Permanentni magneti - vrste in lastnosti, interakcija magnetov. Vrste in vrste magnetov

Vsak je v rokah držal magnet in se z njim igral kot otrok. Magneti so lahko zelo različni po obliki in velikosti, vendar imajo vsi magneti splošno lastnino- privlačijo železo. Zdi se, da so sami narejeni iz železa, vsaj iz neke vrste kovine zagotovo. Obstajajo pa »črni magneti« ali »kamni«, ki tudi močno privlačijo kose železa, predvsem pa drug drugega.

Vendar niso videti kot kovine; zlahka se zlomijo, kot steklo. Magneti imajo veliko uporabnih uporab, na primer, z njihovo pomočjo je priročno "pripeti" liste papirja na železne površine. Magnet je priročen za zbiranje izgubljenih igel, tako da je, kot vidimo, povsem uporabna stvar.

Znanost 2.0 - Velik skok naprej - Magneti

Magnet v preteklosti

Že pred več kot 2000 leti so stari Kitajci poznali magnete, vsaj to, da je s tem pojavom mogoče izbirati smer pri potovanju. To pomeni, da so izumili kompas. Filozofi v Antična grčija, radovedneže, zbiranje različnih neverjetna dejstva, trčil v magnete v okolici mesta Magnessa v Mali Aziji. Tam so odkrili čudne kamne, ki so lahko privlačili železo. Takrat to ni bilo nič manj neverjetno, kot bi vesoljci lahko postali v našem času.

Še bolj presenetljivo se je zdelo, da magneti ne privlačijo vseh kovin, ampak samo železo, železo pa lahko samo postane magnet, čeprav ne tako močan. Lahko rečemo, da magnet ni pritegnil le železa, ampak tudi radovednost znanstvenikov in močno premaknil naprej tako znanost, kot je fizika. Thales iz Mileta je pisal o "duši magneta", Rimljanin Titus Lucretius Carus pa je pisal o "besnem gibanju železnih opilkov in obročev" v svojem eseju "O naravi stvari". Že takrat je opazil prisotnost dveh polov magneta, ki so ju kasneje, ko so mornarji začeli uporabljati kompas, poimenovali po kardinalnih točkah.

Kaj je magnet? Z enostavnimi besedami. Magnetno polje

Magnet smo vzeli resno

Narava magnetov za dolgo časa ni znal razložiti. S pomočjo magnetov so odkrivali nove celine (pomorščaki še vedno spoštljivo obravnavajo kompas), vendar še nihče ni vedel ničesar o sami naravi magnetizma. Delo je potekalo le za izboljšanje kompasa, kar je naredil tudi geograf in navigator Krištof Kolumb.

Leta 1820 je danski znanstvenik Hans Christian Oersted prišel do pomembnega odkritja. Ugotovil je delovanje žice z električnim tokom na magnetno iglo in kot znanstvenik s poskusi ugotovil, kako se to zgodi v različni pogoji. Istega leta je francoski fizik Henri Ampere postavil hipotezo o elementarnih krožnih tokovih, ki tečejo v molekulah magnetne snovi. Leta 1831 je Anglež Michael Faraday z uporabo tuljave izolirane žice in magneta izvedel poskuse, ki so pokazali, da mehansko delo se lahko pretvori v električni tok. Uvedel je tudi zakon elektromagnetne indukcije in uvedel koncept "magnetnega polja".

Faradayev zakon določa pravilo: za zaprto zanko je elektromotorna sila enaka hitrosti spremembe magnetnega pretoka, ki poteka skozi to zanko. Na tem principu delujejo vsi električni stroji - generatorji, elektromotorji, transformatorji.

Leta 1873 je škotski znanstvenik James C. Maxwell združil magnetne in električne pojave v eno teorijo, klasično elektrodinamiko.

Snovi, ki jih je mogoče magnetizirati, imenujemo feromagneti. To ime povezuje magnete z železom, vendar imajo poleg njega sposobnost magnetiziranja tudi nikelj, kobalt in nekatere druge kovine. Ker se je magnetno polje že preselilo v regijo praktično uporabo, potem so magnetni materiali postali predmet velike pozornosti.

Poskusi so se začeli z zlitinami magnetnih kovin in različnimi dodatki v njih. Nastali materiali so bili zelo dragi in če se Werner Siemens ne bi domislil zamenjave magneta z jeklom, magnetiziranim z relativno majhnim tokom, svet nikoli ne bi videl električnega tramvaja in podjetja Siemens. Siemens se je ukvarjal tudi s telegrafskimi napravami, vendar je imel tukaj veliko konkurentov, električni tramvaj pa je podjetju dal veliko denarja in na koncu potegnil s seboj vse ostalo.

Elektromagnetna indukcija

Osnovne količine, povezane z magneti v tehniki

Zanimali nas bodo predvsem magneti, torej feromagneti, preostalo, zelo obsežno področje magnetnih (bolje rečeno elektromagnetnih, v spomin na Maxwella) pojavov pa bomo pustili nekoliko ob strani. Naše merske enote bodo tiste, ki so sprejete v SI (kilogram, meter, sekunda, amper) in njihove izpeljanke:

l Moč polja, H, A/m (amperi na meter).

Ta količina označuje jakost polja med vzporednimi vodniki, katerih razdalja je 1 m, tok, ki teče skozi njih, pa je 1 A. Jakost polja je vektorska količina.

l Magnetna indukcija, B, Tesla, gostota magnetnega pretoka (Weber/m2)

To je razmerje med tokom skozi vodnik in dolžino kroga, pri polmeru, pri katerem nas zanima velikost indukcije. Krožnica leži v ravnini, ki jo pravokotno seka žica. To vključuje tudi dejavnik, imenovan magnetna prepustnost. To je vektorska količina. Če v mislih pogledate konec žice in domnevate, da tok teče v smeri stran od nas, potem se krogi magnetne sile "vrtijo" v smeri urinega kazalca, vektor indukcije pa se nanaša na tangento in sovpada z njimi v smeri.

l Magnetna prepustnost, μ (relativna vrednost)

Če vzamemo magnetno prepustnost vakuuma za 1, potem bomo za druge materiale dobili ustrezne vrednosti. Tako na primer za zrak dobimo vrednost, ki je skoraj enaka kot za vakuum. Za železo dobimo bistveno večje vrednosti, zato lahko slikovito (in zelo natančno) rečemo, da železo "vleče" vase magnetne silnice. Če je poljska jakost v tuljavi brez jedra enaka H, ​​potem z jedrom dobimo μH.

l Prisilna sila, A/m.

Prisilna sila meri, koliko se magnetni material upira demagnetizaciji in ponovni magnetizaciji. Če je tok v tuljavi popolnoma odstranjen, bo v jedru ostala indukcija. Če želite, da je enak nič, morate ustvariti polje z določeno intenzivnostjo, vendar obratno, to pomeni, da vstavite tok obratna smer. Ta napetost se imenuje prisilna sila.

