Прямой ток
Магнитное поле проводника с током проходит по прямой, около которой возникает МП. МП около проводника с током проходит по круговой спирали. Направление магнитного поля и тока проходит в одну сторону. А в какую сторону, можно найти по правилу буравчика: если буравчик движется в ту же сторону, что и электрические заряды в проводнике, то направление обращения ручки буравчика соответствует направлению вектора МИ.
МП прямого тока — МП, ток которого идет по прямому кабелю большой длины.
Магнитные линии МП прямого тока — кривые линии, имеющие форму окружности, которые окружают проводник. В данном случае для того, чтобы найти направления силовых линий МП, применяют правило правой руки: если проводник держать в правой руке, большой палец будет направлен в сторону тока, а другие четыре пальца показывают направление силовых линий МП.
Определение и основные признаки постоянного магнита
Постоянным магнитом называют твердый предмет, способный долгое время сохранять состояние намагниченности. Состояние намагниченности означает наличие магнитного поля, которое воздействует (притягивает) на металлические предметы.
Постоянные магниты могут быть естественного происхождения (магнетит) и искусственными, которые изготавливают из железа, стали, никеля, кобальта и других, более редких металлов. Искусственные магниты получают с помощью намагничивания заготовок в сильном магнитном поле. Эти магниты могут иметь разную форму и размеры.
Рис. 1. Постоянные магниты разной формы. Полосовые и дуговые магниты
Основным признаком постоянного магнита является наличие двух магнитных полюсов: южный — S, и северный — N. Магнитные линии направлены снаружи постоянного магнита от северного полюса к южному, а внутри магнита от южного к северному.
Что это такое
Неодимовым магнитом является магнитный элемент, который состоит из неодимового редкоземельного борного и железного материала. Обладает кристаллической структурой, тетрагональной формой и формулой Nd2Fe14B.
Впервые был создан организацией General Motors в 1982 году. Является самым сильным постоянным магнитным элементом, величина мощности которого в несколько раз больше обычного. Оснащен большой магнитной индукцией в 12 400 гаусс.
Обратите внимание! Это хрупкий сплав, имеющий формулу NdFeB, а также жесткий никелированный защитный слой и соответствующий класс. Пользуется большой популярностью и выпускается в разной форме
Исследование свойств магнитов
Чтобы узнать свойства магнитов, мы провели эксперименты.
Эксперимент №1
«Все ли тела притягиваются магнитом?»
Цель эксперимента: определить, какие предметы может притягивать магнит.
Ход эксперимента: для этого эксперимента мы взяли различные предметы: ручку, бумагу, линейку, металлы из учебного набора «Коллекция металлов» и по очереди поднесли к ним магнит.
Результат: магниты притягивают только некоторые металлические предметы (чугун,сталь), а некоторые металлы, бумага, пластмасс, дерево не испытывают его притяжения.
Эксперимент №2
«Может ли магнит передавать свою силу?»
Цель эксперимента: выяснить, может ли намагничивать металлические предметы.
Ход эксперимента: в этом эксперименте мы прикрепили к магниту гвоздь, к нему ещё.
Потом аккуратно отсоединили магнит от верхнего гвоздя, и гвозди оставались скреплённые ещё несколько секунд.
Результат: магнитная сила может проходить через предметы и вещества.
Эксперимент №3
«Все ли магниты притягиваются друг к другу?»
Цель: узнать, всегда ли магниты притягиваются друг к другу. У магнита есть два полюса: «северный» и «южный»
Ход эксперимента: для этого опыта, мы поднесли друг к другу магниты, поставив их одинаковыми полюсами – магниты отталкивались друг от друга. Когда мы повернули один из магнитов другим полюсом, магниты притянулись.
Если Вы возьмете кусок магнита и разломите его на два кусочка, каждый кусочек опять будет иметь «северный» и «южный» полюс. С одинаковыми полюсами – отталкиваться будут, а с разными полюсами притягиваться.
