Магниты какие бывают: Виды и типы магнитов — блог Мира Магнитов — Строительная большегрузная техника для бизнеса

Содержание

Виды магнитов и современной магнитной продукции (6 июля 2020)

6 июля 2020, 12:26

Разнообразные виды магнитов используются повсеместно в быту, общественных местах и на производстве. Они обеспечивают функционирование микрофонов, датчиков, моторов и множества других устройств.

Основные виды магнитов

Широчайший ассортимент оптово-розничного магазина магнитов «Росмагнит» https://rosmagnit.ru/ готов предложить своим клиентам различные виды продукции. Определиться с нужным типом магнита вы сможете, ознакомившись с оновными видыми и типами данной продукции.

Существует три основных вида магнитов, различающихся своими параметрами и принципами работы:

Постоянные. Отличительное свойство данного класса материалов заключается в способности поддерживать остаточную намагниченность в течение чрезвычайно продолжительного времени. Это свойство используется в производстве и в быту. Важнейшие параметры постоянных магнитов определяются их составом и способом производства.
Временные. Определенные материалы под действием внешнего магнитного поля приобретают намагниченность, которую сохраняют в течение короткого времени. К примеру, такой магнит можно изготовить самостоятельно дома, проведя по поверхности стального изделия постоянным магнитом три-четыре раза от одного конца до другого.

Электромагниты. Они состоят из железного сердечника с намотанными на него витками проволоки. Под действием электротока с разными характеристиками направленности и мощности создаются магнитные поля требуемой мощности и полярности.

Все постоянные магниты делятся на следующие типы:

Неодимовые. Этот наиболее популярный и сплав состоит из железа, неодима и бора. Его с успехом применяют во множестве областей – от изготовления игрушек для детей и магнитов для мебели до применения в конструкции грузозахватов высочайшей мощности. Благодаря той значительной коэрцитивной силе, которой обладает неодимовый магнит, такие изделия сохраняют магнитные качества даже под воздействием внешнего высокоинтенсивного поля.
Остальные типы магнитов лишены этого свойства. Другое важнейшее достоинство неодимового сплава заключается в продолжительности сохранения качеств. При выполнении условий использования данный материал утрачивает не больше 1-2% первоначальной магнитной силы на протяжении десяти лет. Теоретически он способен сохранять свои свойства в течение веков. Важно лишь оберегать его от ударов и воздействия температур, выходящих за пределы допустимого диапазона.
Ферритовые. Широкое распространение данной группы материалов обусловлено присущей ей комбинацией доступной стоимости и высоких магнитных качеств. Они сохраняют свои качества в весьма обширном температурном диапазоне – от минус сорока до плюс двухсот восьмидесяти градусов по Цельсию.
Альнико. Их изготавливают из трех металлов, первым из которых является алюминий, вторым – никель, третьим – кобальт. Название сплава альнико составлено из первых слогов названий этих металлов. Его основное достоинство заключается в уникальной температурной стойкости. Ни один другой тип магнитов не способен переносить температуры до плюс пятисот пятидесяти градусов по Цельсию. Однако коэрцитивная сила альнико сравнительно мала, то есть под воздействием мощного внешнего поля он способен полностью размагнититься. Тем не менее, он часто применяется в науке и на производстве вследствие доступной стоимости.
Магнитопласты. Эти гибкие изделия производят из магнитного порошка, который связывает каучук, акрил, пластмасса, винил и др. Из такого состава можно изготовить изделия каких угодно форм и габаритов. Хотя их сила удержания слабее, чем у других типов магнитов, ее хватает для решения многих практических задач при производстве канцелярских товаров, рекламных изделий и сувениров.

Применение магнитов

Способы использование магнитов чрезвычайно многообразны. Их применяют в самых разных целях. Ниже для примера приведено несколько направлений использования этих изделий.

Офисные магниты. Применение магнитных досок на планерках и презентациях обеспечивает наглядность представления самой разной информации. Такие приспособления очень полезны в школьных кабинетах и университетских аудиториях.
Игрушки. Использование сил магнетизма позволяет сделать настольные игры и развивающие конструкции гораздо увлекательнее. Например, при игре в дартс можно обойтись без острых дротиков.
Захваты. С помощью таких специальных магнитных устройств можно найти металлические предметы в любой обстановке. Компактный поисковый магнит https://rosmagnit.ru/poiskovie-magniti способен вытащить из труднодоступных мест предмет массой более трехсот килограммов за несколько секунд.

Магнитные опыты. Ознакомление с силами магнетизма представляет собой одну из наиболее увлекательных частей обучения физике. С помощью наборов для проведения опытов можно узнать, каким образом электроток изменяет направление магнитного поля, а с использованием пленки-индикатора можно увидеть действие магнитных сил в определенном направлении.
Держатели и крепления. С помощью крючков и магнитных панелей можно удобно обустроить помещение без утомительной установки и сверления стен. Они пригодятся как в домашней обстановке, так и в магазинах.

Новости партнеров

Новости СМИ2

№7

Читать или подписаться Первый месяц бесплатно От 120 руб

Какие магниты бывают по форме?

Статьи › Магнит › Какие бывают Магниты

Формы магнитов.

Они могут быть сделаны в виде диска, кольца, цилиндра, сегмента, параллелепипеда, т. е. в виде любой разумной геометрической фигуры. Для производства магнитов используются технологии прессования и спекания различных магнитных порошков и сплавов в специально разработанных пресс-формах.