Ker se magneti v praksi vedno uporabljajo v neki povezavi z elektriko, ne bi smelo biti presenetljivo, da se za opis njihovih lastnosti uporablja taka električna količina, kot je amper.

Iz povedanega sledi, da je na primer možno, da žebelj, na katerega je deloval magnet, sam postane magnet, čeprav šibkejši. V praksi se izkaže, da to vedo tudi otroci, ki se igrajo z magneti.

V tehnologiji obstajajo različne zahteve za magnete, odvisno od tega, kam ti materiali gredo. Feromagnetne materiale delimo na »mehke« in »trde«. Prvi se uporabljajo za izdelavo jeder za naprave, kjer je magnetni pretok stalen ali spremenljiv. Iz mehkih materialov ne morete narediti dobrega neodvisnega magneta. Preveč zlahka se razmagnetijo in točno to imajo tukaj. dragoceno premoženje, saj mora rele "sprostiti", če je tok izklopljen, elektromotor pa se ne sme segreti - odvečna energija se porabi za obračanje magnetizacije, ki se sprosti v obliki toplote.

KAKO V RESNICI IZGLEDA MAGNETNO POLJE? Igor Beletski

Trajni magneti, torej tisti, ki jih imenujemo magneti, za svojo izdelavo zahtevajo trde materiale. Rigidnost se nanaša na magnetno, to je veliko preostalo indukcijo in veliko prisilno silo, saj sta, kot smo videli, ti količini med seboj tesno povezani. Takšni magneti se uporabljajo v ogljikovih, volframovih, kromovih in kobaltovih jeklih. Njihova koercitivnost doseže vrednosti okoli 6500 A/m.

Obstajajo posebne zlitine, imenovane alni, alnisi, alnico in številne druge, kot morda ugibate, vključujejo aluminij, nikelj, silicij, kobalt v različnih kombinacijah, ki imajo večjo prisilno silo - do 20.000...60.000 A/m. Takšnega magneta ni tako enostavno odtrgati od železa.

Obstajajo magneti, posebej zasnovani za delovanje pri višjih frekvencah. To je dobro znani "okrogli magnet". »Rudarijo« ga iz neuporabnega zvočnika iz stereo sistema, ali avtoradia ali celo televizorja prejšnjih let. Ta magnet je narejen s sintranjem železovih oksidov in posebnih dodatkov. Ta material se imenuje ferit, vendar ni vsak ferit posebej magnetiziran na ta način. In v zvočnikih se uporablja zaradi zmanjšanja neuporabnih izgub.

Magneti. Odkritje. Kako deluje?

Kaj se zgodi znotraj magneta?

Ker so atomi snovi svojevrstne "grude" električne energije, lahko ustvarijo lastno magnetno polje, vendar je le pri nekaterih kovinah, ki imajo podobno atomsko strukturo, ta sposobnost zelo močno izražena. Železo, kobalt in nikelj se nahajajo drug ob drugem v Mendelejevem periodnem sistemu in imajo podobne strukture elektronskih lupin, zaradi česar se atomi teh elementov spremenijo v mikroskopske magnete.

Ker lahko kovine imenujemo zamrznjena mešanica različnih zelo majhnih kristalov, je jasno, da imajo lahko takšne zlitine veliko magnetnih lastnosti. Številne skupine atomov lahko pod vplivom sosednjih in zunanjih polj "razvijejo" lastne magnete. Takšne »skupnosti« se imenujejo magnetne domene in tvorijo zelo bizarne strukture, ki jih fiziki še vedno z zanimanjem preučujejo. To je super praktični pomen.

Kot smo že omenili, so lahko magneti skoraj atomske velikosti, zato je najmanjša velikost magnetne domene omejena z velikostjo kristala, v katerega so vgrajeni atomi magnetne kovine. To pojasnjuje na primer skoraj fantastično gostoto snemanja na sodobnih trdi diski računalnikov, ki bo očitno še rasla, dokler diski ne bodo imeli resnejših konkurentov.

Gravitacija, magnetizem in elektrika

Kje se uporabljajo magneti?

Njihova jedra so magneti, narejeni iz magnetov, čeprav jih navadno preprosto imenujemo jedra, imajo magneti veliko več uporab. Obstajajo magneti za pisalne potrebščine, magneti za zapah pohištvenih vrat in magneti za šah za popotnike. To so vsi poznani magneti.

Na več redke vrste vključujejo magnete za pospeševalnike nabitih delcev; to so zelo impresivne strukture, ki lahko tehtajo več deset ton ali več. Čeprav je zdaj eksperimentalna fizika zaraščena s travo, z izjemo tistega dela, ki na trgu takoj prinese super dobiček, sam pa skoraj nič ne stane.

Še en zanimiv magnet je nameščen v modni medicinski napravi, imenovani skener za magnetno resonanco. (Pravzaprav se metoda imenuje NMR, jedrska magnetna resonanca, a da ne bi strašili ljudi, ki na splošno niso vešči fizike, so jo preimenovali.) Naprava zahteva, da opazovani predmet (pacienta) postavimo v močno magnetno polje, pripadajoči magnet pa ima zastrašujoče dimenzije in obliko hudičeve krste.

Osebo položijo na kavč in jo zakotalijo skozi tunel v tem magnetu, medtem ko senzorji skenirajo področje, ki zanima zdravnike. Na splošno ni nič posebnega, vendar nekateri ljudje klavstrofobijo doživijo do panike. Takšni ljudje se bodo rade volje pustili živega prerezati, ne bodo pa privolili v pregled z magnetno resonanco. Kdo ve, kako se človek počuti v nenavadno močnem magnetnem polju z indukcijo do 3 tesle, potem ko je zanj dobro plačal.

Za doseganje tako močnega polja se pogosto uporablja superprevodnost s hlajenjem magnetne tuljave s tekočim vodikom. To omogoča "črpanje" polja brez strahu, da bo segrevanje žic z močnim tokom omejilo zmogljivosti magneta. To sploh ni poceni postavitev. Toda magneti iz posebnih zlitin, ki ne zahtevajo tokovne napetosti, so veliko dražji.

Tudi naša Zemlja je velik, čeprav ne zelo močan magnet. Pomaga ne le lastnikom magnetnega kompasa, ampak nas tudi rešuje pred smrtjo. Brez tega bi nas sončno sevanje ubilo. Slika zemeljskega magnetnega polja, ki so jo simulirali računalniki na podlagi opazovanj iz vesolja, je videti zelo impresivna.

Tukaj je kratek odgovor na vprašanje, kaj je magnet v fiziki in tehniki.