Результат: магниты с одинаковыми полюсами отталкиваются, а с разными — притягиваются.
Эксперимент №4
Может ли магнит действовать через другие материалы?»
Цель: определить, проявляются ли свойства магнитов через преграды.
Ход эксперимента: в данном эксперименте мы попробовали примагнитить скрепку через бумагу; стальную пластинку через стакан с водой.
Налив в стакан воды и положив в неё стальную пластинку, мы попытались достать её, используя магнит.
Результат: во всех экспериментах магнит сохранил свои свойства.
Магнит может действовать через бумагу, воду и даже через стекло.
Эксперимент №5
Одинаковая ли сила у магнитов?
Цель: определить одинаковая ли сила у магнитов?
Ход эксперимента: для этого эксперимента я взяла сначала три магнита разных размеров и три одинаковых монеты.Разложила на столе магниты в ряд, положила на стол линейку и вплотную к ней разложила монетки, но на расстоянии от магнитов. Потихоньку подталкиваю линейку с монетками в сторону магнитов
Результат: одни монетки притягиваются к магниту сразу же, другие – только тогда, когда приблизятся к магнитам на близкое расстояние.
Магниты притягивают даже на расстоянии. Чем больше магнит, тем больше сила притяжения и тем больше расстояние, на котором магнит оказывает свое воздействие.
Для подтверждения этого эксперимента я взяла два магнита: один большой, другой маленький и скрепки. К маленькому магниту присоединилось 3 скрепки, а к большому 7.
Результат:Не все магниты одинаковы, разные магниты имеют разную силу, эта сила зависит от размера магнита.
Винил не является дорогостоящим материалом
Исходя из всего вышеописанного, можно сказать: нет ничего странного в том, что со временем изготовление магнитов на холодильник стало возможным и в домашних условиях. Винил для изготовления магнитов – это такой материал, который представляет собой намагниченную резину разнообразной толщины. Выпускаться он может не только в рулонах, но и в листах. Стоимость одного рулона достигает 4,3 тысяч рублей. По словам многих специалистов, винил является идеальным материалом, используемым для изготовления разнообразных магнитных календариков, листовок, сувенирчиков и записных книжек.
Линии магнитного поля
Электрическое поле можно исследовать с помощью элементарных зарядов, по поведению которых удобно судить о значении и направлении материи. Аналогом такой энергии является пробная частица, которую можно представить в виде стрелки, точнее компаса. Например, если взять много устройств, указывающих на магнитные полюса Земли, и разместить их в некотором геометрическом пространстве, то можно будет визуализировать силы, характеризующие электромагнитное поле.
Но определить направление материи вокруг проводников с током различной формы или так называемый магнитный спектр можно и практически. Для этого используются различные установки. Простейшей из них является комплекс, включающий в свой состав:
- источник питания;
- диэлектрическую рамку;
- толстый медный провод способный пропустить ток порядка 20 ампер;
- железные опилки.
В рамке через просверленное отверстие продевают провод, который подключают к источнику питания. Сверху на проволоку насыпают стружки. После подачи тока можно будет наблюдать, как образуются цепочки, повторяющие форму распространения силы поля. Например, вокруг прямого провода, расположенного перпендикулярно пластинке, можно будет увидеть кольцевые силовые линии.
Проведя эксперимент, можно узнать в чём состоит особенность линий магнитной индукции. Во-первых, их распространение неравномерное. В некоторых местах они гуще. Во-вторых, эти линии никогда не пересекаются и всегда замкнутые. С точки зрения физики, можно добавить, что направление магнитного поля возможно выяснить по правилу буравчика. При этом вектор индукции касателен к каждой точке отрезка.
Для эксперимента нужно высыпать опилки на лист бумаги, а рядом с ними положить компас. Затем снизу медленно поднести магнит, желательно через деревянную прослойку. Тогда можно будет не только увидеть рисунок поля, но и заметить, что стрелка компаса показывает в ту же сторону, куда направлены железные опилки.