Какой формы могут быть магниты?
Сколько видов магнита существует?
Какие по форме бывают постоянные магниты?
Какие бывают магниты в быту?
Как правильно выбрать магнит?
Чем отличается неодимовый магнит?
Как узнать название магнита?
Что такое магнит простыми словами?
Почему опасно вешать магниты на холодильник?

Что такое закатные магниты?
Что такое ферритовые магниты?
Какие магниты мощнее?
Какие магниты запрещены?
Какие бывают магниты на холодильник?
Для чего нужны неодимовые магниты?
Чего боится магнит?
Что означает неодимовый магнит?
Как раньше назывался магнит?
Какой металл не липнет к магниту?
Как долго живут магниты?
Как называется конец магнита?
Что такое временные магниты?
Как называется магнитные полюса магнита?
Как делают ферритовые магниты?
Какие магниты не притягиваются?
Почему магнит красно синий?
Для чего можно использовать магнит дома?
Что Магнитит неодимовый магнит?
Чем отличается электромагнит и постоянный магнит?
Сколько полюсов имеет магнит?
Какие свойства у магнита?
Что означает класс магнита?
Какие бывают неодимовые магниты?
Где используются постоянные магниты?
Что входит в состав магнита?
Сколько стоит неодимовый магнит?
Почему магниты делают подковообразной формы?
Что такое неодимовый?
Что такое магнитные полюса магнитов?

Какой формы могут быть магниты?

Формы магнитов.

Сколько видов магнита существует?

Существуют три основных вида магнитов: постоянные магниты; временные магниты; электромагниты.

Какие по форме бывают постоянные магниты?

Твердые постоянные магниты:

Неодимовые магниты NdFeB.
Ферритовые магниты
Самарий-кобальтовые магниты
Альнико магниты AlNiCo.

Какие бывают магниты в быту?

Основные разновидности магнитов

Есть три основные группы магнитов — постоянные, временные и электромагниты. Последние имеют железный сердечник. На него намотаны витки из провода. Под воздействием тока разной силы и направления создается магнитное поле.

Как правильно выбрать магнит?

Как выбрать поисковый магнит:

Определите, где и как будете его забрасывать. С моста — односторонний, тащить по дну — двухсторонний.
Берите магнит с небольшим запасом по силе сцепления.
Чем больше неодимовый сердечник, тем мощнее поисковый магнит.

Чем отличается неодимовый магнит?

Во-первых, неодимовый магнит превосходит ферритовый по силе. Для сравнения, при соблюдении одинаковых линейных размеров, магнит из неодима превосходит ферритового конкурента примерно в 10 раз! То же самое касается магнитных характеристик: коэрцитивной силы, остаточной магнитной индукции и магнитной энергии.

Как узнать название магнита?

Чтобы узнать, как называется тот «Магнит», в который вы ходите каждый день, просто загляните в чек. В самой верхней строчке указано полное название магазина. Например, «Магнит-Трубный» или «Магнит-Аншлаг».

Что такое магнит простыми словами?

Магни́т — тело, обладающее собственным магнитным полем. Возможно, слово происходит от др. -греч. Μαγνῆτις λίθος (Magnētis líthos), «камень из Магнесии» — от названия региона Магнисия и древнего города Магнисия в Малой Азии, где в древности были открыты залежи магнетита.

Почему опасно вешать магниты на холодильник?

Дело в том, что устаревшие холодильные камеры не обладают специальной дополнительной защитой. Так, магнитики, которые крепятся к дверце, могут создать магнитное поле, которое и окажет негативное влияние на продукты, находящиеся внутри.

Что такое закатные магниты?

Закатные магниты изготавливаются по технологии закатных значков, только вместо булавки на обратной стороне изделия крепится магнит. Такие магниты могут использоваться где угодно: как украшение на холодильник, как рекламный инструмент в промо-акциях и т.

Что такое ферритовые магниты?

Ферритовые магниты изготавливаются из феррита бария или феррита стронция в сочетании с оксидом железа. Срок действия такого магнита 10-15 лет. Ферритовые магниты дешевы и распространены — их насчитывают 75% от общего объема рынка. Ферритовые магниты используются для создания приспособлений для работы с высокими токами.

Какие магниты мощнее?

Неодимовые магниты NdFeB самые сильные на сегодняшний день постоянные магниты. Изготавливаются они из сплава, содержащего редкоземельный материал неодим Nd, а также железо и бор. Неодимовые магниты имеют очень высокие показатели остаточной магнитной индукции и устойчивости к размагничиванию.

Какие магниты запрещены?

Имея неодимовый магнит важно помнить, что: Носить в кармане сильный неодимовый магнит запрещено! Чем опасны неодимовые магниты:

приборам, которые производят измерения;
устройствам магнитного типа;
электродвигателям;
любой электронной технике.

Какие бывают магниты на холодильник?

Одним из наиболее популярных видов магнитов на холодильник являются фотомагниты.К наиболее востребованным видам рекламных магнитов из магнитного винила можно отнести:

Блокноты на магните;
Магнитные визитки;
Магнитные календари;
Магниты с логотипом;
Магнитные закладки;
Объемные магниты и другие.

Для чего нужны неодимовые магниты?

Неодимовый магнит можно использовать в качестве универсального крепления для сувениров, мебели, портьер. Неодимовые магниты используют как поисковые, а также в электронике и даже в качестве игрушки (неокубы).

Чего боится магнит?

