 207-231 (26-29) | 200 |
| 30EH | 1080-1130 (10,8-11,3) | ≥2388 (≥30) | 233-247 (28-31) | 200 |
| 33EH | 1130-1170 (11,3-11,7) | ≥2388 (≥30) | 247-271 (31-34) | 200 |
| 35EH | 1170-1220 (11,7-12,2) | ≥2388 (≥30) | 263-287 (33-36) | 200 |
| 38EH | 1220-1250 (12,2-12,5) | ≥2388 (≥30) | 287-310 (36-39) | 200 |
Как сравнить силу магнитов?
Если возникает необходимость сравнить, какой из двух выбранных магнитов сильнее, рекомендуем Вам воспользоваться следующими способами.
1. При одинаковых линейных размерах (точная методика):
Чтобы понять, насколько один магнит сильнее другого, необходимо значение остаточной магнитной индукции одного магнита (второй столбец таблицы) разделить на значение остаточной магнитной индукции другого магнита.
Пример: неодимовый магнит N40 с В=1250 мТ и неодимовый магнит N50 с В=1400 мТ, делим их магнитные индукции и получаем 1400/1250 = 1,12, то есть магнит N50 «сильнее» магнита N40 на 12%, при условии, что линейные размеры магнитов одинаковые.
2. При разных линейных размерах (грубая методика):
Чтобы понять, насколько один магнит сильнее другого, необходимо сравнить их массы.
Пример: магнит 30*10 мм весит примерно 55 грамм, а магнит 25*20 мм весит 76 грамм. Делим их массы 76/55=1,38, то есть магнит 25*20 мм сильнее магнита 30*10 мм примерно на 38%, при условии, что их классы, то есть физические характеристики, одинаковые.
Примеры различных форм магнитов и максимально удерживаемого ими веса*
.
| Наименование | Сила сцепления | Цена | Купить |
Каждый держал в руках магнит и забавлялся им в детстве. Магниты могут быть самыми разными по форме, размерам, но все магниты имеют общее свойство - они притягивают железо. Похоже, что они и сами сделаны из железа, во всяком случае, из какого-то металла точно. Есть, однако, и «черные магниты» или «камни», они тоже сильно притягивают железки, и особенно друг друга.
Но на металл они не похожи, легко бьются, как стеклянные. В хозяйстве магнитам находится множество полезных дел, например, удобно с их помощью «пришпиливать» бумажные листы к железным поверхностям. Магнитом удобно собирать потерянные иголки, так что, как мы видим, это совсем небесполезная вещь.
Наука 2.0 - Большой скачок - Магниты
Магнит в прошлом
Ещё древние китайцы более 2000 лет назад знали о магнитах, по крайней мере то, что это явление можно использовать для выбора направления при путешествиях. То есть придумали компас. Философы в древней Греции, люди любопытные, собирая различные удивительные факты, столкнулись с магнитами в окрестностях города Магнесса в Малой Азии. Там и обнаружили странные камни, которые могли притягивать железо. По тем временам, это было не менее удивительным, чем могли бы стать в наше время инопланетяне.
Еще более удивительным казалось, что магниты притягивают далеко не все металлы, а только железо, и само железо способно становиться магнитом, хотя и не таким сильным. Можно сказать, что магнит притягивал не только железо, но и любопытство ученых, и сильно двигал вперед такую науку, как физика. Фалес из Милета писал о «душе магнита», а римлянин Тит Лукреций Кар – о «бушующем движении железных опилок и колец», в своем сочинении «О природе вещей». Уже он мог заметить наличие двух полюсов у магнита, которые потом, когда компасом начали пользоваться моряки, получили названия в честь сторон света.
Что такое магнит. Простыми словами. Магнитное поле
За магнит взялись всерьез
Природу магнитов долгое время не могли объяснить. С помощью магнитов открывали новые континенты (моряки до сих пор относятся к компасу с огромным уважением), но о самой природе магнетизма по прежнему никто ничего не знал. Работы велись только по усовершенствованию компаса, чем занимался еще географ и мореплаватель Христофор Колумб.
