Как работают магниты – Суть магнита. Почему магниты магнитят. Природа и принцип действия магнитов и электромагнитов.

Содержание

Суть магнита. Почему магниты магнитят. Природа и принцип действия магнитов и электромагнитов.

 

 

 

Тема: что из себя представляет магнит, его суть, устройство и принцип действия.

 

Трудно найти человека, который бы не знал, что такое магнит. Точнее о том, что некий металлообразный кусок может притягивать к себе различные железные предметы, а также взаимно притягиваться или взаимно отталкиваться от другого такого же магнита. Но вот саму природу подобных явлений знает далеко не каждый. Хотя суть магнита не таит в себе особых тайн и сложностей. Всё в нём достаточно просто. Давайте же в этой статье рассмотрим причину и природу, что стоит в основе работы магнита.

 

Итак, прежде всего начнём со следующего. Думаю Вам приходилось слышать, что основой работы любых электрических приборов является движение электрического тока по внутренним цепям устройства. Электрический ток представляет собой маленькие электрические частицы, имеющие определённый электрический заряд и упорядоченно передвигаемые внутри проводников (всего того, что проводит через себя ток) при появлении такой возможности (когда возникает замкнутая цепь).  Частицы с отрицательным зарядом принято называть электронами. Именно они в твёрдых веществах совершают свою работу (передвижение). В жидких и газообразных веществах передвигаются ионы, имеющие плюсовой заряд.

 

Какая же связь между электрически заряженными частицами и магнитами, выражающую его суть? А связь прямая! Учёными давно было установлено, что магнитное поле возникает именно вокруг движущегося электрического заряда. Также Вы могли слышать о том, что магнитные поля существуют вокруг обычных проводов, по которым дижится ток. Как только ток прекращает своё движение, то и электромагнитное поле также пропадает. Это суть и условие возникновения магнитного поля.

 

 

Из школьной физики известно, что любые окружающие нас вещи и предметы состоят из атомов и молекул (достаточно мелких элементарных частиц). Эти самые элементарные частицы, в свою очередь, имеют следующее строение. Внутри находится ядро (состоящее из протонов и нейтронов) (ядро имеет плюсовой заряд), а вокруг этого ядра с огромной скоростью вращаются более мелкие частички, это электроны (имеющие отрицательный заряд).

 

Так вот, суть магнита заключается в следующем. Поскольку мы выяснили, что магнитное поле возникает вокруг движущихся электрических зарядов, а электроны есть во всех атомах и молекулах, и они постоянно движутся, следовательно атомы и молекулы имеют вокруг себя магнитные поля (они очень малы и по силе и по размерам). В добавок стоит учесть, что различные вещества и предметы имеют различные магнитные свойства. У одних магнитные свойства выраженные очень сильно, а у других на столько слабо, что свидетельствует о полном отсутствии полей.

 

Вот основа природы и сути магнита. Но ведь даже те вещества, которые имеют большую интенсивность проявления магнитных полей (это ферромагнетики, самым известным из которых является простое железо) не всегда магнитят. Почему же так? Потому что существует эффект однонаправленности и хаотичности. Поясню что это такое. Суть магнита (проявление магнетизма) зависит не только от вещества, но и от того положения атомов и молекул, которое имеется внутри вещества. Если два магнита соединить таким образом, что их полюса будут совпадать по направлению, то магнитная сила полей усилит друг друга и итоговое общее поле станет сильнее. Но если эти магниты расположить относительно друг друга противоположными полюсами, естественно, они будут угнетать друг друга, а их общее поле осклабится. Так и внутри веществ, чтобы получить наибольшее магнитное поле, необходимо что бы все атомы и молекулы магнитного вещества были однонаправленные своими полюсами. Это достигается различными способами.

 

 

И так, с самой сутью магнита и его природой действия разобрались. Теперь немного о том как делаются магниты. Если нужно изготовить постоянный магнит (обычный кусок магнита, который постоянно магнитит) берут материал из ферромагнетика, помещают его в магнитное поле достаточно большой интенсивности на определённое время. После чего этот ферромагнетик сам начинает обладать магнитными свойствами. В результате помещения его в магнитное поле большой интенсивности элементарные частицы вещества повернулись в одну сторону, что послужило возникновению эффекта однонаправленности атомов и молекул.

 

Для получения электромагнитов использую простые медные катушки, внутрь которых помещён сердечник из ферромагнетика, усиливающий общий магнитный эффект. То есть, когда через эту катушку пропускают постоянный ток она начинает притягивать к себе железные предметы. По катушки ведь течёт ток (заряженные частицы). Следовательно вокруг неё будет возникать и электромагнитное поле. А чем больше витков на катушке и чем больше тока будет проходить через неё, тем большая магнитная сила будет порождаться вокруг неё.