Неодимовый магнит чувствителен к нагреванию. Если магнит нагревают выше его максимальной рабочей температуры 80 °С магнит может навсегда потерять свои магнитные силы. Если они нагреваются выше их температуры Кюри 300 °C, то они потеряют все свои магнитные свойства.

Что означает неодимовый магнит?

Неоди́мовый магни́т — мощный постоянный магнит, состоящий из сплава редкоземельного элемента неодима, бора и железа. Кристаллическая структура имеет тетрагональную форму и представлена формулой Nd2Fe14B. Известен своей мощностью притяжения и высокой стойкостью к размагничиванию.

Как раньше назывался магнит?

Создатель сети «Магнит» Сергей Галицкий в 1995 году открывает АО «Тандер».

Какой металл не липнет к магниту?

Все железо магнитися. Сплавы с его содержанием тоже притягиваются к магниту, например такие как, сталь, чугун. В свою очередь не притягиваются к магниту разновидности цветных металлов, такие как, золото, платина, серебро, олово.

Как долго живут магниты?

В зависимости от формы и условий эксплуатации такие изделия могут сохранять свои эксплуатационные свойства до 20 лет. Магниты AlNiCo из сплава алюминия, никеля и кобальта характеризуется прекрасными показателями влагостойкости и устойчивостью к температурам, но средний срок их службы составляет чуть больше 10 лет.

Как называется конец магнита?

Концы магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита. Слово «полюс» происходит от греческого pólos — ось, поэтому в дальнейшем вместо «конец стрелки» или «конец магнита» будем говорить «полюс».

Что такое временные магниты?

Временные магниты — это магниты, которые действуют, как постоянные магниты только тогда, когда находятся в сильном магнитном поле, и теряют свой магнетизм, когда магнитное поле исчезает. В качестве примера можно привести скрепки и гвозди, а также другие изделия из «мягкого» железа.

Как называется магнитные полюса магнита?

Полярность Традиционно конец магнита, указывающий направление на север, называется северным полюсом магнита, а противоположный конец — южным. Поскольку одинаковые полюса отталкиваются, а не притягиваются, физически Северный магнитный полюс, несмотря на своё название, является южным.

Как делают ферритовые магниты?

Ферритовые магниты

Получают путём прессования и(или) спекания порошка оксидов железа с оксидами других металлов и представляет собой керамику.

Какие магниты не притягиваются?

Поэтому поиск металлолома магнитом эффективен (например, поисковым магнитом f300). Золото, медь, алюминий, латунь, олово, серебро, свинец не притягиваются. Следовательно, магниты для поиска металлов могут применяться ограниченно.

Почему магнит красно синий?

Сегодня можно купить материалы самых различных форм, но традиционно для школьных или лабораторных экспериментов, а также в демонстрационных целях используются именно магниты подковы. Причем они обычно окрашены в 2 цвета: синий (северный полюс) и красный (южный полюс).

Для чего можно использовать магнит дома?

Бытовое применение магнитов

Поиск и сбор предметов из металла. С помощью магнита можно не только найти металлические изделия в воде, песке, траве, но и собрать стружку, саморезы, которые рассыпались. Держатели — фиксаторы. На магнитной полоске могут крепиться ножи, ножницы, разная кухонная утварь.

Что Магнитит неодимовый магнит?

Как и другие постоянные магниты, материал на основе неодимового сплава притягивает только ферромагнетики. Отличительной особенностью этой группы веществ является сохранение намагничивания материала при отсутствии внешнего магнитного поля. К ферромагнетикам относятся железо, никель и кобальт, а также их сплавы.

Чем отличается электромагнит и постоянный магнит?

Главное отличие электромагнита от постоянного магнита в том, что можно регулировать магнитное действие электромагнита, меняя силу тока в катушке.

Сколько полюсов имеет магнит?

У каждого магнита обязательно имеются два полюса: северный (N) и южный (S). Разноименные полюса магнитов притягиваются друг к другу, а одноименные полюса отталкиваются друг от друга. Магнитная стрелка это маленький постоянный магнит, имеющий два полюса.

Какие свойства у магнита?

В XIII веке ученый Петр Перегрин в «Книге о магните» указал основные свойства магнита:

Наличие у магнита двух полюсов
Полюса нельзя разделить. Если взять кусок магнита и разделить его пополам, то у обоих половинок окажется по два полюса.

Одноименные полюса отталкиваются, а разноименные — притягиваются.

Что означает класс магнита?

Что значит «класс» магнита? Сила магнита рассчитывается, в первую очередь, исходя из его массы. То есть, чем больше масса магнита, тем больше его сила, так называемая, сила на отрыв. Обращаем внимание на то, что сила на отрыв измеряется в единицах килограмм-сила.

Какие бывают неодимовые магниты?

Марка Неодимовых магнитов:

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;

Где используются постоянные магниты?

Постоянный магнит используется в большинстве громкоговорителей и микрофонов. Благодаря постоянному магниту и токовой катушке происходит преобразование электрической энергии в механическую. Таким образом, сигнал преобразовывается в движение, которое уже создает звук.

Что входит в состав магнита?

Представляют собой соединение железа со сплавом алюминия, никеля, меди и кобальта (AlNiCo). Магниты Альнико на основе этого сплава отличаются высокой магнитной силой и температурной устойчивостью, поэтому используются в условиях нагрева до 550 градусов по Цельсию.

Сколько стоит неодимовый магнит?