Najprej morate razumeti, kaj je magnet na splošno. Magnet je naravni energijski material, ki ima neizčrpno energijsko polje in dva pola, imenovana severni in južni. Čeprav se je v našem času človeštvo seveda naučilo to ustvariti nenavaden pojav umetno.

Človek se je skoraj povsod naučil uporabljati moč obeh polov magneta. Sodobna družba vsak dan uporablja ventilator - njegov motor ima posebne magnetne ščetke, popolnoma vsak dan in do poznih nočnih ur gledajo televizijo, delajo na računalniku in ima dovolj veliko število teh elementov. Vsakdo v svoji hiši ima uro, ki visi na steni, vse vrste lepih majhnih igrač na vratih hladilnika, zvočniki na vseh zvočnih napravah delujejo izključno zahvaljujoč temu čudovitemu magnetu.

V industrijskih podjetjih delavci uporabljajo elektromotorje in varilne stroje. Pri gradnji se uporabljajo magnetni žerjav in trak za odstranjevanje železa. Vanj vgrajena magnetna naprava pomaga pri popolnem ločevanju ostružkov in vodnega kamna končnih izdelkov. Ti magnetni trakovi se uporabljajo tudi v prehrambeni industriji.

Magneti se uporabljajo tudi v nakitu, vključno z zapestnicami, verižicami, vsemi vrstami obeskov, prstanov, uhanov in celo sponk za lase.

Zavedati se moramo, da bo brez tega naravnega elementa naš obstoj veliko težji. Številni predmeti in naprave uporabljajo magnete - od otroških igrač do precej resnih stvari. Ni zaman, da imata elektrotehnika in fizika poseben del - elektrika in magnetizem. Ti dve znanosti sta tesno povezani. Nemogoče je takoj navesti vse elemente, ki vsebujejo ta element.

Dandanes se pojavlja vedno več novih izumov in mnogi med njimi vsebujejo magnete, še posebej, če je to povezano z elektrotehniko. Tudi svetovno znani trkalnik deluje izključno z uporabo elektromagnetov.

Magnet se pogosto uporablja tudi v medicinske namene– na primer za resonančno skeniranje notranji organi ljudi, pa tudi za kirurške namene. Uporablja se za vse vrste magnetnih pasov, masažnih stolov ipd. Zdravilne lastnosti magneti niso bili izumljeni - na primer, v Gruziji na Črnem morju je edinstveno letovišče Ureki, kjer pesek ni navaden - rumen, ampak črn - magneten. Ljudje hodijo tja zdraviti številne bolezni, zlasti otroške - cerebralno paralizo, živčne motnje in celo hipertenzijo.

Magneti se uporabljajo tudi v predelovalnih obratih. Stare avtomobile na primer najprej stisnejo in nato naložijo z magnetnim nakladalnikom.

Obstajajo tudi tako imenovani neodimovi magneti. Uporabljajo se v različnih industrijah, kjer temperatura ne presega 80°C. Ti magneti se zdaj uporabljajo skoraj povsod.

Magneti so zdaj tako tesno vstopili v naša življenja, da bo brez njih naše življenje postalo zelo težko - približno na ravni 18-19 stoletij. Če bi zdaj vsi magneti izginili, bi takoj izgubili elektriko - ostali bi le viri, kot so akumulatorji in baterije. Pravzaprav je pri zasnovi katerega koli generatorja toka najpomembnejši del magnet. In ne mislite, da bo vaš avto zagnal iz akumulatorja - tudi zaganjalnik je elektromotor, kjer je najpomembnejši del magnet. Ja, brez magnetov se da živeti, a živeti bo treba tako, kot so živeli naši predniki pred 100 in več leti...

Že v starodavni Kitajski so pozornost posvečali privlačnim lastnostim nekaterih kovin. Ta fizični pojav se imenuje magnetizem, materiali, ki imajo to sposobnost, pa se imenujejo magneti. Zdaj se ta lastnost aktivno uporablja v radijski elektroniki in industriji, posebej močni magneti pa se med drugim uporabljajo za dvigovanje in transport velikih količin kovine. Lastnosti teh materialov se uporabljajo tudi v vsakdanjem življenju - veliko ljudi pozna magnetne kartice in črke za poučevanje otrok. Kakšni magneti obstajajo, kje se uporabljajo, kaj je neodim, o tem vam bo povedalo to besedilo.

Vrste magnetov

IN sodobni svet Razvrščeni so v tri glavne kategorije glede na vrsto magnetnega polja, ki ga ustvarjajo:

• trajno, sestavljeno iz naravnega materiala, ki ima te fizične lastnosti, na primer neodim;
• začasne, ki imajo te lastnosti v polju delovanja magnetnega polja;
• Elektromagneti so tuljave žice na jedru, ki ustvarjajo elektromagnetno polje, ko energija prehaja skozi prevodnik.

Po drugi strani so najpogostejši trajni magneti razdeljeni v pet glavnih razredov glede na njihovo kemično sestavo:

• feromagneti na osnovi železa in njegovih zlitin z barijem in stroncijem;
• neodimovi magneti, ki vsebujejo redko zemeljsko kovino neodim v zlitini z železom in borom (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB);
• samarijevo-kobaltove zlitine, ki imajo magnetne lastnosti primerljive z neodimijem, a hkrati širši temperaturni razpon uporabe (SmCo);
• Alnico zlitina, znana tudi kot UNDC, za to zlitino je značilna visoka odpornost proti koroziji in visoka temperaturna meja;
• magnetoplasti, ki so mešanica magnetne zlitine z vezivom, to omogoča ustvarjanje izdelkov različnih oblik in velikosti.

Zlitine magnetnih kovin so krhki in dokaj poceni izdelki s povprečno kakovostjo. Običajno je zlitina železovega oksida s stroncijevimi in barijevimi feritami. Temperaturno območje za stabilno delovanje magneta ni višje od 250-270 ° C. Tehnični podatki:

• prisilna sila - približno 200 kA / m;
• preostala indukcija – do 0,4 Tesla;
• Povprečna življenjska doba je 20-30 let.

Kaj so neodimski magneti

Te so najmočnejše od trajnih, hkrati pa so precej krhke in niso odporne proti koroziji; te zlitine temeljijo na mineralu redkih zemelj - neodimu. To je najmočnejši trajni magnet.

Značilnosti:

• prisilna sila - približno 1000 kA / m;
• preostala indukcija – do 1,1 Tesla;
• povprečna življenjska doba je do 50 let.

Njihovo uporabo omejuje le spodnja meja temperaturnega območja, pri najbolj toplotno odpornih znamkah neodimovih magnetov je to 140°C, manj odporne pa se uničijo pri temperaturah nad 80 stopinj.

Samarijevo-kobaltove zlitine

Ima visoke tehnične lastnosti, a hkrati zelo drage zlitine.