 

P.S. Вот в принципе мы и разобрались с природой и сутью магнита. Зная общий принцип устройства и работы магнита (электромагнита) Вам теперь стало всё ясно, почему именно магниты притягивают к себе железные предметы.

electrohobby.ru

Магнит — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Подковообразный магнит из альнико — сплава железа, алюминия, никеля и кобальта. 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.
Рисунок линий силового поля магнита, полученный с помощью железных опилок

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 Магнесия в Малой Азии[1], где в древности были открыты залежи магнетита.[2]

Простейшим и самым маленьким магнитом можно считать электрон. Магнитные свойства всех остальных магнитов обусловлены магнитными моментами электронов внутри них. С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля).

Постоянный магнит — изделие, изготовленное из ферромагнетика, способного сохранять остаточную намагнич

ru.wikipedia.org

Действие магнитного поля » как устроен и работает постоянный магнит.

 

 

 

Тема: магнитное поле, его принцип действия постоянного магнита.

 

Силовые поля представляют собой особый вид материи, одной из разновидностей является магнитное поле. О его действии знает практически каждый человек. Ведь кто не сталкивался с обычными постоянными магнитиками? Вряд ли найдётся такой человек в современном обществе. А знаете ли вы, что именно наделяет магниты их специфическим действием? Думаю, не многим это известно. Предлагая сделать небольшой теоретическое путешествие в устройство и принцип действия постоянного магнита, и наконец разобраться, что же там такое происходит, почему это работает именно таким образом.

 

Действие магнитного поля лежит в основе электрофизики. Как известно, любые вещества состоят из атомов. Они находятся на очень близком расстоянии друг к другу. В зависимости от жёсткости соединения между собой различают три базовых агрегатных состояния — твёрдое, жидкое и газообразное. Именно в твёрдом состоянии вещества атомы максимально плотно и жёстко прикреплены друг у другу, что составляет в целом кристаллическую решётку того или иного вещества. Также известно, что атомы состоят из более мелких частиц, которые своим строением похожи на солнечную систему (в центре располагается солнце-атом, а вокруг него вращаются электроны-планеты). Между частицами атома также существуют поля.

 

Ну со строением вещества разобрались, а где тут действие магнитного поля, спросите вы. А оно имеет хитрый принцип действия. Основы физики утверждают, что магнитное поле возникает вокруг движущихся заряженных частиц (электронов, ионов). Каждый атом содержит определённое количество электронов на своих орбитах, они быстро вращаются вокруг ядра атома. Следовательно вокруг каждого атома существует магнитное поле. Но если все вещества состоят из атомов, то почему далеко не все вещества обладают магнитными свойствами? Потому, что именно некоторые вещества в твёрдом состоянии обладают особенностью перенаправлять и запоминать вектор направленности магнитного поля.

 

 

Итак, в изначальном состоянии тела (обладающее магнитными свойствами) внутренние векторы направления магнитных полей атомов располагаются хаотичным образом, что ведёт к взаимной нейтрализации общего действия магнитного поля. А вот если внешним мощным постоянным магнитным полем одновременно развернуть все внутренние составляющие магнитных полей, то в результате мы получим действие магнитного поля, которое будет уже однонаправленным.

 

Проще говоря, вещества, обладающие магнитными свойствами, могут запоминать направление магнитных полей, которые исходят от внутренних элементарных частиц. Если в изначальном состоянии внутренние магнитные поля направлены хаотично, компенсируя друг друга, то при мощном воздействии внешнего магнитного поля все внутренние поля перестраиваются в одном направлении (оставаясь в нём постоянно).

 

Если до воздействия внешнего магнитного поля вещество не магнитило к себе металлические предметы, то после этого оно уже само стало постоянным магнитом. Действие магнитного поля стало проявляться в силу обычной внутренней перестройки элементарных частиц.

 

Данное явление имеет и обратный процесс. А именно, получившийся постоянный магнит можно вернуть обратно в исходное состояние (оно обратно утратит способность магнитить). Для этого лишь надо перестроить в хаотичный порядок внутреннюю структуру магнетика. Вещество можно сильно нагреть, подвергнуть воздействию механических ударов, поместить в переменное электромагнитное поле и т.д.

 

P.S. Помимо обычного развлечения магниты имеют огромную область своего использования. Если в доме постоянные магнитики используются для крепления записок на холодильник, то в технике они стоят в основе многих электротехнических систем и устройств (постоянные двигатели, генераторы, электромеханические измерительные устройства и т.д.).

electrohobby.ru

Как работают магниты? — Достижение

Комментарии

Комментарий от radicarl

When I saw this achievement listed, I remembered that there was a Tol Barad daily of the same name and began to wonder what they’re a reference to. Apparently, they’re a lyric from an Insane Clown Posse single called «Miracles» that became a meme of sorts.
https://www.youtube.com/watch?v=_-agl0pOQfs&feature=youtu.be&t=1m50s (explicit lyrics)

The More You Know ===★

The Tol Barad daily quests:
Alliance version: Как работают магниты?
Horde version: Как работают магниты?