Неодимовый магнит 1х0,5 мм

Цена от 2000 шт. 0.76р. Цена от 3000 шт. 0.74р.

Почему магниты делают подковообразной формы?

Подковообразный магнит из альнико — сплава железа, алюминия, никеля и кобальта и стали. Магниты изготовляются в виде подковы для того, чтобы приблизить полюса друг к другу с целью создать сильное магнитное поле, с помощью которого можно поднимать большие куски железа.

Что такое неодимовый?

Что такое магнитные полюса магнитов?

Полюсами магнита называют его противоположные концы, на которых магнитная сила притяжения или отталкивания наибольшая. По аналогии с географическими, магнитные полюса назвали северный магнитный полюс \(N\) и южный магнитный полюс \(S\).

Что такое магнетизм? Факты о магнитных полях и магнитной силе

Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

(Изображение предоставлено: TEK IMAGE через Getty Images)

Магнетизм — это сила природы, создаваемая движущимися электрическими зарядами. Иногда эти движения микроскопические и происходят внутри материала, известного как магниты. Магниты или магнитные поля, создаваемые движущимися электрическими зарядами, могут притягивать или отталкивать другие магниты и изменять движение других заряженных частиц.

Магнитное поле воздействует на частицы силой, известной как сила Лоренца, согласно веб-сайту HyperPhysics Университета штата Джорджия . Сила, действующая на электрически заряженную частицу в магнитном поле, зависит от величины заряда, скорости частицы и напряженности магнитного поля. Сила Лоренца обладает тем специфическим свойством, что заставляет частицы двигаться под прямым углом к их первоначальному движению.

Некоторые материалы, такие как железо, известны как постоянные магниты, что означает, что они могут поддерживать постоянное магнитное поле. Это наиболее распространенные формы магнитов, встречающиеся в повседневной жизни. Другим материалам, таким как железо, кобальт и никель, можно придать временное магнитное поле, поместив их в более мощное поле, но в конечном итоге эти материалы потеряют свой магнетизм.

Как работает магнетизм

Магнитное поле Земли. (Изображение предоставлено: alxpin через Getty Images)

Согласно HyperPhysics, магнитные поля генерируются движением электрических зарядов. Все электроны обладают фундаментальным квантово-механическим свойством углового момента, известным как «спин». Внутри атомов большинство электронов имеют тенденцию образовывать пары, в которых один из них имеет «спин вверх», а другой — «спин вниз», или, другими словами, их угловые моменты направлены в противоположные стороны. В этом случае магнитные поля, созданные этими спинами, направлены в противоположные стороны, поэтому они компенсируют друг друга. Однако некоторые атомы содержат один или несколько неспаренных электронов, и эти неспаренные электроны создают крошечное магнитное поле. По данным Ресурсного центра неразрушающего контроля (НК), направление их вращения определяет направление магнитного поля. Когда значительное большинство неспаренных электронов выровнены со своими спинами в одном и том же направлении, они объединяются, чтобы создать магнитное поле, достаточно сильное, чтобы его можно было наблюдать в макроскопическом масштабе.

Источники магнитного поля являются диполярными, то есть имеют северный и южный полюса. По словам Джозефа Беккера из Университета штата Сан-Хосе, противоположные полюса (N и S) притягиваются, а одинаковые полюса (N и N или S и S) отталкиваются. Это создает тороидальное поле или поле в форме пончика, поскольку направление поля распространяется наружу от северного полюса и входит через южный полюс.

Земля сама по себе является гигантским магнитом. По данным НАСА, планета получает свое магнитное поле от циркулирующего электрического тока внутри расплавленного металлического ядра . Компас указывает на север, потому что маленькая магнитная стрелка в нем подвешена так, что она может свободно вращаться внутри корпуса, выравниваясь с магнитным полем Земли. Как это ни парадоксально, то, что мы называем магнитным северным полюсом, на самом деле является южным магнитным полюсом, потому что он притягивает северные магнитные полюса стрелок компаса.

История магнетизма

Магнетит (также известный как магнитный камень) является самым магнитным из всех встречающихся в природе минералов на Земле.

(Изображение предоставлено Александром Победимским через Shutterstock)

Если выравнивание неспаренных электронов сохраняется без приложения внешнего магнитного поля или электрического тока, оно создает постоянный магнит. Постоянные магниты являются результатом ферромагнетизма . Приставка «ферро» относится к железу, потому что постоянный магнетизм впервые наблюдали в форме природной железной руды, называемой магнетитом, Fe3O4. Кусочки магнетита можно найти разбросанными по поверхности Земли или вблизи нее, и иногда один из них будет намагниченным. Эти природные магниты называются магнитами. Хотя ученые не знают точно, как образуются магниты, «большинство ученых считают, что магнетит — это магнетит, в который ударила молния», согласно Университету Аризоны .

Вскоре люди узнали, что они могут намагничивать железную иглу, проводя по ней магнитным камнем, в результате чего большинство неспаренных электронов в игле выстраиваются в одном направлении. По данным НАСА , примерно в 1000 году нашей эры китайцы обнаружили, что магнит, плавающий в чаше с водой, всегда выстраивается в направлении север-юг. После этого магнитный компас стал огромным помощником в навигации, особенно днем и ночью, когда звезды были скрыты облаками.

Другие металлы, помимо железа, могут обладать ферромагнитными свойствами. К ним относятся никель, кобальт и некоторые редкоземельные металлы , такие как самарий или неодим, которые используются для изготовления сверхсильных постоянных магнитов.