Značilnosti:

• prisilna sila - približno 700 kA / m;
• preostala indukcija - do 0,8-1,0 Tesla;
• Povprečna življenjska doba je 15-20 let.

Uporabljajo se za težke delovne pogoje: visoke temperature, agresivna okolja in velike obremenitve. Zaradi relativno visokih stroškov je njihova uporaba nekoliko omejena.

Alnico

Praškasta zlitina kobalta (37-40%) z dodatkom aluminija in niklja ima tudi dobre lastnosti delovanja, poleg tega, da lahko ohrani svoje magnetne lastnosti pri temperaturah do 550 ° C. Njihovo specifikacije nižje kot pri feromagnetnih zlitinah in so:

• prisilna sila - približno 50 kA / m;
• preostala indukcija – do 0,7 Tesla;
• Povprečna življenjska doba je 10-20 let.

Toda kljub temu je ta zlitina najbolj zanimiva za uporabo na znanstvenem področju. Poleg tega dodajanje titana in niobija zlitini pomaga povečati prisilno silo zlitine na 145-150 kA/m.

Magnetne plastike

Uporabljajo se predvsem v vsakdanjem življenju za izdelavo magnetnih kart, koledarjev in drugih drobnarij, zaradi manjše koncentracije magnetne sestave se lastnosti magnetnega polja nekoliko zmanjšajo.

To so glavne vrste trajnih magnetov. Načelo delovanja in uporaba elektromagneta se nekoliko razlikuje od takšnih zlitin.

zanimivo Neodimski magneti se uporabljajo skoraj povsod, tudi v oblikovanju za ustvarjanje lebdečih struktur in v kulturi za iste namene.

Elektromagnet in demagnetizator

Če elektromagnet pri prehodu skozi zavoje navitja električne energije ustvari polje, potem demagnetizator, nasprotno, odstrani preostalo magnetno polje. Ta učinek se lahko uporablja za različne namene. Na primer, kaj je mogoče storiti z demagnetizatorjem? Prej je bil demagnetizator uporabljen za razmagnetenje predvajalnih glav magnetofona, televizijskih slikovnih cevi in ​​za izvajanje drugih podobnih funkcij. Danes se pogosto uporablja za nekoliko nezakonite namene, za razmagnetenje števcev po uporabi magnetov na njih. Poleg tega se ta naprava lahko in mora uporabljati za odstranjevanje preostalih magnetnih polj iz instrumentov.

Demagnetizator je običajno sestavljen iz navadne tuljave, z drugimi besedami, po zasnovi ta naprava popolnoma posnema elektromagnet. Na tuljavo se dovede izmenična napetost, po kateri se naprava, iz katere odstranimo zaostalo polje, odstrani iz območja pokrivanja demagnetizatorja, nato pa se izklopi

Pomembno! Uporaba magneta za "zvijanje" števca je nezakonita in bo povzročila globo. Nepravilna uporaba demagnetizatorja lahko povzroči popolno razmagnetenje naprave in njeno odpoved.

Izdelava lastnega magneta

Če želite to narediti, je dovolj, da najdete kovinsko palico iz jekla ali druge ferozlitine, lahko uporabite kompozitno jedro transformatorja in nato naredite navitje. Okoli jedra navijte več ovojev bakrene žice za navijanje. Zaradi varnosti je vredno vključiti varovalko v vezje. Kako narediti močan magnet? Če želite to narediti, morate povečati jakost toka v navitju; višji je, večja je magnetna sila naprave.

Ko je naprava priključena na omrežje in se v navitje dovaja električna energija, bo naprava pritegnila kovino, to je pravzaprav pravi elektromagnet, čeprav nekoliko poenostavljene zasnove.

Uporabljajo se za ustvarjanje elementov in naprav sistemov za nadzor in avtomatizacijo magnetni material s, ki postavlja predvsem naslednje zahteve:

1. Material mora biti zlahka magnetiziran pod delovanjem konstantnega polja ali impulza unipolarnega polja in zlahka ponovno magnetiziran v izmeničnem polju; histerezna zanka mora biti precej ozka z majhno vrednostjo H C in veliko vrednostjo m. Takšne zahteve omogočajo povečanje občutljivosti elektromagnetnih elementov.

2. Materiali morajo imeti visoko vrednost indukcije nasičenja B S, tj. zagotoviti prodor velikega magnetnega pretoka v jedro z ustreznim presekom. Izpolnjevanje te zahteve nam omogoča, da dobimo najmanjše dimenzije in težo naprave, če so dimenzije navedene, pa tudi največjo moč oziroma napetost na izhodu naprave.

3. Pri delu v izmeničnem magnetnem polju mora imeti material najnižje stroške, ki tvorijo vrtinčne tokove, magnetno viskoznost in histerezo, ker določajo delovno temperaturo jedra in naprave. Njihovo zmanjšanje ne poveča samo učinkovitosti naprave, ampak omogoča ustvarjanje elementov, ki delujejo na višjih frekvencah (400, 500, 1000 Hz in več) in imajo bistveno večjo hitrost ter manjše dimenzije in težo kot elementi, ki se napajajo z napetost industrijske frekvence 50 Hz.

Poleg naštetih osnovnih zahtev za magnetne materiale, ki se uporabljajo v nekaterih elektromagnetnih napravah, so postavljene posebne zahteve.

Torej za izboljšanje temperaturne stabilnosti (konstantnost magnetnih lastnosti pri temperaturnih spremembah okolju) pomembno je, da je Curiejeva točka materiala čim višja.

Bližje ko je kvadratni koeficient materiala, linearna odvisnost izhodnega signala od vhodnega signala, lažje je prepoznati signale v digitalnih napravah.

Jasno zaznana magnetna anizotropija izboljša kakovost naprav s tankim magnetnim filmom, visoka čistost kristalne strukture materiala pa je nujen pogoj izdelava naprav na cilindričnih magnetnih domenah.

Magnetne materiale lahko razdelimo na trde magnetne materiale, za katere je jakost Hc desetinke in stotine amperov na centimeter in mehke magnetne z jakostjo Hc v desetinkah in stotinkah ampera na centimeter. Trdomagnetni materiali se uporabljajo za izdelavo trajnih magnetov, mehko magnetno - za izdelavo elementov, v katerih polje nastane s tokovi, ki potekajo skozi navitja.

Za ustvarjanje elementov in naprav ACS se uporabljajo predvsem mehki magnetni materiali. Magnetno trdi praškasti materiali so vključeni v ferolake, ki pokrivajo magnetne trakove in diske.

Mehke magnetne materiale lahko razdelimo v tri skupine: elektrotehnična jekla, zlitine na osnovi železa z drugimi kovinami (nikelj, kobalt, aluminij) in feriti (nekovinski feromagneti).