For more information on the meme itself, if that interests you:
http://&*[email protected]#$%.com/magnets-how-do-they-work-kym **

** Edit: I’ve tried to link a website that has a lot of information on the meme, but either WoWhead or a moderator is repeatedly altering the website’s name to appear as «&*[email protected]#$%.com» (the reason I suspect a moderator is because the change doesn’t seem to come immediately). So I’m no longer gonna bother trying to ‘fix’ the link, sorry. If you want to learn more about the meme, I’m afraid you will have to google it.

Комментарий от Jaxor

Aliens!

Комментарий от Nolifehead

And I don’t wanna talk to a scientist
Y’all [email protected]#$ers lying, and getting me pissed.

Комментарий от Lozy

Did this tonight with only two casts but on the second attempt, looks like it bugs out and doesn’t reset each wipe.

Комментарий от ItachiUchiha

What you gotta do is to click the machines that are tied to the boss with lightning and then interrupt him. This is a hard achievement healing-wise, so good dps is essential as well as cooldowns that can boost healing, like Amplify Magic.

Комментарий от Clickey

For this achievement:

Have the ranged DPS and Healer stand on top of the conducts, so they can instantly click it when needed. If a conduct needs to be spawned right next to them, they can just move a couple of steps and click it.
Melee DPS and tank can get the other side ( where the ramp is probably; depending how you assigned them)

The boss will cast spam cast Thundering Cacophony while his shield is up. So all you have to do is click on the conducts quickly so he doesn’t get 4 casts off.

Reminders:
* Ranged DPS will NOT take any damage if they sit on the conduct. Which makes it so much easier on the healer since people will not have to run around as much.

* The healer can sit on any of the conducts and should still be in range of everyone (except maybe the opposite corner, but there shouldn’t be anyone there for more than 1 second anyway) There shouldn’t be any LoS issues either. If there are, it’s the DPSers fault for running through the spark.

Комментарий от weeman342

As of November 24th:
Orebender Gor’ashan’s Electric Pulse should now correctly hit players that are standing on a Rune Conduit.

Комментарий от NikoD

Since there’s fairly little relevant information to the current state of this achievement I’d like to share a couple of things.

The boss will go to the second phase at 75%, 50% and 25% health. This means it’s not really a DPS race and makes it quite easy to anticipate when you should be going down to your assigned area to prepare for clicking. You can even just stop dps and let your healer catch up if you happen to get hit by some orbs while down there.

Another thing I’d like to point out is that at this point the achievement resets correctly. We did a few wipes before nailing it tonight and got the achievement just fine.

Комментарий от TorendImpaler

Its called miracles by I.C.P an its great there is a juggalo in BLIZZARD WHOOP WHOOP. i think there is a couple of achievements throughout wows history reffering to icp toons

Комментарий от Lightja

Ok, I’ve developed a strategy that makes this achievement very easy, and can be done with any group composition.
First, an overview. This is not a DPS race. He casts Thundering Cacophany constantly while Conduits are active. He activates conduits 3 times, at 75%, 50%, and 25%, regardless of DPS. Once you close all the activated conduits, he is stunned, interrupting Thundering Cacophany, so you don’t need a kick or any other kind of interrupt. First time they are activated, 2 are activated, then 4, then 6. Since he can’t get 4 casts off, that means you get 3 maximum before you fail the achievement on the 4th cast. You can reset the boss by wiping if he gets a 4th cast off very easily.

With 3 maximum casts, you can budget them basically one of two ways. 0 casts on first activation, 1 cast on 2nd activation, and 2 on 3rd activation (0+1+2 = 3), or 1 cast each time for a total of 3. My group actually managed to do it in only 2 casts relatively easily, with 0, 1, 1.

There are 7 total conduits in the room. The way to split up the work, is to assign 4 players, ideally your tank and 3 dps, to 2 conduits each. The 3 behind the boss are shared between 2 players, the two who share the middle conduit get one of the corners each. These two players stand on the 2 corners of the raised platform behind the boss closest to their assigned corner conduit. The other two assigned players each take 2 of the 4 conduits to the bosses front and side.

With these assignments, each player has to get maximum 2 conduits, both right next to each other. ideally let the healer be the one to stay back since players are likely to have to dive into the electrical pulses to close conduits in time. Even if all conduits were activated, each player should be able to close both their conduits before two casts go off, so it won’t matter which conduits get activated.