Другие формы магнетизма

Магнетизм принимает множество других форм, но, за исключением ферромагнетизма, они обычно слишком слабы, чтобы их можно было наблюдать, кроме как с помощью чувствительных лабораторных приборов или при очень низких температурах. Антон Бругнамс впервые обнаружил диамагнетизм в 1778 году, когда использовал постоянные магниты в поисках материалов, содержащих железо. По словам Джеральда Кюстлера, широко публикуемого независимого немецкого исследователя и изобретателя, в своей статье «Диамагнитная левитация — исторические вехи» , опубликованной в «Румынском журнале технических наук», Бругнамс заметил: «Только темные и почти Фиолетовый висмут продемонстрировал в исследовании особое явление: когда я положил его кусочек на круглый лист бумаги, плавающий поверх воды, он оттолкнулся от обоих полюсов магнита».

Диамагнетизм вызван орбитальным движением электронов внутри атомов, создающим крошечные петли тока, которые создают слабые магнитные поля, согласно HyperPhysics . Когда к материалу прикладывается внешнее магнитное поле, эти токовые петли имеют тенденцию выстраиваться таким образом, чтобы противодействовать приложенному полю. Это заставляет все материалы отталкиваться от постоянного магнита; однако результирующая сила обычно слишком слаба, чтобы ее можно было заметить. Однако есть несколько заметных исключений.

Пироуглерод, вещество, похожее на графит, проявляет даже более сильный диамагнетизм, чем висмут, хотя и только вдоль одной оси, и фактически может левитировать над сверхсильным редкоземельным магнитом. Некоторые сверхпроводящие материалы демонстрируют еще более сильный диамагнетизм ниже своей критической температуры (температуры, при которой они становятся сверхпроводящими), и поэтому редкоземельные магниты могут парить над ними. (Теоретически из-за их взаимного отталкивания один может левитировать над другим. )

Парамагнетизм возникает, когда материал временно становится магнитным при помещении в магнитное поле и возвращается в свое немагнитное состояние, как только внешнее поле удаляется. Когда приложено магнитное поле, некоторые спины неспаренных электронов выравниваются с полем и подавляют противоположную силу, создаваемую диамагнетизмом. Однако эффект заметен только при очень низких температурах, говорит Дэниел Марш, профессор физики Южного государственного университета Миссури.

Другие, более сложные формы включают антиферромагнетизм, при котором магнитные поля атомов или молекул располагаются рядом друг с другом; и поведение спинового стекла, которое включает как ферромагнитные, так и антиферромагнитные взаимодействия. Кроме того, ферримагнетизм можно рассматривать как комбинацию ферромагнетизма и антиферромагнетизма из-за многих общих черт между ними, но он все же имеет свою уникальность, по данным Калифорнийского университета в Дэвисе. .

Электричество и магнетизм

Инфографика, показывающая, как работает правило правой руки Флеминга.

(Изображение предоставлено: fridas через Shutterstock)

Связанный контент

Когда проводник перемещается в магнитном поле, это поле индуцирует ток в проводе. И наоборот, магнитное поле создается электрическим зарядом в движении, например, когда по проводу течет ток. Таким образом, все электрические провода в вашем доме создают крошечные магнитные поля. Эта взаимосвязь между электричеством и магнетизмом описывается законом индукции Фарадея , который лежит в основе электромагнитов, электродвигателей и генераторов. Заряд, движущийся по прямой линии, как по прямому проводу, создает магнитное поле, которое закручивается по спирали вокруг провода. Когда этот провод превращается в петлю, поле принимает форму пончика или тора.

Постоянный ток также может создавать постоянное поле в одном направлении, которое может включаться и выключаться вместе с током. Затем это поле может отклонить подвижный железный рычаг, вызывая слышимый щелчок. Это основа телеграфа, изобретенного в 1830-х годах Сэмюэлем Ф. Б. Морзе , который позволял осуществлять связь на большие расстояния по проводам с использованием двоичного кода, основанного на длинных и коротких импульсах, согласно Библиотеке. Конгресса (откроется в новой вкладке). Опытные операторы посылали импульсы, быстро включая и выключая ток с помощью подпружиненного переключателя мгновенного действия или ключа. Затем другой оператор на принимающей стороне переводил слышимые щелчки обратно в буквы и слова.

Катушку вокруг магнита также можно заставить двигаться по схеме с различной частотой и амплитудой, чтобы индуцировать ток в катушке. Это основа для ряда устройств, в первую очередь для микрофона (откроется в новой вкладке). Звук заставляет диафрагму двигаться внутрь и наружу вместе с меняющимися волнами давления. Если диафрагма соединена с подвижной магнитной катушкой вокруг магнитного сердечника, она будет производить переменный ток, аналогичный падающим звуковым волнам. Затем этот электрический сигнал может быть усилен, записан или передан по желанию. Крошечные сверхсильные редкоземельные магниты используются для изготовления миниатюрных микрофонов для сотовых телефонов, сказал Марш в интервью Live Science.

Когда этот модулированный электрический сигнал подается на катушку, он создает колеблющееся магнитное поле, которое заставляет катушку перемещаться внутри и снаружи магнитного сердечника по той же схеме. Затем катушка прикрепляется к подвижному конусу динамика, чтобы он мог воспроизводить слышимые звуковые волны в воздухе. По данным Смитсоновского института, первым практическим применением микрофона и динамика стал телефон, запатентованный Александром Грэмом Беллом в 1876 году. Хотя эта технология была улучшена и усовершенствована, она по-прежнему является основой для записи и воспроизведения звука.