В 1820 году датский ученый Ганс Христиан Эрстед сделал важнейшее открытие. Он установил действие провода с электрическим током на магнитную стрелку, и как ученый, выяснил опытами как это происходит в разных условиях. В том же году французский физик Анри Ампер выступил с гипотезой об элементарных круговых токах, протекающих в молекулах магнитного вещества. В 1831-ом году англичанин Майкл Фарадей с помощью катушки из изолированного провода и магнита проводит опыты, показывающие, что механическую работу можно превратить в электрический ток. Он же устанавливает закон электромагнитной индукции и вводит в обращение понятие «магнитное поле».
Закон Фарадея устанавливает правило: для замкнутого контура электродвижущая сила равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур. На этом принципе работают все электрические машины - генераторы, электродвигатели, трансформаторы.
В 1873 году шотландский ученый Джеймс К. Максвелл сводит магнитные и электрические явления в одну теорию, классическую электродинамику.
Вещества, способные намагничиваться, получили название ферромагнетиков. Это название связывает магниты с железом, но кроме него, способность к намагничиванию обнаруживается еще у никеля, кобальта, и некоторых других металлов. Поскольку магнитное поле уже перешло в область практического использования, то и магнитные материалы стали предметом большого внимания.
Начались эксперименты со сплавами из магнитных металлов и различными добавками в них. Стоили получаемые материалы очень дорого, и если бы Вернеру Сименсу не пришла в голову идея заменить магнит сталью, намагничиваемой сравнительно небольшим током, то мир так бы и не увидел электрического трамвая и компании Siemens. Сименс занимался еще телеграфными аппаратами, но тут у него было много конкурентов, а электрический трамвай дал фирме много денег, и в конечном счете, потянул за собой все остальное.
Электромагнитная индукция
Основные величины, связанные с магнитами в технике
Мы будем интересоваться в основном магнитами, то есть ферромагнетиками, и оставим немного в стороне остальную, очень обширную область магнитных (лучше сказать, электромагнитных, в память о Максвелле) явлений. Единицами измерений у нас будут те, которые приняты в СИ (килограмм, метр, секунда, ампер) и их производные:
l Напряженность поля , H, А/м (ампер на метр).
Эта величина характеризует напряженность поля между параллельными проводниками, расстояние между которыми 1 м, и протекающий по ним ток 1 А. Напряженность поля является векторной величиной.
l Магнитная индукция , B, Тесла, плотность магнитного потока (Вебер/м.кв.)
Эта отношение тока через проводник к длине окружности, на том радиусе, на котором нас интересует величина индукции. Окружность лежит в плоскости, которую провод пересекает перпендикулярно. Сюда входит еще множитель, называемый магнитной проницаемостью. Это векторная величина. Если мысленно смотреть в торец провода и считать, что ток течет в направлении от нас, то магнитные силовые окружности «вращаются» по часовой стрелке, а вектор индукции приложен к касательной и совпадает с ними по направлению.
l Магнитная проницаемость , μ (относительная величина)
Если принять магнитную проницаемость вакуума за 1, то для остальных материалов мы получим соответствующие величины. Так, например, для воздуха мы получим величину, практически такую же как и для вакуума. Для железа мы получим существенно большие величины, так что можно образно (и весьма точно) говорить, что железо «втягивает» в себя силовые магнитные линии. Если напряженность поля в катушке без сердечника будет равняться H, то с сердечником мы получаем μH.
l Коэрцитивная сила , А/м.
Коэрцитивная сила показывает, насколько магнитный материал сопротивляется размагничиванию и перемагничиванию. Если ток в катушке совсем убрать, то в сердечнике будет остаточная индукция. Чтобы сделать ее равной нулю, нужно создать поле некоторой напряженности, но обратной, то есть пустить ток в обратном направлении. Эта напряженность и называется коэрцитивной силой.