TIP: DPS very, very, vvvveerrry slowly, so that people have a chance to be ready and jump off at 76-77/51-52/26-27% to get just a tad extra time in there. its not healing intensive. it’s also worth noting that if you dps slow enough, he’ll phase at 76/51/26%, so be ready in case that happens.

TLDR: Assign 2 conduits to 4 players, covering all 7 conduits, and 1 conduit twice. Have each player stand on the corner of the platform closest to their conduits. Make sure to not let more than 1 cast off each time. if you close them before the first catch, that gives you enough leeway to allow 2 casts on another shift, likely the 3rd.

Комментарий от stevetheone88

Hi guys, i did this achie earlier today and one guy from the grp had an addon which informed us if we failed it. For some reason no matter how fast we were it kept saying that we failed when we reached 3rd intermission (25%). As it turns out the addon counts number of times he begins to cast and not how many casts he has actually finished. It would keep saying that we failed it, if he started his fourth cast even if we interrupted all 3 before that.

Just count the casts manually, avoid using an addon for this one.

Комментарий от Random0532

Владыка руды Гор’ашан (first boss in Верхняя часть пика Черной горы) uses Какофония грома when his HP hits 75%, 50% and 25%. At each percentage milestone, two more Проводник силы will be activated. So this is basically how it looks like:

I assigned our DPS and our tank to one corner each of the upper platform. Our Жрец healer would stay on the upper platform at all times and simply keep us alive. Here’s how the composition looked like regarding the Проводник силы:

We did slow DPS and at around 77%, 52% and 27%, we went to our positions on the upper platform (ready to jump down) and we just let our DOTs finish him off.

We jumped down around a second before Какофония грома would be cast while our healer kept track of how many times he successfully cast it. All who could would use any personal speed buffs (e.g. Внезапный порыв or Порыв) at 75% and 50%. At 25%, our Друид used Тревожный рев so everyone would reach their Проводник силы in time.

The Электроимпульс will hurt somewhat, so your healer will have to stay alert and ready to heal quite a lot if you keep running into them. Self-healing and using damage-reducing abilities helps a lot!

P.S. It’s now possible to simply nuke the boss and skip all the phases! Just make sure your damage is high enough and you’ll be fine.

Tip: Using the addon RaidAchievement will tell you if you have failed it!

Комментарий от Koala

Got this achievement today. He only activated conduits twice on us. Didn’t see when it was, but it definently wasn’t the 75%, 50% and 25% people were saying. It wasn’t even 66% and 33%.

Комментарий от Urion

F**king magnets, how do they work?

Комментарий от kazana2

Just to confirm, you can skip all 3 of his conduct phases, even on HC, and get the achievement if your DPS is high enough :

Skada: Damage for Orebender Gor’ashan (8): 00:30 (13 Sec):
1. B**** 1.85M (142.4K, 39.0%)
2. P***** 1.15M (96.0K, 24.3%)
3. E******* 823.2K (68.6K, 17.4%)
4. B**** 472.8K (39.4K, 10.0%)
5. M********* 441.3K (33.9K, 9.3%)

setup in DPS order : MM hunter, boomkin, BM hunter, fury warrior, blood dk

Комментарий от Qoko

Today I got this achievement on my DK (after already getting the meta on my main rogue so I didn’t really care) by pure accident. Up till 25% or so, he didn’t use any conduit phase at all, and after we did the first conduits phase he got sub-25% and didn’t activate a new one.

I think what caused it is Войско мертвых: unglyphed, the Army continued to taunt the boss and I’m guessing that forced the boss to attack the ghouls instead of getting his damage reduction shield up. After 40 seconds they despawned, he used the first conduit phase and we finished him off.

Tl;dr, bring a DK and use unglyphed Army.

Комментарий от anklimer

It came a bit pee in my underpants when i saw the name of the Achievment..
I laughed..
Alot..

My first associacion was «Insane Clown Posse — Mirace»

«@#$%ing magnets, how do they work?»

Now that’s a question for «Who wanna be a millionaire(or a magnet?)»!

Комментарий от alsarmad

wtf

Комментарий от freak93

This can be done as a 2-man: either Brewmaster Монах with a strong dps, or Windowalker Монах with a secondary tank/dps. For the first case the dps has to be either Разбойник, Enhancement Шаман, Feral Друид or Windwalker Монах wearing Конденсатор душ, for the second case the Windwalker Монах has to be wearing the Конденсатор душ.