Применение электромагнитов почти бесчисленно. Закон индукции Фарадея формирует основу для многих аспектов нашего современного общества, включая не только электродвигатели и генераторы, но и электромагниты всех размеров. Тот же принцип, который используется гигантским краном для подъема старых автомобилей на свалку, также используется для выравнивания микроскопических магнитных частиц на жестком диске компьютера для хранения двоичных данных, и каждый день разрабатываются новые приложения.

Штатный писатель Таня Льюис внесла свой вклад в этот отчет.

Дополнительные ресурсы

Национальная лаборатория сильных магнитных полей (открывается в новой вкладке) — крупнейшая и самая мощная магнитная лаборатория в мире. Исследователи бесплатно пользуются оборудованием для изучения материалов, энергии и жизни.
Образовательный курс по физике плазмы в Интернете (открывается в новой вкладке) содержит интерактивный модуль, посвященный основным понятиям, связанным с электричеством и магнетизмом.
В Центре космических полетов имени Годдарда НАСА представлены уроки «Ранняя история электричества и магнетизма (открывается в новой вкладке)» и «Исследование магнитосферы Земли (открывается в новой вкладке)».

Библиография

НАСА, «Магнитосфера Земли», https://www.nasa.gov/magnetosphere (открывается в новой вкладке)

«Магнетизм». ОТКРЫТИЕ НАУКИ. Gale Research, 1996. Воспроизведено в Discovering Collection. Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Gale Group. Декабрь 2000 г. http://galenet.galegroup.com/servlet/DC/ (открывается в новой вкладке)

Гриффитс, Дэвид Дж. (1998). Введение в электродинамику (3-е изд.) (открывается в новой вкладке). Прентис Холл. ISBN 978-0-13-805326-0. OCLC 40251748.

Пол М. Саттер — профессор-исследователь в области астрофизики в Университете SUNY Стоуни-Брук и Институте Флэтайрон в Нью-Йорке. Он регулярно появляется на телевидении и в подкастах, в том числе «Спросите космонавта». Он является автором двух книг: «Твое место во Вселенной» и «Как умереть в космосе», а также регулярно публикуется на Space.com, Live Science и других ресурсах. Пол получил докторскую степень по физике в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн в 2011 году и провел три года в Парижском институте астрофизики, после чего прошел стажировку в Триесте, Италия.

Краткое руководство по магнитам, магнитным и немагнитным металлам

Первые магниты были открыты древними цивилизациями 2500 лет назад. Магнитные компасы широко использовались для навигации в Европе и Китае в XII и XIII веках нашей эры.

Магниты играют важную роль в современной технике. Рынок магнитов продолжает расти из-за растущего спроса на детали магнитных цепей, широко используемые в промышленном, автомобильном, научном и бытовом оборудовании.

Магнетизм: что это такое? Что означает Магнитный?

Магнетизм можно описать как силу, которая притягивает и отталкивает магнитные объекты. Эта сила опосредована магнитными полями, проникающими в различные среды.

Некоторые материалы естественным образом обладают магнетизмом по умолчанию. Однако некоторые материалы могут быть намагничены или размагничены в соответствии с требованиями.

Что делает металл магнитным?

Магнетизм вызван движением электронов. Это похоже на электрический ток. Когда электроны вращаются, они создают небольшой диполь.

Чистая сила этих вращений может быть незначительной, если вращения сбалансированы. С другой стороны, если неспаренных элементов много, то магнитный момент может стать очень большим. В результате этого процесса вокруг металлов создаются магнитные поля.

Электрические токи также могут создавать магнитные поля. Электрический ток, проходящий по проводнику, создает круговое магнитное поле. Магнитное поле, создаваемое электрическим током вблизи проводника питания, также можно использовать для создания электрических токов.

Это привело к открытию многих инновационных устройств и приложений, использующих магнетизм и электричество. Электромагнитные теории объясняют так много современного технического прогресса.

Какие существуют типы магнитов?

Существует множество типов магнитов. Магнитный металл можно отличить по тому, как долго его свойства остаются активными. В результате магниты можно разделить на следующие категории:

Постоянные
Временные
Электромагниты

Постоянные магниты

Когда речь идет о магнитах, на ум приходят постоянные магниты. Магнитное поле может быть создано путем намагничивания этих объектов. В качестве прекрасного примера можно привести магнит на холодильник, который обычно вешает записки на дверцу холодильника.

Большинство постоянных магнитов содержат железо, никель или кобальт.

Постоянные магниты изготавливаются двух типов: «жесткие» и «мягкие» магниты. Магнитные металлы, которые являются «твердыми», имеют тенденцию оставаться намагниченными в течение длительного времени. Ниже приведены некоторые распространенные примеры

Alnico — это сплав алюминия, никеля и кобальта. Сильный постоянный магнит можно изготовить из сплавов алнико. Они широко используются в бытовой электронике и промышленных приложениях. Этот материал используется, например, в больших электродвигателях, микрофонах, громкоговорителях, звукоснимателях для электрогитар и микроволновых печах.
Феррит представляет собой керамическое соединение, состоящее из оксида железа и других элементов (стронция или бария). Среди применений ферритов — магниты для холодильников и небольшие электродвигатели.
Неодимовый магнит (NdFeB) представляет собой редкоземельный магнит, состоящий из сплавов неодима, железа и бора. General Motors и Sumitomo Special Metals изобрели их в 1982 году. Самыми сильными постоянными магнитами, доступными в настоящее время, являются неодимовые магниты. Среди их применений — беспроводные инструменты, жесткие диски и магнитные застежки.
Самарий Кобальтовые сплавы также являются редкоземельными магнитами, часто используемыми в специальных приложениях, таких как аэрокосмическая промышленность.