Поскольку магниты на практике всегда используются в какой-то связи с электричеством, то не стоит удивляться тому, что для описания их свойств используется такая электрическая величина, как ампер.
Из сказанного следует возможность, например, гвоздю, на который подействовали магнитом, самому стать магнитом, хотя и более слабым. На практике выходит, что даже дети, забавляющиеся магнитами, об этом знают.
К магнитам в технике предъявляют разные требования, в зависимости от того, куда идут эти материалы. Ферромагнитные материалы делятся на «мягкие» и «жесткие». Первые идут на изготовление сердечников для приборов, где магнитный поток постоянный или переменный. Хорошего самостоятельного магнита из мягких материалов не сделаешь. Они слишком легко размагничиваются и здесь это как раз их ценное свойство, поскольку реле должно «отпустить» если ток выключен, а электрический мотор не должен греться - на перемагничивание расходуется лишняя энергия, которая выделяется в форме тепла.
КАК ВЫГЛЯДИТ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ НА САМОМ ДЕЛЕ? Игорь Белецкий
Постоянные магниты, то есть те, которые магнитами и называют, требуют для своего изготовления жестких материалов. Жесткость имеется в виду магнитная, то есть большая остаточная индукция и большая коэрцитивная сила, поскольку, как мы видели, эти величины тесно связаны между собой. На такие магниты идут углеродистые, вольфрамовые, хромистые и кобальтовые стали. Их коэрцитивная сила достигает значений около 6500 А/м.
Есть особые сплавы, которые называются альни, альниси, альнико и множество других, как можно догадаться в них входят алюминий, никель, кремний, кобальт в разных сочетаниях, которые обладают большей коэрцитивной силой - до 20000…60000 А/м. Такой магнит не так-то просто оторвать от железа.
Есть магниты, специально предназначенные для работы на повышенной частоте. Это многим известный «круглый магнит». Его «добывают» из негодного динамика из колонки музыкального центра, или автомагнитолы или даже телевизора прошлых лет. Этот магнит изготовлен путем спекания окислов железа и специальных добавок. Такой материал называется ферритом, но не каждый феррит специально так намагничивается. А в динамиках его применяют из соображений уменьшения бесполезных потерь.
Магниты. Discovery. Как это работает?
Что происходит внутри магнита?
Благодаря тому, что атомы вещества являются своеобразными «сгустками» электричества, они могут создавать свое магнитное поле, но только у некоторых металлов, имеющих сходное атомное строение, эта способность выражена очень сильно. И железо, и кобальт, и никель стоят в периодической системе Менделеева рядом, и имеют похожие строения электронных оболочек, которое превращает атомы этих элементов в микроскопические магниты.
Поскольку металлы можно назвать застывшей смесью различных кристаллов очень маленького размера, то понятно, что магнитных свойств у таких сплавов может быть очень много. Многие группы атомов могут «разворачивать» свои собственные магниты под влиянием соседей и внешних полей. Такие «сообщества» называются магнитными доменами, и образуют весьма причудливые структуры, которые до сих пор с интересом изучаются физиками. Это имеет большое практическое значение.
Как уже говорилось, магниты могут иметь почти атомные размеры, поэтому наименьший размер магнитного домена ограничивается размером кристалла, в который встроены атомы магнитного металла. Этим объясняется, например, почти фантастическая плотность записи на современные жесткие диски компьютеров, которая, видимо, еще будет расти, пока у дисков не появятся конкуренты посерьезнее.
Гравитация, магнетизм и электричество
Где применяются магниты?
Сердечники которых являются магнитами из магнитов, хотя обычно их называют просто сердечниками, магниты находят еще множество применений. Есть канцелярские магниты, магниты для защелкивания мебельных дверей, магниты в шахматах для путешественников. Это известные всем магниты.
К более редким видам относятся магниты для ускорителей заряженных частиц, это очень внушительные сооружения, которые могут весить десятки тонн и больше. Хотя сейчас экспериментальная физика поросла травой, за исключением той части, которая тут же приносит сверхприбыли на рынке, а сама почти ничего не стоит.