I did it as a 726 Windwalker Монах(myself) with a 732 Protection Паладин friend. Strategy is:

  1. Get him at 77% nice and slow (no rings, pots or anything else)
  2. Jump down and use some ranged spells to get him to 75%. When he starts casting Какофония грома rapidly deactivate orbs.
  3. Activate everything you have (hopefully you have either someone with Искажение времени / Жажда крови / Героизм or the way I did it with: Барабаны неистовства and get as much burst as you can
  4. If RNG doesn’t screw you the DPS class should have Духовное изменение sometime before 50%
  5. With enough dps he should end up with around 600-700k HP, just concentrate on DPS and let the monk use Укрепляющий отвар followed by Смертельное касание
  6. Depending on your dps he will cast between 1-3 Какофония грома from 600-700k until the moment he dies from Смертельное касание. In my case he barely got 3 so I still had something like 2 more seconds until achievement was lost.

Комментарий от Alfa

Easily soloable at 110 (800il+).

Did it on my hunter.

Stampede + Dire Beast + Beastial wrath + A murder of crows + aspect of the wild + Titan’s Thunder(Artifact ability).

Комментарий от Saikomachi

This achievement can be easily soloed, dps the boss SLOWLY, once he gains two conduits, you should turn off the first two conduits and then he will be stunned for about 5 seconds followed up by a shrapnel nova. Burn him after the first two conduits are disabled.

Комментарий от deestar2

This can be solo’d by a spriest quite easily. The technique I use is to dps him down to 75% at which point he will activate 2 random beams. Deactivate one and dps him to about 56%. Deactivate the 2nd and burn him past the 50% mark while he is still stunned. This will block him out from casting 4 additional beams. Next point is to dps him to 30%. Sit at a range while he casts his ranged attack. Once ready, run up to him and pop everything you have while he casts shrapnel nova. This is a slow spell and is proc’d when you get in close range. Kill him before he can put up an additional 6 beams.

Комментарий от VreyjaLee

All you have to do if you are level 110 is engage him and burst him dead. He will die before he can cast Thundering Cacophony four times. Just earned this achievement on an Affliction Warlock and he died before even casting the first one.

Комментарий от alessandrouw

As a Windwalker Monk, I found that I didn’t burst him fast enough to ignore the mechanics. What you can do easily is to leave in front of the boss and slowy DPS him to around 60% HP (one Удар восходящего солнца did the trick for me). He’ll them get buffed up and you’ll have to open 2 electric «bear traps» around the room. As soon as you do, use Трансцендентность: перенос and burst him down (Буря, земля и огонь + Неистовые кулаки was enough for me). There, achieved. Also, make sure you’re doing this dungeon in Heroic. Mythic version does not count.

Комментарий от eracer71

899 subtlety rogue. lotsa burst. no waiting on percentages. easily done

Комментарий от eljimmystrappo

Pro tip: Burn the boss.

Комментарий от magpulsexp

Mage — 906 ilvl

I was lame, and yet, he was dead in 7.84 seconds, super easy now.. no Timewarp used… so, go figure.

Комментарий от thenarutardd

Doesn’t work on Mythic difficulty like some other dungeons.

Комментарий от Volleynova

Easy Solo at Level 120 Battle for Azeroth and beyond…

1. Heroic Difficulty.

2. Remove the giant traps that begin the encounter

3. NUKE boss ASAP. If he brings up his shield and you can’t kill him in time, feign death/reset the encounter, rinse & repeat the above.

4. ?

5. Profit. Achievement Completed.

ru.wowhead.com

Что такое магнит? Виды и свойства магнитов.

Еще в древние времена люди обнаружили уникальные свойства определенных камней — притягивание металла. В наше время мы часто сталкиваемся с предметами, которые обладают этими качествами. Что такое магнит? В чем его сила? Об этом мы расскажем в этой статье.

Определение

Что такое магнит? Это материал, имеющий определенную степень намагниченности. Эта способность возникает благодаря тому, что молекулы магнита имеют свое поле и движутся не хаотично, как во многих других веществах, а строго в двух направлениях. Эта взаимная противоположность обладает свойствами притяжения и отталкивания металлических предметов. Если попробовать соединить магниты с одинаковыми полюсами, то можно почувствовать отторжение. Противоположные стороны, в свою очередь, притянутся друг друга. Это связано с тем, в каком направлении движутся волны магнитных полей. Стоит отметить, что ни один кусок магнита не может быть однополярным. При его разламывании молекулы в каждом кусочке снова образуют северный и южный полюса.

Виды магнитов

Что такое магниты и в чем их отличие? Работа многих электроприборов, датчиков, домашней техники зависит от типа магнитов, которые в них присутствуют. Каждый обладает своими особенностями. Они выполняет определенные функции, в зависимости от сферы использования. К основным видам относятся электромагниты, постоянные и временные магниты. Стоит рассмотреть подробнее каждый вид.