Намагничивание парамагнетиков
Неодимовый магнит, сила сцепления которого так велика, это парамагнетик. У него положительная магнитная восприимчивость. В обычном состоянии он не обладает какими-либо заметными магнитными свойствами. Причина — вот в чем. У него, как и у прочих парамагнетиков, магнитные моменты скомпенсированы потому, что отсутствует упорядоченное расположение элементарных частиц. То есть, в том случае, когда внешнее намагничивающее поле отсутствует, каждый атом неодима все равно имеет какой-то свой «микроскопический» магнитный момент. Но у неодима нет такой структуры, какая присуща ферромагнетикам. Поэтому атомы ориентированы хаотично, магнитные моменты направлены в разные стороны. Векторное сложение их числовых значений дает в итоге ноль, а значит, и намагниченность всего слитка тоже равна нулю. Как же получается, что неодимовые магниты магнит сила притяжения такая большая?
Все очень просто. Когда парамагнетик попадает во внешнее магнитное поле, его атомы разворачиваются (ориентируются) в одном направлении. После чего векторное сложение единичных моментов уже не будет равным нулю. В итоге неодим получает суммарный магнитный момент J. Он прямо пропорционален напряженности внешнего поля Н и направленный по этому полю. Изготавливая неодимовый магнит, магнитное поле для его намагничивания создают с индукцией порядка 3 – 4 Тл.
Есть один важный момент, который полезно знать тем, кто интересуется свойствами NdFeB. Магнитной упорядоченности атомов противодействует тепловая энергия вещества. Не смотря на то, что магниты неодимовые усилие развивают очень большое, парамагнитная восприимчивость основного элемента Nd в значительной степени зависит от температуры. Именно поэтому сплав NdFeB нельзя нагревать до + 80 град С и выше – атомы потеряют ориентацию и векторная сумма их магнитных моментов опять станет равной нулю.
Вот так выглядит объяснение того, почему неодимовые магниты силу притяжения имеют вообще, да еще и такую большую. Два основных момента заключаются в том, что Nd – парамагнетик, и для его намагничивания создается большое силовое поле. Это, конечно, упрощенный взгляд. Чтобы понять, зачем неодимовый магнит усиленный железом и бором, надо осваивать квантовую физику.
Данную статью мы написали, чтобы дать ответ на вопрос о классах магнитов, их стандартах, физических характеристиках.
Несмотря на то, что предлагаемые нами магниты называются неодимовыми, они могут очень сильно отличаться друг от друга, ведь у каждого магнита есть свои физические характеристики, а не только размеры, форма и покрытие. Поэтому вопрос, какие именно неодимовые магниты Вас интересуют, не должен ставить Вас в тупик. В этой статье Вы получите ответы на многие свои вопросы.
Кривая намагничивания
Начиная с ненамагниченного состояния, когда Н увеличивается от нуля, вследствие ориентации всех атомных моментов по направлению внешнего поля быстро увеличиваются М и B, изменяясь вдоль участка «а» основной кривой намагничивания (см. рисунок ниже).
Когда выровнены все атомные моменты, М приходит к своему значению насыщения, и дальнейшее увеличение В происходит исключительно из-за приложенного поля (участок b основной кривой на рис. ниже). При уменьшении внешнего поля до нуля индукция В уменьшается не по первоначальному пути, а по участку «c» из-за сцепления атомных моментов, стремящегося сохранить их в том же направлении. Кривая намагничивания начинает описывать так называемую петлю гистерезиса. Когда Н (внешнее поле) приближается к нулю, то индукция приближается к остаточной величине, определяемой только атомными моментами:
Вr = μ0 (0 + Мг).