Еще один любопытный магнит установлен в медицинском навороченном приборе, который называется магнитно-резонансным томографом. (Вообще-то метод называется ЯМР, ядерный магнитный резонанс, но чтобы не пугать народ, который в массе не силен в физике, его переименовали.) Для прибора требуется помещение наблюдаемого объекта (пациента) в сильное магнитное поле, и соответствующий магнит имеет устрашающие размеры и форму дьявольского гроба.
Человека кладут на кушетку, и прокатывают через тоннель в этом магните, пока датчики сканируют место, интересующее врачей. В общем, ничего страшного, но у некоторых клаустрофобия доходит до степени паники. Такие охотно дадут себя резать живьем, но не согласятся на обследование МРТ. Впрочем, кто знает, как человек чувствует себя в необычно сильном магнитном поле с индукцией до 3 Тесла, после того, как заплатил за это хорошие деньги.
Чтобы получить такое сильное поле, часто используют сверхпроводимость, охлаждая катушку магнита жидким водородом. Это дает возможность «накачивать» поле без опасений, что нагрев проводов сильным током ограничит возможности магнита. Это совсем недешевая установка. Но магниты из специальных сплавов, которые не требуют подмагничивания током, стоят значительно дороже.
Наша Земля тоже является большим, хотя и не очень сильным магнитом. Он помогает не только владельцам магнитного компаса, но и спасает нас от гибели. Без него мы были бы убиты солнечной радиацией. Картина магнитного поля Земли, смоделированная компьютерами по данным наблюдений из космоса выглядит очень внушительно.
Вот небольшой ответ на вопрос, о том, что такое магнит в физике и технике.
1. Почему неодимовые магниты с покрытием?
Неодимовый магнит в основном своем составе содержит спрессованные и спеченные порошки неодима, железа и бора, причем железа там наибольшее количество. Когда магниты подвергаются воздействию атмосферного воздуха, железо в магните может ржаветь и испортить магнит, потому что железо легко окисляется. Стоит заметить что железный порошок окисляется гораздо интенсивнее чем литая заготовка.Таким образом, чтобы предотвратить магнит от коррозии, магниты должны быть покрыты антикоррозионным покрытием.
2. Какой тип покрытия магнитов лучше?
Наиболее распространенные типы покрытий неодимовых магнитов - это никель, цинк, эпоксидные покрытия, золото, серебро. Более всех от коррозии магниты защищают эпоксидные покрытия, и также никель. Наши магниты в основном имеют трехслойное покрытие Никель - Медь - Никель (Ni-Cu-Ni).
3. Какой тип магнита самый сильный?
На сегодня неодимовые (NdFeB) магниты являются сильнейшими магнитами в мире.
4. Вы можете изготовить или у вас есть однополюсный магнит? или - можно ли распилить магнит на два полюса?
Нет, не можем. Никто не может поставлять монопольный магнит, потому что таких магнитов не существует, все магниты имеют хотя бы два полюса. Даже если Вы попытаетесь разрезать магнит пополам - обе половинки магнитов "перемагнитятся" и образуют на себе по 2 полюса.
5. Что такое максимальная рабочая температура?
6. Что такое Температура Кюри для магнита?
7. Будет ли неодимовый магнит терять свою силу со временем?
Нет, неодимовый магнит будет держать намагниченность всегда. Естественную потерю магнитных свойств в 1-2% за 10 лет вы не заметите.
8. Как определить силу магнита, в чем измеряется сила магнита?
Для этого используются специальные приборы - Гауссметры, Тесламетры, с их помощью измеряется плотность магнитного поля на поверхности магнита. Она измеряется в Гауссах или Тесла. Экспериментально некоторые определяют силу с использованием стальной пластины и динамометра, удерживающая сила магнита, который находится в контакте с плоской стальной пластиной измеряется в килограммах. Нужно понимать, что это не есть какая -то физическая величина или системная единица, т.е. показания приблизительные.