Что такое постоянный магнит? Это материал, способный продолжительное время сохранять намагниченность. Его молекулы движутся в постоянном направлении и образуют магнитное поле при отсутствии электрического тока. Его еще называют природным магнитом.

Примером временного магнита являются скрепки, кнопки, гвозди, нож и другие предметы обихода, изготовленные из железа. Их сила в том, что они притягиваются к постоянному магниту, а при исчезновении магнитного поля, теряют свое свойство.

Полем электромагнита можно управлять с помощью электрического тока. Как это происходит? Провод, витками намотанный на железный сердечник, при подаче и изменении величины тока меняет силу магнитного поля и его полярность.

Типы постоянных магнитов

Ферритовые магниты являются самыми известными и активно используемыми в быту. Этот материал черного цвета может использоваться в качестве крепежей различных предметов, например, для плакатов, для настенных досок, используемых в офисе или школе. Они не теряют своих свойств притяжения при температуре не ниже 250оС.

Альнико — магнит, состоящий из сплава алюминия, никеля и кобальта. Это дало ему такое название. Очень устойчив к высоким температурам и может применяться при 550оС . Материал отличается легкостью, но полностью теряет свои свойства, попадая под действие более сильного магнитного поля. Используется в основном в научной отрасли.

Самариевые магнитные сплавы — это материал с высокими показателями. Надежность его свойств позволяет использовать материал в военных разработках. Он устойчив к агрессивной среде, высокой температуре, окислению и коррозии.

Что такое неодимовый магнит? Это самый популярный сплав железа, бора и неодима. Его еще называют супермагнитом, так как он имеет мощнейшее магнитное поле с высокой коэрцитивной силой. Соблюдая определенные условия во время эксплуатации, неодимовый магнит способен сохранить свои свойства на протяжении 100 лет.

Что такое магнит, мы выяснили. Далее рассмотрим применение самых востребованных и популярных сплавов.

Использование неодимовых магнитов

Стоит подробно рассмотреть, что такое неодимовый магнит? Это материал, который способен фиксировать потребление воды, электричества и газа в счетчиках, да и не только. Этот вид магнита относится к постоянным и редкоземельным материалам. Он устойчив перед силой магнитных полей других сплавов и не подвержен размагничиванию.

Изделия из неодима используют в медицинских и промышленных отраслях. Также в бытовых условиях их применяют для крепления портьер, элементов декора, сувениров. Они применяются в поисковых приборах и в электронике.

Для продления срока службы магниты такого типа покрывают цинком или никелем. В первом случае напыление более надежное, так как устойчиво к агрессивным средствам и выдерживает температуру выше 100оС. Сила магнита зависит от его формы, размера и количества неодима, входящего в состав сплава.

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 свойству магниты используют при производстве навигаторов, мониторов, принтеров и другого оборудования, где важно получить чистый сигнал или изображение.

Магнитотерапия

Нередко применяется физиотерапия магнитом. Что это такое? Эта процедура называется магнитотерапия и проводится в лечебных целях. Действие этого метода заключается в том, чтобы повлиять на организм пациента с помощью магнитных полей, находящихся под низкочастотным переменным или постоянным током. Этот метод лечения помогает избавиться от многих заболеваний, снять боли, укрепить иммунную систему, улучшить кровоток.

Считается, что болезни порождаются нарушением магнитного поля человека. Благодаря физиотерапии организм приходит в норму и общее состояние улучшается.

Из данной статьи вы узнали, что такое магнит, а также изучили его свойства и сферы применения.

fb.ru

Постоянные магниты, их описание и принцип действия :: SYL.ru

Наряду с электризующимися трением кусочками янтаря постоянные магниты были для древних людей первым материальным свидетельством электромагнитных явлений (молнии на заре истории определенно относили к сфере проявления нематериальных сил). Объяснение природы ферромагнетизма всегда занимало пытливые умы ученых, однако и в настоящее время физическая природа постоянной намагниченности некоторых веществ, как природных, так и искусственно созданных, еще не до конца раскрыта, оставляя немалое поле деятельности для современных и будущих исследователей.

Традиционные материалы для постоянных магнитов

Они стали активно использоваться в промышленности, начиная с 1940 года с появления сплава алнико (AlNiCo). До этого постоянные магниты из различных сортов стали применялись лишь в компасах и магнето. Алнико сделал возможным замену на них электромагнитов и применение их в таких устройствах, как двигатели, генераторы и громкоговорители.

Это их проникновение в нашу повседневную жизнь получило новый импульс с созданием ферритовых магнитов, и с тех пор постоянные магниты стали обычным явлением.