После того как направление H изменяется, Н и М действуют в противоположных направлениях, и B уменьшается (участок кривой «d» на рис.). Значение поля, при котором В уменьшается до нуля, называется коэрцитивной силой магнита BHC. Когда величина приложенного поля является достаточно большой, чтобы сломать сцепление атомных моментов, они ориентируются в новом направлением поля, а направление M меняется на противоположное. Значение поля, при котором это происходит, называется внутренней коэрцитивной силой постоянного магнита МНC. Итак, есть две разных, но связанных коэрцитивных силы, связанных с постоянным магнитом.
На рисунке ниже показаны основные кривые размагничивания различных материалов для постоянных магнитов.
Из него видно, что наибольшей остаточной индукцией Br и коэрцитивной силой (как полной, так и внутренней, т. е. определяемой без учета напряженности H, только по намагниченности M) обладают именно NdFeB-магниты.
Определение слова «Электромагнит» по БСЭ:
Электромагнит — электротехническое устройство, состоящее обычно из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается (приобретает свойства магнита) при прохождении по обмотке электрического тока. Э. используют в основном для создания магнитного потока (в электрических машинах) и усилия (в приводных механизмах). Несмотря на конструктивное разнообразие, Э. обычно состоят из следующих частей, имеющих одинаковое назначение: катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника (неподвижной части магнитопровода) и якоря (подвижной части магнитопровода), передающего усилие деталям приводимого в действие механизма. Обмотки Э. выполняются из изолированного алюминиевого или медного провода (существуют также Э. с обмоткой из сверхпроводящих материалов. см. Магнит сверхпроводящий). Магнитопроводы Э. изготовляют из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи магнитопроводы выполняют из набора листов.В зависимости от способа создания магнитного потока и характера действующей намагничивающей силы Э. подразделяют на 3 группы: Э. постоянного тока нейтральные, Э. постоянного тока поляризованные, Э. переменного тока. У нейтральных Э. сила притяжения зависит только от величины магнитного потока и не зависит от направления тока в обмотке. при отсутствии тока в обмотке магнитный поток, а следовательно, сила притяжения практически равны нулю. У поляризованных Э. создаётся 2 независимых магнитных потока: поляризующий, который образуется обычно полем постоянного магнита (иногда другого Э.), и рабочий магнитный поток, который возникает под действием намагничивающей силы рабочей или управляющей обмотки.Если ток в них отсутствует, на якорь действует сила притяжения, созданная поляризующим магнитным потоком. Действие такого Э. зависит как от величины магнитного потока, так и от направления электрического тока в рабочей обмотке. В Э. переменного тока питание обмотки осуществляется от источника переменного тока, а магнитный поток периодически изменяется по величине и направлению, в результате чего сила притяжения пульсирует от нуля до максимального значения с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока. Э. различают также по ряду других признаков: по способу включения обмоток — с параллельными и последовательными обмотками. по характеру работы — работающие в длительном, прерывистом и кратковременном режимах. по скорости действия — быстродействующие и замедленного действия и т. д.Наиболее широкая и важная область применения Э. — электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру регулирования, защиты электротехнических установок. В составе различных механизмов Э. используются в качестве привода для осуществления необходимого поступательного перемещения (поворота) рабочих органов машин или для создания удерживающей силы. Примером таких Э. могут служить Э. грузоподъёмных машин, Э. муфт сцепления и тормозов, Э., применяемые в различных пускателях, контакторах, выключателях, электроизмерительных приборах и т. п. Перспективно использование Э. в тяговых приводах скоростных транспортных средств для создания т. н. магнитной подушки. Развивающейся областью применения Э. является медицинская аппаратура. В научных целях Э. используют в эксперимент. химии, биологии, физике. В связи с широтой применения конструктивное исполнение, размеры, потребляемая мощность Э. находятся и широких пределах. В зависимости от назначения Э. могут весить от долей г до сотен т, потреблять электрическую мощность — от долей вт до десятков Мвт.Лит.: Гордон А. В., Сливинская А. Г., Электромагниты постоянного тока, М. — Л., 1960. Карасик В. Р., Физика и техника сильных магнитных полей, М., 1964. Тер-Акопов А. К., Динамика быстродействующих электромагнитов, М. — Л., 1965. Сливинская А. Г., Электромагниты и постоянные магниты, М., 1972.М. И. Озеров.