Električna jekla so najcenejši materiali z visoko indukcijo nasičenja (približno 1,8 ... 2,3 T), kar omogoča ustvarjanje kompaktnih in poceni elektromagnetnih elementov iz njih. Toda zaradi relativno velike (v primerjavi z zlitinami železa in niklja) prisilne sile električnega jekla (približno 0,1 ¸ 0,5 A / cm) je občutljivost jeklenih elementov na spremembe v zunanjem polju, ki ga ustvarjajo navitja, nizka.

Zalizonikljeve zlitine (permalloy) so 15-20-krat dražje od jeklenih zlitin, imajo nižjo indukcijo nasičenja, vendar omogočajo pridobivanje visoko občutljivih magnetnih elementov zaradi nizke prisilne sile in visoke začetne magnetne prepustnosti. Zalizonikljeve zlitine se proizvajajo v obliki listov ali trakov. Debelina traku včasih doseže več mikrometrov.

Zalizoaluminijeve zlitine 16YUKH in 16YUM, ki vsebujejo 16% aluminija, po magnetnih lastnostih niso slabše od permaloja, vendar imajo povečano (10 ... 20-krat več kot pri permaloju) odpornost proti obrabi. Veliko jih uporabljajo za izdelavo magnetnih glav v napravah za magnetno snemanje, kjer se glava med delovanjem nenehno drgne ob površino traku.

Feriti so nekovinski magnetni materiali (trdne raztopine), narejeni iz mešanice železovih oksidov z oksidi magnezija, bakra, mangana, niklja in drugih kovin. Splošna formula feritov je MeO × Fe2 Oz, kjer je Me katera koli kovina.

Oksidi se zdrobijo na majhne koščke in zmešajo v določenem razmerju. Iz dobljene zmesi pri tlaku 10-30 kN/cm2 (1-3 t/cm2) iztisnemo magnetna jedra zahtevanih velikosti in konfiguracij in jih žgemo pri temperaturi 1200-1400 °C. Končni sivo-črni magnet jedra imajo visoko trdoto, vendar so precej krhka. Navitja so običajno navita neposredno na feritna magnetna jedra brez dodatne izolacije slednjih. Specifično
Električna upornost feritov je milijonkrat večja kot pri kovinskih feromagnetih, kar praktično odpravlja vrtinčne tokove. To omogoča obračanje magnetizacije feritov s frekvenco več sto kilohercev in zagotavlja visoko hitrost delovanja sodobnih nadzornih in računalniških strojev. Najpogostejši magnezij-manganovi feriti so stopnje VT (1,3 VT, 0,16 VT itd.) Imajo relativno nizko Curiejevo točko (140 - 300 ° C), ki določa pomembna sprememba njihove magnetne parametre pri segrevanju. Feriti na osnovi litija s Curiejevo točko 630 °C imajo bistveno boljše temperaturne lastnosti. Biferiti se pogosto uporabljajo za magnetna vezja digitalnih naprav; obstajajo feriti z dvema kovinama, na primer magnezij-manganovi ali litij-natrijevi feriti, pa tudi poliferiti, ki so trdne raztopine treh ali več feritov.

Magnetno trdi materiali. Kot smo že omenili, se uporabljajo magnetno trdi materiali:

— Za proizvodnjo trajnih magnetov;

— Za snemanje informacij (na primer za snemanje zvoka).

Pri ocenjevanju lastnosti magnetno trdih materialov so lahko pomembne mehanske lastnosti (trdnost), obdelovalnost materiala med proizvodnim procesom, pa tudi gostota, električna upornost itd.. Še posebej pomembna je v nekaterih primerih stabilnost magnetnih lastnosti .

Najpomembnejši materiali za trajne magnete so zlitine Fe-Ni-Al. Mehanizem disperzijskega utrjevanja ima pomembno vlogo pri nastanku visoko koercitivnega stanja teh zlitin.

Takšni materiali imajo visoko koercitivno vrednost, ker njihova magnetizacija nastane predvsem zaradi rotacijskih procesov.

Fe-Ni-Al zlitine brez legirnih elementov se ne uporabljajo zaradi relativno nizkih magnetnih lastnosti. Najpogostejše zlitine so legirane z bakrom in kobaltom. Zlitine z visoko vsebnostjo kobalta, ki vsebujejo več kot 15 % Co, se običajno uporabljajo z magnetno ali magnetno in kristalno teksturo.

Magnetna tekstura je rezultat termomagnetne obdelave, ki je sestavljena iz ohlajanja zlitine v magnetnem polju z jakostjo 160-280 kA/m od visokih temperatur (1250-1300 0 C) na približno 500 0 C. V tem primeru do povečanja magnetnih karakteristik pride le v smeri delovanja polja, tj. material postane magnetno anizotropen.

Nadaljnje znatno povečanje magnetnih lastnosti zlitin Fe-Ni-Al-(Co) je možno z ustvarjanjem magnetov iz makrostrukture v obliki stebrastih kristalov. Kristalno strukturo dobimo s posebnimi pogoji hlajenja zlitine.

Tukaj so kratka priporočila za izbiro razredov zlitin. Zlitine brez kobalta (UND itd.). Obstajajo poceni, njihove lastnosti so relativno nizke. Zlitine YUNDK15 in YUNDK18 se uporabljajo, kadar so zahtevane relativno visoke magnetne lastnosti in material ne sme imeti magnetne anizotropije. Zlitine, ki vsebujejo 24% Co (YuN13DK24 itd.), Imajo visoke magnetne lastnosti v smeri magnetne teksture, so dobro tehnološko razvite in se pogosto uporabljajo.

Zlitine z usmerjeno kristalizacijo, na primer YuN13DK25BA itd., Ki imajo največjo W max in zato lahko zagotovijo najmanjšo maso in dimenzije magnetnih sistemov.

V primerih, ko je sistem odprt, se uporabljajo zlitine z najvišjo Hc, na primer titanova zlitina YUNDK35T5.

Zlitine z monokristalno strukturo (YUNDK35T5AA in YUNDK40T8AA) imajo v primerjavi z zlitinami z usmerjeno kristalizacijo naslednje prednosti: višje magnetne lastnosti zaradi nadaljnjega izboljšanja strukture, prisotnost treh medsebojno pravokotnih smeri, v katerih so lastnosti optimalne; boljše mehanske lastnosti.

Glavna pomanjkljivost zlitin Fe-Ni-Al-(Co) so slabe mehanske lastnosti (velika trdota in krhkost), kar bistveno oteži njihovo mehansko obdelavo.

Magneti v prahu. Magnete, proizvedene po metodah prašne metalurgije, lahko razdelimo na kovinsko-keramične, kovinsko-plastične in oksidne.