Революция в магнитных материалах началась около 1970 года, с созданием самарий-кобальтового семейства жестких магнитных материалов с доселе невиданной плотностью магнитной энергии. Затем было открыто новое поколение редкоземельных магнитов на основе неодима, железа и бора с гораздо более высокой плотностью магнитной энергии, чем у самарий-кобальтовых (SmCo) и с ожидаемо низкой стоимостью. Эти две семьи редкоземельных магнитов имеют такие высокие плотности энергии, что они не только могут заменить электромагниты, но использоваться в областях, недоступных для них. Примерами могут служить крошечный шаговый двигатель на постоянных магнитах в наручных часах и звуковые преобразователи в наушниках типа Walkman.

Постепенное улучшение магнитных свойств материалов представлено на диаграмме ниже.

Неодимовые постоянные магниты

Они представляют новейшее и наиболее значительное достижение в этой области на протяжении последних десятилетий. Впервые об их открытии было объявлено почти одновременно в конце 1983 года специалистами по металлам компаний Sumitomo и General Motors. Они основаны на интерметаллическом соединении NdFeB: сплаве неодима, железа и бора. Из них неодим является редкоземельным элементом, добываемым из минерала моназита.

Огромный интерес, которые вызвали эти постоянные магниты, возникает потому, что в первый раз был получен новый магнитный материал, который не только сильнее, чем у предыдущего поколения, но является более экономичным. Он состоит в основном из железа, которое намного дешевле, чем кобальт, и из неодима, являющегося одним из наиболее распространенных редкоземельных материалов, запасы которого на Земле больше, чем свинца. В главных редкоземельных минералах моназите и бастанезите содержится в пять-десять раз больше неодима, чем самария.

Физический механизм постоянной намагниченности

Чтобы объяснить функционирование постоянного магнита, мы должны заглянуть внутрь его до атомных масштабов. Каждый атом имеет набор спинов своих электронов, которые вместе формируют его магнитный момент. Для наших целей мы можем рассматривать каждый атом как небольшой полосовой магнит. Когда постоянный магнит размагничен (либо путем нагрева его до высокой температуры, либо внешним магнитным полем), каждый атомный момент ориентирован случайным образом (см. рис. ниже) и никакой регулярности не наблюдается.

Когда же он намагничен в сильном магнитном поле, все атомные моменты ориентируются в направлении поля и как бы сцепляются «в замок» друг с другом (см. рис. ниже). Это сцепление позволяет сохранить поле постоянного магнита при удалении внешнего поля, а также сопротивляться размагничиванию при изменении его направления. Мерой силы сцепления атомных моментов является величина коэрцитивной силы магнита. Подробнее об этом позже.

При более глубоком изложении механизма намагничивания оперируют не понятиями атомных моментов, а используют представления о миниатюрных (порядка 0,001 см) областях внутри магнита, изначально обладающих постоянной намагниченностью, но ориентированных при отсутствии внешнего поля случайным образом, так что строгий читатель при желании может отнести вышеизложенный физический механизм не к магниту в целом. а к отдельному его домену.

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 = µ0 (H + M),

где µ0 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/µ0.

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/ µ0)Blзаз = iw=0.

Поскольку B = µ0(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/µ0,

причем B определяется по заданной Мсер и найденной Hсер.

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.

Поверхностные (амперовские) токи

Магнитные поля постоянных магнитов можно рассматривать как поля некоторых связанных с ними токов, протекающих по их поверхностям. Эти токи называют амперовскими. В обычном смысле слова токи внутри постоянных магнитов отсутствуют. Однако, сравнивая магнитные поля постоянных магнитов и поля токов в катушках, французский физик Ампер предположил, что намагниченность вещества можно объяснить протеканием микроскопических токов, образующих микроскопические же замкнутые контуры. И действительно, ведь аналогия между полем соленоида и длинного цилиндрического магнита почти полная: имеется северный и южный полюс постоянного магнита и такие же полюсы у соленоида, а картины силовых линий их полей также очень похожи (см. рисунок ниже).

Есть ли токи внутри магнита?

Представим себе, что весь объем некоторого стержневого постоянного магнита (с произвольной формой поперечного сечения) заполнен микроскопическими амперовскими токами. Поперечный разрез магнита с такими токами показан на рисунке ниже. Каждый из них обладает магнитным моментом. При одинаковой ориентации их по направлению внешнего поля они образуют результирующий магнитный момент, отличный от нуля. Он и определяет существование магнитного поля при кажущемся отсутствии упорядоченного движения зарядов, при отсутствии тока через любое сечение магнита. Легко также понять, что внутри него токи смежных (соприкасающихся) контуров компенсируются. Нескомпенсированными оказываются только токи на поверхности тела, образующие поверхностный ток постоянного магнита. Плотность его оказывается равной намагниченности M.