Как использовать
Неодимовый магнитный элемент самый сильный, превышающий аналоги, которые основаны на редкоземельном металле. Помимо этого, неодим способен значительно надолго сохранять намагниченную структуру. Использовать подобное оборудование можно в разных сферах. К примеру, его применяют при изготовлении накладных наушников с ветрогенераторами, мотор-колесами и скутерами.
Обратите внимание! Магниты активно используются в промышленной, бытовой, медицинской сфере. Также их применяют, чтобы проводить поисковые работы металлоискателем
Нередко их можно найти в сантехнике или сувенирах.
Из конкретных примеров можно назвать применение магнита при разработке медицинских приборов, магнитной обработки воды, создании масловых и технологичных фильтров, формировании исполнительных механизмов с высокочувствительными датчиками. Кроме того, они нужны, чтобы производилась одежда с чехлом и обувью, создавались рекламные, информационные и навигационные материалы.
В целом, неодим — самый мощный постоянный магнитный материал, который обладает высокой стойкостью к размагничиванию, мощностью притяжения и металлическим внешним видом. Имеет большой срок службы, состоит из бора, железа и металла лантаноидной группы.
В интернет магазине magnitstore.ru продаются неодимовые магниты, сила сцепления которых раз в десять превышает ферритовые аналоги. Есть универсальные изделия, такие как диски, прямоугольники, пруты, кольца. И целевые: поисковики, крепления, держатели в машину и другие. Все товары, при относительно небольших размерах, очень мощные. Хотелось бы знать, какое поле создают эти сильные неодимовые магниты и откуда оно вообще берется?
Индукция и намагниченность
Атомные моменты суммируются и образуют магнитный момент всего постоянного магнита, а его намагниченность M показывает величину этого момента на единицу объема. Магнитная индукция B показывает, что постоянный магнит является результатом внешнего магнитного усилия (напряженности поля) H, прикладываемого при первичном намагничивании, а также внутренней намагниченности M, обусловленной ориентацией атомных (или доменных) моментов. Ее величина в общем случае задаётся формулой:
B = µ (H + M),
где µ является константой.
В постоянном кольцевом и однородном магните напряженность поля H внутри него (при отсутствии внешнего поля) равна нулю, так как по закону полного тока интеграл от нее вдоль любой окружности внутри такого кольцевого сердечника равен:
H∙2πR = iw=0 , откуда H=0.
Следовательно, намагниченность в кольцевом магните:
M= B/µ.
В незамкнутом магните, например, в том же кольцевом, но с воздушным зазором шириной lзаз в сердечнике длиной lсер, при отсутствии внешнего поля и одинаковой индукции B внутри сердечника и в зазоре по закону полного тока получим:
Hсер l сер + (1/ µ)Blзаз = iw=0.
Поскольку B = µ(Hсер + Мсер), то, подставляя ее выражение в предыдущее, получим:
Hсер(l сер + lзаз) + Мсер lзаз=0,
или
Hсер = ─ Мсер lзаз(l сер + lзаз).
В воздушном зазоре:
Hзаз = B/µ,
причем B определяется по заданной Мсер и найденной Hсер.
Как и из чего делают постоянные магниты
Магнетиты имеют довольно слабые магнитные свойства. Промышленным способом налажено массовое производство искусственных магнитов различных размеров. Исходными материалами для этого служат сплавы на основе металлов: железа Fe, никеля Ni, кобальта Co, неодима Nd, самария Sm. Заготовки из этих сплавов получают литьем, прессованием или спеканием. Затем они помещаются в очень сильное однородное магнитное поле, создаваемое электромагнитами. Во время воздействия магнитного поля, намагниченные частицы направляются в одну сторону. Так выравнивается полярность будущего магнита. В результате заготовки сильно намагничиваются и становятся самостоятельными постоянными магнитами.