Za prvi dve skupini fizikalni procesi Nastanek visokokoercitivnega stanja je odvisen od istih razlogov kot pri monolitnih magnetih, pri drugih dveh skupinah pa je nujen pogoj za pridobitev visokokoercitivnih lastnosti stanje na določeni stopnji disperzije, ki ustreza enojni domensko strukturo.

Keramično-kovinski magneti so izdelani iz kovinskih praškov s stiskanjem brez kakršnega koli materiala, ki jih veže, in s sintranjem pri visoka temperatura. Glede na magnetne lastnosti so le malo slabši od litih magnetov, vendar dražji od drugih.

Kovinsko-plastične magnete izdelujemo tako kot kovinsko-keramične magnete iz kovinskih praškov, le da jih stisnemo skupaj z izolacijskim vezivom in segrejemo na nizko temperaturo, potrebno za polimerizacijo snovi, ki jih veže. V primerjavi z litimi magneti imajo zmanjšane magnetne lastnosti, vendar imajo visoko električno upornost, nizko gostoto in so relativno poceni.

Med oksidacijskimi magneti so praktičnega pomena magneti na osnovi barijevih in kobaltovih feritov.

Barijevi magneti. Industrija proizvaja dve skupini barijevih magnetov: izotropne (BI) in anizotropne (BA).

V primerjavi z litimi magneti imajo barijevi magneti zelo visoko prisilno silo in nizko preostalo indukcijo. Električna upornost r barijevih magnetov je milijonkrat večja kot pri kovinskih materialih, kar omogoča uporabo barijevih magnetov v magnetnih tokokrogih, ki so izpostavljeni visokofrekvenčnim poljem. Barijevi magneti ne vsebujejo redkih in dragih materialov, so približno 10-krat cenejši od magnetov z UNDC24.

Slabosti barijevih magnetov so slabe mehanske lastnosti (visoka krhkost in trdota) in, kar je najpomembneje, večja odvisnost magnetnih lastnosti od temperature. Temperaturni koeficient preostale magnetne indukcije TC B r barijevih magnetov je približno 10-krat večji od TC B r litih magnetov. Poleg tega so barijevi magneti nepovratni lastnosti med ohlajanjem, tj. imajo večjo temperaturno stabilnost kot barij. Imajo pa tudi temperaturno histerezo, ki pa se v regiji ne pojavi negativne temperature, kot pri barijevih magnetih, vendar pri pozitivnih temperaturah (pri segrevanju nad 80 ° C).

Drugi materiali za trajne magnete.

Martenzitna jekla. Martenzit je ime za vrsto mikrostrukture jekla, ki ga dobimo pri utrjevanju. Nastanek martenzita spremljajo znatne volumetrične spremembe, ustvarjanje velikih notranjih mrežnih napetosti in pojav velikih vrednosti koercitivne sile.

Martenzitna jekla so se začela uporabljati za izdelavo trajnih magnetov prej kot drugi materiali. Trenutno se zaradi nizkih magnetnih lastnosti uporabljajo relativno malo. Niso pa jih še povsem opustili, ker so poceni in jih je mogoče obdelati na kovinskorezalnih strojih.

Zlitine so plastično deformirane. Te zlitine imajo visoke lastnosti obdelave. Dobro so vtisnjeni, rezani s škarjami in obdelani na kovinsko rezalnih strojih. Zlitine, ki jih je mogoče plastično deformirati, se lahko uporabljajo za izdelavo trakov, plošč, listov in žice. V nekaterih primerih (pri izdelavi majhnih magnetov kompleksne konfiguracije) je priporočljivo uporabiti kovinsko-keramično tehnologijo. Obstaja veliko vrst zlitin, ki so plastično deformirane, fizikalni procesi, zaradi katerih imajo visoke magnetne lastnosti, pa so različni. Najpogostejši zlitini sta kunife (Cu-Ni-Fe) in vikaloy (Co-V). Zlitine Kunife so anizotropne, magnetizirane v smeri valjanja in se pogosto uporabljajo v obliki tanke žice in štancanja. Vikaloy se uporablja za izdelavo najmanjših magnetov kompleksne ali odprte konfiguracije in kot visoko trdni magnetni trakovi ali žice.

Zlitine na osnovi plemenitih kovin. Sem spadajo zlitine srebra z manganom in aluminijem (silmanal) ter zlitine platine z železom (77,8 % Pt; 22,2 % Fe) ali platine s kobaltom (76,7 % Pt; 23,3 % Co). Materiali v tej skupini, zlasti tisti, ki vsebujejo platino, so zelo dragi, zato se uporabljajo le za subminiaturne magnete, ki tehtajo nekaj miligramov. Kovinsko-keramična tehnologija se pogosto uporablja pri izdelavi magnetov iz vseh zlitin te skupine.

Elastični magneti. Kot smo že omenili, je najpomembnejša pomanjkljivost glavnih skupin materialov za trajne magnete - lite zlitine in trdi magnetni feriti - njihove slabe mehanske lastnosti (visoka trdota in krhkost). Uporaba plastično deformabilnih zlitin je omejena zaradi njihove visoke cene. IN Zadnje čase pojavili so se magneti na osnovi gume. Lahko so poljubnih oblik, ki jih omogoča gumarska tehnologija - v obliki vrvi, dolgih trakov, listov itd. Takšen material je enostavno rezan s škarjami, vtisnjen, upognjen in zvit. Znano je, da se "magnetna guma" uporablja kot magnetne spominske črke za računalnike, magneti za odklonske sisteme v televiziji, magneti za korekcijo itd.

Elastični magneti so izdelani iz gume in finega prahu trdomagnetnih materialov (polnilo). Kot polnilo se največkrat uporablja barijev ferit.

Materiali za magnetne trakove. Magnetni trakovi so magnetni snemalni mediji. Najpogostejši so polni kovinski trakovi iz nerjavečega jekla, bimetalni trakovi in ​​trakovi na osnovi umetne mase s prašnim delovnim slojem. Trdni kovinski trakovi se uporabljajo predvsem za posebne namene in pri delu v širokem temperaturnem območju; Trakovi na osnovi plastike se pogosteje uporabljajo. Glavni namen magnetnega snemalnega medija je ustvariti magnetno polje na površini reproducirane glave, katerega jakost se spreminja (med vlečenjem traku) skozi čas na enak način kot signal, ki se snema. Lastnosti trakov, prevlečenih z magnetnimi prahovi, so bistveno odvisne ne le od lastnosti izvornih materialov, temveč tudi od stopnje mletja delcev, volumetrične gostote magnetnega materiala v delovni plasti, orientacije delcev, če imajo obliko. anizotropija itd.

Delovna plast (oz. debelina kovinskega traku) mora biti čim tanjša, sam trak pa gladek in prožen, da zagotovi maksimalno interakcijo (magnetni stik) med magnetnimi materiali traku in glavo. Preostala magnetizacija materiala mora biti čim večja.