9. У магнита один полюс сильнее, чем другой?
Нет, у правильно намагниченного магнита оба полюса одинаково сильны.
10. Как определить полюса магнита?
Вы можете использовать компас, или другой магнит, с уже определенным полюсом. Принцип прост - одинаковые полюса -отталкиваются, противоположные полюса магнитов - притягиваются.
11. Магнитят ли неодимовые магниты золото? (серебро, "нержавейку", медь, монеты и т.д.)?
Нет. Точнее сказать - да, все металлы магнитятся, но лучше всех - только железосодержащие. На такие металлы как медь, золото, серебро и т.д. даже магнитное поле сильных неодимовых магнитов не оказывает сильного влияния и визуально это не заметно.
12. Что такое N38 и чем такие магниты отличаются от N45?
Латинские буквы в маркировке неодимового магнита означают температурный режим применения магнитов. N (normal) - до 80 С, M (Medium) - до 100С, H (High) - 120С, SH(Super High) - до 150С, UH (Ultra High) - до 180С, EH (Extra High) - 200 С...
Цифры - это магнитная энергия в килоджоулях на кубический метр, что довольно трудно понять. Логически понятно одно - чем выше цифра, тем сильнее магнитное поле вокруг магнита. Т.е. один и тот же магнит может быть более или менее сильным.
Ни буквенный ни цифровой индексы в "домашних" условиях без специальных приборов и оборудования проверить не представляется возможным.
13. Как отличить настоящий неодимовый NdFeB магнит от китайской подделки?
Дело в том, что неодимовые магниты - чисто китайский товар. 90% мировых запасов сырья + дешевая рабочая сила - сделали Китай мировым монополистом в производстве магнитов. 80% всех магнитов китайского производства. В странах СНГ, Европы -99%. Оригинальные кроссовки и поддельные производятся тоже в Китае. Выбирайте надежного поставщика.
14. Если (например) сложить между собой два неодимовых магнита на 100 кг - магнитное поле увеличится вдвое?
Да, увеличится, но не в 2 раза, а где то на 10-30%. Многое зависит от формы, покрытия и т.д. При совмещении все равно между магнитами будет образовываться зазор и магнитное поле будет в нем прерываться. Лучше приобрести цельный магнит на 200 кг.
15. "Я могу вернуть магнит если он мне не подойдет?"
У Вас есть возможность в течении 7-ми дней осуществить возврат / обмен магнита (магнитов) при полном сохранении товарного вида и свойств товара. За прокат/обмен магнитов мы берем плату в размере 10% от стоимости 1 единицы товара на сайте в день возврата. Т.е. допустим, Вы приобрели магнит за 200 грн и хотите его вернуть, мы возвращаем Вам - 90% (180 грн).
16. На даних магнітах написано що режим роботи при температурі до 80 градусів - а що буде якщо робоче середовище приблизно 100 градусів вони тріснуть чи будуть слабше магнітити чи щось інше?
При температурі більш ніж 80 градусів Цельсія неодимові магніти N38, N45 і т.д. втрачають магнітну силу на протязі деякого часу. Наприклад, у нас брали магніти 51х51х25 мм і занурювали у 100-140 градусний розчин (технологічний процес) - через 2-3 тижні єксплуатації магніти за своїми властивостями були схожі на звичайні феритові магніти, тобто кусок заліза з них можна було відірвати рукою.
17. Чем клеить неодимовые магниты, чем приклеить неодимовый магнит, каким клеем приклеить неодимовый магнит?
Так как магниты являються металлическими изделиями, то мы рекомендуем выбирать клей для металла. На клеях обычно указывают характеристики к которым лучше всего клеиться данный вид клея "металл-дерево", "металл-металл" и т.д. Из практики лучшими клеями являются акриловые супер клея, "жидкие гвозди", "супер липучка", двухкомпонентные эпоксидные клея".