В последнее время большую популярность получили полимерные постоянные магниты (магнитопласты). Их изготавливают из смеси магнитного порошка и полимерной (пластиковой) эластичной добавки, например, резины. Магнитные свойства магнитопластов невысоки, но их вполне достаточно для изготовления различных полезных приспособлений, например, магнитов на холодильник, пластиковых карт, демонстрационных и учебных досок.
Применение ферритовых магнитов
Ферриты считаются самыми популярными магнитами среди постоянных видов. Благодаря стронцию, входящему в состав, материал не поддается коррозии. Так что это такое — ферритовый магнит? Где он применяется? Этот сплав довольно хрупок. Поэтому его еще называют керамическим. Применяется ферритовый магнит в автомобилестроении и промышленности. Используется в различной технике и электроприборах, а также бытовых установках, генераторах, системах акустики. При производстве автомобилей магниты используют в системах охлаждения, стеклоподъемниках и вентиляторах.
Назначение феррита — защитить технику от внешних помех и не допустить порчи сигнала, получаемого по кабелю
Благодаря этому используют при производстве навигаторов, мониторов, принтеров и другого оборудования, где важно получить чистый сигнал или изображение
Видео
Отталкивающие свойства магнитов и их применение в технике
Магниты и магнитные свойства вещества.
Простейшие проявления магнетизма известны очень давно, и знакомы большинству из нас. Существуют магниты двух разных видов. Одни – так называемые постоянные магниты, изготовляемые из «магнитно-твердых» материалов. К другому виду относятся так называемые электромагниты с сердечником из «магнитно-мягкого» железа.
Наиболее вероятно, что слово «магнит
» произошло от названия древнего города Магнезия в Малой Азии, где находились большие залежи этого минерала
Магнитные полюса и магнитное поле.
Если к одному из полюсов магнита приблизить брусок не намагниченного железа, то последний временно намагнитится. При этом ближний к полюсу магнита полюс намагниченного бруска будет противоположным по наименованию, а дальний – одноименным.
С помощью крутильных весов учёный Кулон исследовал взаимодействие двух длинных и тонких магнитов. Кулон показал, что можно характеризовать каждый полюс определенным «количеством магнетизма», или «магнитным зарядом», причем закон взаимодействия магнитных полюсов такой же, как закон взаимодействия электрических зарядов: два одноименных полюса отталкиваются друг от друга, а два разноименных полюса притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна «магнитным зарядам», сосредоточенным в этих полюсах, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Применение постоянных магнитов
Немаловажное значение имеют ПМ в различных областях деятельности человека. В зависимости от сферы применения, ПМ обладают различными хаpaктеристиками
В последнее время активно применяемый основной магнитный сплав NdFeB состоит из следующих химических элементов:
- «Nd» – ниодия,
- «Fe» – железа,
- «B» – бора.
Формула магнитного потока
Сферы, где применяют постоянные магниты:
- Экология;
- Гальваника;
- Медицина;
- Tрaнcпорт;
- Компьютерные технологии;
- Бытовые приспособления;
- Электротехника.
Экология
Разработаны и действуют различные системы очистки отходов промышленного производства. Магнитные системы очищают жидкости во время производства аммиака, метанола и других веществ. Магнитные улавливатели «выбирают» из потока все железосодержащие частицы.
Кольцевидные ПМ устанавливают внутри газоходов, которые избавляют газообразные выхлопы от ферромагнитных включений.
Сепараторные магнитные ловушки активно отбирают металлосодержащий мусор на конвейерных линиях переработки техногенных отходов.
Гальваника
Гальваническое производство основано на движении заряженных ионов металла к противоположным полюсам электродов постоянного тока. ПМ играют роль держателей изделий в гальваническом бассейне. В промышленных установках с гальваническими процессами устанавливают магниты только из сплава NdFeB.