Za prisilno silo so postavljene nasprotujoče si zahteve: za zmanjšanje samodemagnetizacije je potrebna večja možna vrednost H c (vsaj 24 kA / m), za lažji proces brisanja zapisa pa je zaželena majhna H c. Zahteve za visoko preostalo magnetizacijo in minimalno občutljivost na samorazmagnetenje najboljši način so izpolnjeni, ko ima odsek histerezne zanke magnetizacije pravokotno obliko, tj. zaželeno imeti največja vrednost koeficient konveksnosti. Temperaturne in druge spremembe v magnetnih lastnostih materiala traku morajo biti minimalne.

Industrija proizvaja magnetne trakove iz nerjaveče zlitine EP-31A in bimetala EP-352/353. Trakovi imajo debelino 0,005-0,01 mm, N c = 24 - 40 kA / m; B r = 0,08 T.

Domači trakovi na osnovi plastike so izdelani predvsem iz tipov A2601-6 (tip 6 - za studijske magnetofone) in A4402 - 6 (tip 10 - za gospodinjstvo in reportaže). V skladu z GOST se pri označevanju trakov uporablja naslednje: prvi element - črkovni indeks - označuje namen traku: A - zvočni posnetek, T - video posnetek, B - Računalniški inženiring, In - natančen zapis: drugi element je digitalni indeks (od 0 do 9), označuje osnovni material: 2 - diacetilceluloza, 3 - triacetilceluloza, 4 - polietilen tereftalag (lavsan), tretji element je digitalni indeks (od 0 do 9), pomeni debelino traku:
2 - 18 mikronov, 3 - 27 mikronov, 4 - 36 mikronov, 6 - 55 mikronov, 9 - več kot 100 mikronov, četrti element je digitalni indeks (od 01 do 99), pomeni številko tehnološkega razvoja; peti element je številčna vrednost nazivne širine traku v milimetrih. Po petem elementu mora biti dodaten črkovni indeks: P - za perforirane trakove; P - za trakove, ki se uporabljajo v radijskem oddajanju B - za trakove iz gospodinjskih magnetofonov.

Za magnetne prahove se uporabljajo naslednji materiali: železov ferit (magnetit), kobaltov ferit, kromov dioksid itd. Vsak od njih ima svoje prednosti in slabosti. Najpogosteje se uporablja gama železov oksid (g-Fe 2 O 3), ki je igličaste oblike z dolžino delcev približno 0,4 μm in razmerjem med dolžino in premerom približno tri. Prah (g-Fe 2 O 3) dobimo z oksidacijo magnetita (železovega ferita) FeO × Fe 2 O 3 s segrevanjem na zraku pri temperaturi okoli 150 o C.

Izdelava magnetnih trakov je lahko raznolika. Pogosteje se delovni sloj (magnetni lak) nanese na končno podlago, na primer z vlivanjem laka iz matrice. Magnetni lak je vnaprej pripravljen in je sestavljen iz magnetnega prahu, veziva, topila, mehčala in različnih dodatkov, ki pospešujejo vlaženje in ločevanje delcev prahu ter zmanjšujejo abrazivnost delovne plasti.

Pri uporabi praškov z anizotropijo oblike delcev (na primer igličastega g-Fe) v proizvodnem procesu traku so režnjevi usmerjeni na določen način zaradi vpliva magnetnega polja nanje. Končna obdelava traku je sestavljena iz kalandriranja in poliranja za izboljšanje kakovosti njegove površine.

Trak tipa 6 zagotavlja visoka kvaliteta snemanje in predvajanje zvoka pri uporabi v profesionalni opremi s hitrostjo 19,05 cm/s in v gospodinjskih magnetofonih s hitrostjo 9,53 in 4,75 cm/s.

Trakovi morajo biti shranjeni pri temperaturi 10-25 ° C in relativna vlažnost zrak 50-60%; Temperature nad 30°C so nesprejemljive, temperature pod 10°C niso priporočljive.

Poleg tipov 6 in 10 domača industrija proizvaja druge vrste trakov, na primer trak T4402-50 s širino 50,8 mm za snemanje črno-belih slik med črtami.

Zlitine na osnovi redkih zemeljskih kovin (REM). Številne spojine in zlitine z redkimi zemeljskimi kovinami imajo zelo visoke vrednosti prisilne sile in največje specifične energije. Iz te skupine materialov so najbolj zanimive intermetalne spojine tipa RCo 5, kjer je R redka zemeljska kovina.

Poleg obravnavanih glavnih skupin magnetnih materialov se v tehniki uporabljajo tudi nekateri drugi, ki imajo omejeno področje uporabe.

Termomagnetni materiali. Termomagnetni so materiali s pomembno odvisnostjo magnetne indukcije (natančneje nasičene magnetizacije, ker običajno termomagnetni material deluje v nasičenem načinu) od temperature v določenem območju (v večini primerov +60 ¸ -60 0 C). Termomagnetni materiali se uporabljajo predvsem kot magnetni šanti ali dodatni nosilci. Vključitev takih elementov v magnetna vezja omogoča kompenzacijo temperaturnih napak ali zagotovitev spremembe magnetne indukcije v zračni reži po danem zakonu (toplotna regulacija).

Magnetostriktivni materiali. Magnetostrikcija ima neposredno tehnično uporabo v magnetostrikcijskih vibratorjih (generatorjih) zvočnih in ultrazvočnih vibracij, pa tudi v nekaterih radijskih vezjih in napravah (namesto kvarca za stabilizacijo frekvence, v elektromehanskih filtrih itd.).

Kot magnetostriktivni materiali se uporabljajo nikelj, permendur (zlitine Fe-Co, za katere je značilna visoka nasičena magnetizacija), Alfer (zlitine Fe-Al), nikljevi in ​​nikelj-kobaltovi feriti itd.

Nikelj ima visoko absolutno vrednost nasičenega magnetostrikcijskega koeficienta l S = D l / l = -35 × 10 -6 (l je dolžina plošče do polja, D l je sprememba dolžine kot posledica polja ; znak minus pomeni zmanjšanje dolžine). Običajno se nikelj stopnje H uporablja z debelino 0,1 mm v obliki togega, nežganega traku. Po rezanju se plošče oksidirajo s segrevanjem na zraku na 800 o C 15-25 minut. Tako oblikovan oksidni film služi za električno izolacijo plošč pri sestavljanju sklada. Nikelj ima visoke protikorozijske lastnosti in nizek temperaturni koeficient elastičnega modula.

V zadnjem času se magnetostrikcijski feriti pogosteje uporabljajo, zlasti v preciznih filtrih.

Zlitine z visoko indukcijo nasičenja. Od običajnih materialov ima železo največjo indukcijo (»2,1 T).