Намагничивание магнитомягких металлов возможно, но они быстро теряют свой магнетизм. Типичные примеры включают сплавы железо-кремний и сплавы никель-железо. Подобные материалы обычно используются в электронике, например, в трансформаторах и магнитном экранировании.

Внутренняя структура постоянных магнитов создает магнитные поля. Обычно они не склонны легко терять свой магнетизм. Ферромагнитные металлы можно превратить в постоянные магниты, не теряющие своего магнитного поля независимо от внешних воздействий. Они могут выдерживать силы размагничивания и, таким образом, стабильны.

Внутренняя структура магнитных материалов является ключом к пониманию постоянных магнитов. Когда домены материала выстраиваются в одном направлении, они проявляют магнитные свойства. Домены — это крошечные магнитные источники в структуре материала.

Домены ферромагнитного материала выровнены в сильных магнитах.

Ядро Земли ведет себя как постоянный магнит из-за схожих условий внутри него. Но обратите внимание, что географический Северный полюс Земли на самом деле является Магнитным Южным полюсом.

Временные магниты

Временный магнит — это магнит, который действует как постоянный магнит, когда находится в магнитном поле, но теряет свои магнитные свойства, когда находится вне магнитного поля. При определенных условиях временные магниты сохраняют свои магнитные свойства. Если этих условий больше не существует, магнитные поля исчезнут.

Примеры временных магнитов включают мягкие материалы с низкими магнитными свойствами, такие как отожженное железо и сталь. В присутствии сильного магнитного поля они становятся магнитными. Сила принуждения у них низкая.

Если вы когда-нибудь видели слипшиеся скрепки, когда поблизости находится постоянный магнит, то вы знаете, как это работает.

Магнитные поля могут привести к тому, что скрепки станут временными магнитами, притягивающими другие скрепки. В отсутствие постоянного магнита скрепки теряют свои магнитные свойства.

Электромагниты

Магнитные поля генерируются электромагнитами при прохождении через них электрического тока. Их применение разнообразно. Например, двигатели, генераторы, реле, наушники и т. д. используют электромагниты.

Электромагниты имеют ферромагнитный сердечник, окруженный катушкой из проволоки. При подключении провода к источнику электричества создается сильное магнитное поле. Он дополнительно усиливается ферромагнитным материалом. В зависимости от электрического тока электромагниты могут быть чрезвычайно мощными.

Магнитная сила также может включаться и выключаться нажатием кнопки. Магнитная сила обладает рядом особых свойств, которые мы можем использовать в наших приложениях благодаря этому особому свойству.

Из чего сделаны магниты?

Магниты изготавливаются из группы металлов, называемых ферромагнитными металлами. Никель и железо являются примерами этих металлов. Такие металлы уникальны своей способностью намагничиваться равномерно. Говоря о том, как работает магнит, мы имеем в виду, как магнитное поле магнита действует на объект. Очень интересно узнать ответ.

Каждый материал содержит несколько небольших магнитных полей, называемых доменами. Обычно эти домены независимы друг от друга и обращены в разные стороны. Однако магнитные домены всех ферромагнитных металлов могут выравниваться при приложении сильного магнитного поля, создавая более сильное магнитное поле. Большинство магнитов сделаны таким образом.

Магнитная сила

Какие магниты самые сильные?

Магниты из редкоземельных металлов являются самыми мощными магнитами, доступными сегодня. Самыми сильными среди редкоземельных магнитов являются неодимовые магниты. Пока магнитная цепь находится в хорошем состоянии, самариево-кобальтовые магниты могут превзойти неомагниты при повышенных температурах (примерно 150 ° C и выше).

Что может повлиять на силу магнита?

На прочность магнита может быть затронут ряд факторов, в том числе:

температура
Радиация
Внешние магнитные поля, такие как высокие течения
A Magnet Resee Morething Matternt )
Коррозия — некоторые магниты нуждаются в защитном покрытии, необходимом для предотвращения коррозии в условиях высокой влажности (например, магниты NdFeB)

В современных магнитных материалах удары и вибрации не действуют, если только удары или вибрации не являются достаточно сильными, чтобы повредить магнит.

Может ли магнит сохранять свою силу вечно? Закончатся ли магниты?

Магнит не «исчерпает» свой магнетизм. Однако существуют определенные факторы, которые могут размагнитить магнит. Пока магнит хранится вдали от факторов, негативно влияющих на его магнетизм, таких как линии электропередач, другие магниты, высокие температуры и т. д., он теоретически сохранит свой магнетизм навсегда.

Какие типы металлов являются магнитными?

Магнитные поля могут взаимодействовать с металлом несколькими способами. Все зависит от внутренней структуры материала. Существует три основных типа металлов, взаимодействующих с магнитными полями, включая:

Ферромагнитные
Парамагнитные
Диамагнитные

Магниты сильно притягиваются к ферромагнитным металлам, а остальные нет. Парамагнитные металлы также привлекают внимание к магнитам, хотя и очень слабо. С другой стороны, диамагнетики демонстрируют слабое отталкивание, если их поместить рядом с магнитом. Только ферромагнитные металлы считаются действительно магнитными.