Медицина
В последнее время производителями медицинского оборудования широко рекламируются приборы и устройства на основе постоянных магнитов. Постоянное интенсивное поле обеспечивается хаpaктеристикой сплава NdFeB.
Свойство постоянных магнитов используют для нормализации кровеносной системы, погашения воспалительных процессов, восстановления хрящевых тканей и прочее.
Tрaнcпорт
Tрaнcпортные системы на производстве оснащены установками с ПМ. При конвейерном перемещении сырья магниты удаляют из массива ненужные металлические включения. С помощью магнитов направляют различные изделия в разные плоскости.
Обратите внимание! Постоянные магниты используют для сепарации таких материалов, где присутствие людей может пагубно сказаться на их здоровье. Автомобильный трaнcпорт оснащают массой приборов, узлов и устройств, где основную роль играют ПМ
Это электронное зажигание, автоматические стеклоподъёмники, управление холостым ходом, бензиновые, дизельные насосы, приборы передней панели и многое другое
Автомобильный трaнcпорт оснащают массой приборов, узлов и устройств, где основную роль играют ПМ. Это электронное зажигание, автоматические стеклоподъёмники, управление холостым ходом, бензиновые, дизельные насосы, приборы передней панели и многое другое.
Компьютерные технологии
Все подвижные приборы и устройства в компьютерной технике оснащены магнитными элементами. Перечень включает в себя принтеры, движки драйверов, моторчики дисководов и другие устройства.
Бытовые приспособления
В основном это держатели небольших предметов быта. Полки с магнитными держателями, крепления штор и занавесок, держатели набора кухонных ножей и ещё масса приборов домашнего обихода.
Электротехника
Электротехника, построенная на ПМ, касается таких сфер, как радиотехнические устройства, генераторы и электродвигатели.
Генераторы
Генераторы на ПМ решают проблему подвижных контактов – колец со щётками. В традиционных устройствах промышленного назначения остро стоят вопросы, связанные со сложным обслуживанием оборудования, быстрым износом деталей, значительной потерей энергии в цепях возбуждения.
Единственным препятствием на пути создания таких генераторов является проблема крепления ПМ на вращающемся роторе. В последнее время магниты располагают в продольных пазах ротора, заливая их легкоплавким материалом.
Электродвигатели
В бытовой технике и в некотором промышленном оборудовании получили распространение синхронные электрические двигатели на постоянных магнитах – это вентильные моторы постоянного тока.
Как и в вышеописанных генераторах, ПМ устанавливают на роторах, вращающихся внутри статоров с неподвижной обмоткой. Главное преимущество электродвигателя заключается в отсутствии недолговечных токопроводящих контактов на коллекторе ротора.
Двигатели такого типа – это маломощные устройства. Однако это нисколько не преуменьшает их полезность применения в области электротехники.
Автор надеется, что по прочтении данной статьи у читателя сложится понятное представление о том, что такое постоянный магнит. Активное внедрение постоянных магнитов в сферу деятельности человека стимулирует изобретения и создание новых ферромагнитных сплавов, имеющих повышенные магнетические хаpaктеристики.
Магнетизм + пример определения силы магнитного поля
Количественный показатель магнитного потока, присутствующего в круглом магнитном стержне, равен 0,06 Вб. Какая плотность магнитного потока, если диаметр стержня магнита равен 24 см? Решение:
Сначала определяется площадь поперечного сечения стержня (в м2):
S = π * R2 (3.14 * 0.122) = 0.045
Далее рассчитывается плотность магнитного потока (в Тесла):
B = φ / S = 0. 06 / 0.045 = 1.33
Если применительно к магнетизму электрических цепей 1Т — это плотность магнитного поля, проводник, несущий ток 1А под прямым углом к магнитному полю, испытывает нагрузку магнитной силы в один ньютон на метр.