V primerih, ko so največje zahteve glede dimenzij naprave, njene mase in velikosti pretoka, se uporabljajo zlitine z visoko vsebnostjo alkobalta, pri katerih indukcija nasičenja doseže 2,43 T, kar omogoča prihranek mase in prostornine v primerjavi z železom za 15 - 20 % . V praksi se uporabljajo zlitine, ki vsebujejo 30-51% Co in 1,5-2,0% V, kar izboljša tehnološke lastnosti zlitin in sposobnost obdelave v hladnem stanju. Te zlitine imenujemo permendur.

Indukcija nasičenja zlitin z visoko in nizko vsebnostjo kobalta je približno enaka. Zlitine z visoko vsebnostjo kobalta v šibkih in srednjih poljih imajo višje vrednosti magnetne prepustnosti kot zlitine z nizko vsebnostjo kobalta, vendar so slednje cenejše.

Poleg visoke vrednosti indukcije nasičenja ima permendur pomembno reverzibilno prepustnost, zaradi česar je še posebej dragocen kot material za telefonske membrane. Slabosti permendurja: nizka električna upornost r, visoki stroški in pomanjkanje kobalta in vanadija. Permendur se uporablja v stalnih magnetnih poljih ali v šibkih izmeničnih poljih z močno magnetizacijo s konstantnim poljem. Od materialov v tej skupini je standardizirana zlitina 50 KF (49,0-51% Co; 1,5-2,0% V). Zlitina ima indukcijo nasičenja najmanj 2,35 T in q = 980 °C.

Prednost zlitin z visoko vsebnostjo kobalta pred tehnično čistim železom se občuti pri magnetni indukciji nad 1,0 Tesla. Razlika v vrednostih magnetne prepustnosti doseže največ pri vrednosti magnetne indukcije približno 1,8 T, medtem ko je prepustnost kobaltovih zlitin več desetkrat večja od prepustnosti sort mehkega železa.

Vasjura A.S. — Knjiga "Elementi in naprave sistemov za avtomatsko krmiljenje"

Magneti so predmeti, ki imajo magnetno polje, ki privlači ali odbija določene materiale. Ugotovili so, da so magneti zelo uporabni zaradi svoje sposobnosti privabljanja kovin. Magneti se pogosto uporabljajo tako v našem vsakdanjem življenju kot v različnih panogah.

Uporabljajo se v igračah, gospodinjski aparati in na stotine stvari, ki so doma. Magneti se uporabljajo predvsem v panogah, kot so rudarstvo in rudarstvo, pri proizvodnji keramike, plastike in stekla ter mnogih drugih.

Magneti so različnih oblik, velikosti in moči. Razdeljeni so v dve glavni vrsti magnetov:

• Umetni magneti
• Naravni magneti.

Naravni magneti se imenujejo magnetit. Bogate so z železom in minerali.

Ljudje so ustvarili sintetične magnete, ki so močnejši od naravnih, izdelani so iz kovinskih zlitin. Umetni magneti se uporabljajo za tisoče namenov in se razlikujejo po moči in magnetnih lastnostih.

Spodaj so tri vrste umetnih magnetov:

• Trajni magneti
• Začasni magneti

Trajni magneti

Trajni magneti so zelo močni in najpogosteje uporabljeni. Ti magneti se imenujejo tako, ker ko so namagneteni, ohranijo svoj magnetizem dolgo ali za vedno.

Razlog za to je, da so magneti narejeni iz snovi, ki vsebujejo atome in molekule, ki imajo magnetna polja, ki se med seboj krepijo. Vendar pa lahko pod določenimi pogoji ti magneti izgubijo svoje magnetne lastnosti, na primer pri udarcu.

Trajni magneti imajo širok spekter uporabe, od magnetov za hladilnike do velikih industrijskih obratov. So različne velikosti in oblike ter se razlikujejo po sestavi.

Nekatere običajne vrste trajnih magnetov:

• Keramika
• Alnico magneti
• Samarij-kobalt
• Neodim, železo in bor

Od teh so magneti iz samarijevega kobalta in neodima kategorizirani kot magneti redkih zemelj.

Keramika

Keramični magneti se imenujejo tudi feriti in so narejeni iz železovega oksida in barijevega ali stroncijevega karbonata. To so res močni magneti in se pogosto uporabljajo v znanstvenih laboratorijih. Najpogosteje se uporabljajo v eksperimentalne namene.

Alnico magneti

Ime je sestavljeno iz prvih črk kemični elementi, iz katerega so izdelani magneti: al (huminij), nikelj (kel), co (balt). Alnico magneti so zelo močni in se uporabljajo kot nadomestek za keramične magnete pri raznih eksperimentih, saj so bolj stabilni in bolj odporni na razmagnetenje. Vendar so dražji.

Samarij-kobalt magneti

Spadajo v kategorijo magnetov redkih zemelj. Ti magneti imajo zelo visoko magnetno moč in so zelo odporni na razmagnetenje in oksidacijo. So zelo dragi in se lahko uporabljajo za namene, ki zahtevajo visoko magnetnost in stabilnost. Prvič so se pojavili v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja.

Neodim-železo-bor

To je druga vrsta magneta redkih zemelj. Neodimovi magneti so zelo podobni samarijevim kobaltnim magnetom, vendar so manj stabilni. Centimeter tega magneta lahko dvigne nekaj metrov veliko kovinsko ploščo. Zaradi izjemno velikega magnetizma so najdražji magneti na svetu in se zaradi visoke cene redkeje uporabljajo.

Fleksibilni magneti so izdelani iz ravnih trakov in listov. Ti magneti imajo najmanj magnetizma.

Začasni magneti

Začasni magneti delujejo kot magneti le, če so postavljeni v močno magnetno polje močnega magneta. Vsi kovinski predmeti, kot so sponke za papir in žeblji, lahko delujejo kot magneti, če so izpostavljeni močnemu magnetnemu polju. Vendar takoj, ko jih odstranimo z polja, takoj izgubijo svoj magnetizem. Začasni magneti kljub začasnemu magnetizmu zagotavljajo številne prednosti. Uporabljajo se predvsem v telefonih in elektromotorjih.

Elektromagneti so zelo močni magneti, ki se razlikujejo od zgornjih magnetov. Ti magneti delujejo na principu, da žica, ki vsebuje električni tok, ustvari magnetno polje.

Sestavljen je iz težke kovinske sredine z žičnim kolutom. Ko tok teče skozi žice, se ustvari magnetno polje, ki magnetizira kovinsko jedro.

Polarnost magneta lahko spremenite tako, da prilagodite količino toka, ki teče, in tudi s spremembo njegove smeri. Široko se uporabljajo v televizorjih, radiih, videokasetah, računalnikih, monitorjih itd.