Изображение — Магнитные металлы и немагнитные металлы (обратите внимание, что алюминий и медь взаимодействуют с изменяющимися магнитными полями)

Список магнитных металлов

Вот некоторые из наиболее известных магнитных металлов. Некоторые из них всегда магнитятся. Однако некоторые материалы, такие как нержавеющая сталь, не проявляют магнитных свойств, если они не имеют определенного химического состава.

Железо

Ферромагнитные металлы, такие как железо, очень хорошо известны. Фактически, это сильнейший ферромагнитный металл. Наша планета получает от него свои магнитные свойства, и он составляет существенную часть ее ядра. Таким образом, Земля сама по себе действует как постоянный магнит.

Есть много факторов, влияющих на магнетизм железа. В дополнение к его электронному спину на атомном уровне, его кристаллическая структура также играет важную роль. Без этого железо было бы немагнитным металлом.

В зависимости от кристаллической структуры железо имеет разные свойства.

Альфа-FE структура объемно-центрированной кубической (ОЦК) структуры железа делает его ферромагнитным. Между тем, он не проявляет магнетизма в гранецентрированных кубических (ГЦК) структурах гамма-Fe. Структура бета-Fe, например, проявляет парамагнитные свойства.

Рисунок. Железные опилки в магнитном поле

Никель

Никель также является популярным магнитным металлом с ферромагнитными свойствами. Его соединения также находятся в ядре Земли. Никель исторически использовался для изготовления монет. Сегодня никель используется в батареях, покрытиях, кухонном оборудовании, телефонах, зданиях, транспорте и ювелирных изделиях. Ферроникель, ключевой компонент нержавеющей стали, производится из никеля.

Никель также входит в состав магнитов Alnico (сделанных из алюминия, никеля и кобальта).

Кобальт

Кобальт является ферромагнитным металлом. За последние 100 лет кобальт широко использовался из-за его превосходных магнитных свойств.

Кобальт можно использовать для изготовления как мягких, так и твердых магнитов. По сравнению с другими мягкими магнитами магниты на основе кобальта имеют ряд преимуществ. В частности, у них высокая точка насыщения, температура Кюри находится в пределах 950…990°С. Поэтому их можно использовать в условиях высоких температур (до 500°C).

Сплавы кобальта используются в жестких дисках, ветряных турбинах, аппаратах МРТ, двигателях, приводах и датчиках.

Сталь

Благодаря содержанию железа сталь также обладает ферромагнитными свойствами. В большинстве случаев сталь притягивается к магнитам. Также возможно создание постоянных магнитов из стали.

Например, сталь марки EN C15D содержит от 98,81 до 99,26% железа. Эта марка стали содержит высокий процент железа. В результате ферромагнитные свойства железа передаются стали.

Нержавеющая сталь

Некоторые нержавеющие стали являются магнитными, а некоторые нет. Легированная сталь становится нержавеющей сталью при добавлении в сплав хрома. Состав и молекулярная структура приводят к тому, что ферритные и мартенситные нержавеющие стали являются магнитными.

Аустенитные стали, с другой стороны, не проявляют ферромагнитных свойств из-за своей молекулярной структуры. В результате его можно использовать в аппаратах МРТ.

Именно количество никеля является основной причиной магнитной разницы. Упрочнение оксидного слоя улучшает защиту от коррозии, но также изменяет структуру нержавеющей стали.

Редкоземельные металлы

Помимо упомянутых выше металлов, некоторые соединения редкоземельных элементов также являются ферромагнитными. Гадолиний, самарий и неодим — все это магнитные редкоземельные металлы.

Возможно изготовление магнитов с различными свойствами из указанных выше металлов в сочетании с железом, никелем и кобальтом. Такие магниты обладают особыми свойствами, необходимыми для определенных приложений.

Например, самариево-кобальтовые магниты используются в турбомашинах и высокопроизводительных электродвигателях.

Какие металлы не магнитятся?

В таблице Менделеева только несколько металлов обладают магнитными свойствами. Другие распространенные металлы немагнитны. Вот несколько из них.

Список немагнитных металлов

Алюминий

Кристаллическая структура алюминия, как и у лития и магния, делает его немагнитным. Все эти три материала являются примерами парамагнитных металлов.

Несмотря на то, что коррозия алюминия может происходить по-разному, он известен своей устойчивостью к агрессивным средам. В сочетании с его легким весом это делает его полезным металлом во многих отраслях промышленности.

Золото

Золото является диамагнитным металлом, как и большинство металлов. Все диамагнитные металлы, в том числе и золото, обладают слабым магнитным притяжением к магнитам в чистом виде.

Серебро

Другим немагнитным металлом является серебро. Диамагнетизм делает этот металл немагнитным.

Известно, что такой металл, как серебро, обладает самой высокой электропроводностью, теплопроводностью и отражательной способностью. При нагревании становится очень мягким и податливым. Кроме того, он известен своей высокой коррозионной стойкостью.

Сегодня он широко используется в производстве ювелирных изделий и валюты. Он также используется в производстве солнечных батарей и фильтров для воды.

Медь

Сама по себе медь не обладает магнитными свойствами, но каким-то образом взаимодействует с магнитами (например, вихревые токи). Электростанции используют это свойство для выработки электроэнергии.

Используя этот принцип, металлоискатели могут обнаруживать немагнитные металлы, такие как золото и серебро.