При помощи информации: ElectronicsTutorials
Подробнее о то, как создать электромагнит
Довольно легко построить электромагнит. Все, что вам нужно сделать, это обернуть несколько витков изолированных медных проводов вокруг железного сердечника. Если вы присоедините батарею к проводу, электрический ток начнет течь, и железный сердечник станет намагниченным. Когда аккумулятор отсоединен, железный сердечник потеряет свой магнетизм. Выполните следующие шаги, если хотите построить электромагнит, описанный в нашем эксперименте « Магниты и электромагниты» :
Шаг 1 – Соберите материалы
Чтобы построить электромагнит, описанный в нашем эксперименте « Магниты и электромагниты» , вам понадобятся:
Один железный гвоздь длиной 15 сантиметров. Три метра изолированного многожильного медного провода. Одна или несколько батареек D-cell.
Шаг 2 – Удалите часть изоляции
Медная проволока должна быть выставлена так, чтобы батарея могла хорошо подключиться к электросети. Используйте пару проводов для удаления нескольких сантиметров изоляции с каждого конца провода.
Шаг 3 – Оберните провод вокруг гвоздя
Аккуратно оберните провод вокруг гвоздя. Чем больше проволоки вы обернете вокруг гвоздя, тем сильнее будет ваш электромагнит. Убедитесь, что вы оставили достаточно разматываемого провода, чтобы вы могли прикрепить аккумулятор.
Провод обернут вокруг гвоздя, чтобы создать электромагнит.
Когда вы обматываете провод вокруг гвоздя, убедитесь, что вы делаете это в одном направлении. Вам нужно это сделать, потому что направление магнитного поля зависит от направления создаваемого им электрического тока. Движение электрических зарядов создает магнитное поле. Если бы вы могли видеть магнитное поле вокруг провода, на котором протекает электричество, это было бы похоже на серию кругов вокруг провода. Если электрический ток течет прямо к вам, созданное им магнитное поле крутится вокруг провода против часовой стрелки. Если направление электрического тока отменяется, магнитное поле также меняет направление и направляет провод по часовой стрелке. Если вы оберните часть провода вокруг гвоздя в одном направлении, а часть провода – в другом направлении,
Магнитное поле вокруг токопроводящей проволоки.
Шаг 4 – Подключите аккумулятор
Прикрепите один конец провода к положительной клемме аккумулятора, а другой конец провода – к отрицательной клемме аккумулятора. Если все пошло хорошо, ваш электромагнит теперь работает!
Не беспокойтесь о том, какой конец провода вы прикрепляете к положительной клемме аккумулятора, а какой – к отрицательной клемме. Ваш магнит будет работать так же хорошо, как и в любом случае. Что изменит полярность вашего магнита. Один конец вашего магнита будет его северным полюсом, а другой конец будет его южным полюсом. Реверсируя способ подсоединения аккумулятора, вы можете перевернуть полюсы вашего электромагнита.
Советы по усилению вашего электромагнита
Чем больше оборотов провода у вашего магнита, тем лучше. Имейте в виду, что чем дальше провод от ядра, тем менее эффективным он будет.
Чем больше тока проходит через провод, тем лучше
Внимание! Слишком много тока может быть опасным! Когда электричество проходит через провод, часть электрической энергии преобразуется в тепло. Чем больше ток течет через провод, тем больше тепла генерируется
Если вы удвоите ток, проходящий через провод, генерируемое тепло увеличится в 4 раза ! Если вы утроите ток, проходящий через провод, вырабатываемая теплота увеличится в 9 раз ! Вещи могут быстро стать слишком горячими для обработки.
Попробуйте экспериментировать с разными ядрами. Более толстая сердцевина может создать более мощный магнит. Просто убедитесь, что материал, который вы выберете, может быть намагничен. Вы можете проверить свое ядро с помощью постоянного магнита. Если постоянный магнит не притягивается к вашему ядру, он не станет хорошим электромагнитом. Например, алюминиевый стержень не является хорошим выбором для сердечника вашего магнита.