Как избавиться от подвижных контактов

Известна проблема создания бесконтактной синхронной машины. Традиционная ее конструкция с электромагнитным возбуждением от полюсов ротора с катушками предполагает подвод тока к ним через подвижные контакты – контактные кольца со щетками. Недостатки такого технического решения общеизвестны: это и трудности в обслуживании, и низкая надежность, и большие потери в подвижных контактах, особенно если речь идет о мощных турбо- и гидрогенераторах, в цепях возбуждения которых расходуется немалая электрическая мощность.

Если сделать такой генератор на постоянных магнитах, то проблема контакта сразу же уходит. Правда, появляется проблема надежного крепления магнитов на вращающемся роторе. Здесь может пригодиться опыт, накопленный в тракторостроении. Там уже давно применяется индукторный генератор на постоянных магнитах, расположенных в пазах ротора, залитых легкоплавким сплавом.

Двигатель на постоянных магнитах

В последние десятилетия широкое распространение получили вентильные двигатели постоянного тока. Такой агрегат представляет собой собственно электродвигатель и электронный коммутатор его обмотки якоря, выполняющий функции коллектора. Электродвигатель представляет собой синхронный двигатель на постоянных магнитах, расположенных на роторе, как и на рис. выше, с неподвижной обмоткой якоря на статоре. Электронный коммутатор схемотехнически представляет собой инвертор постоянного напряжения (или тока) питающей сети.

Основным преимуществом такого двигателя является его бесконтактность. Специфическим его элементом является фото-, индукционный или холловский датчик положения ротора, управляющий работой инвертора.

www.syl.ru

Постоянные Магниты и Электромагниты » каким образом они работают.

 

 

 

Тема: как работают постоянные магниты и электромагниты.

 

Наиболее загадочным и малопонятным явлением в природе является магнетизм, который проявляет себя через различные виды полей. Электромагнитные поля представляют собой одну из разновидностей полей. Они состоят из смеси двух видов — электрические поля и магнитные. Про электрические поля мы поговорим в другой теме, а сейчас давайте с вами разберёмся именно с природой и действием магнитных полей. В роли источника магнитных полей выступают постоянные магниты и электромагниты. А каким образом они работают? Что общего у них? Давайте разбираться вместе.

 

Начнём с электромагнитов, на примере которых будет лучше понимание. Обычный электромагнит, это электротехническое устройство, что в основе своей конструкции содержит: обмотку и сердечник. Из электрофизики известно, что при прохождении электрического тока по проводнику вокруг него образуется электромагнитные поля.

 

Значит, когда электрических заряд перемещается он порождает вокруг себя магнитные поля. Когда же он находится в покое, у него существует только электрическое поле. Но, элементарные частицы никогда не находятся в полном покое. У них есть внутреннее движении, значит электрическое и магнитное поле существуют всегда и неразрывно друг от друга, только при относительном покое в большей степени проявляются электрические поля, а при увеличении движения этих частиц (электронов и ионов) начинает больше выделятся магнитное поле.

 

 

Исходя из вышесказанного следует, что для получения магнитного поля (электромагнитного) нужно всего лишь пропустить электрический ток по проводнику, а что бы повысить интенсивность этого поля, необходимо увеличить силу тока и длину электрического проводника (обеспечив намотки минимальный объём, сведя внутреннее сопротивление к минимуму). Но есть ещё один фактор, влияющий на усиление магнитного поля.

 

В электромагнитах, как можно заметить, имеется сердечник из магнитного материала. Его суть сводится к тому, что в таком магнитном материале имеются свои внутренние движения заряженных частиц. Проблема в том, что они располагаются в хаотичном порядке, что ведёт к взаимному гашению магнитных сил.

 

При воздействии внешнего электромагнитного поля на такой магнитный материал проявляется следующий эффект — все внутренние магнитные поля данного материала разворачиваются в одном направлении, что ведёт к резкому увеличению магнитных свойств данного материала. Следовательно, для получения хорошего электромагнита нужно на магнитный сердечник намотать большое количество медной проволоки, после чего пропустить через него достаточную силу тока, получив в результате отличный электромагнит.

 

Следует учесть, что при выключении питания у электромагнита исчезают его свойства. Это происходит потому, что заряженные частицы перестают бежать в проводнике, а те упорядоченные магнитные поля внутри магнитного материала возвращаются в своё исходное хаотичное состояние. Для получения постоянного магнита необходимо, что бы внутренние магнитные поля оставались в однонаправленном состоянии. Это можно достичь используя специальные магнитные материалы, которые можно намагничивать и размагничивать. Постоянные магниты состоят именно из таких материалов.

 

В изначальном состоянии это вещество не обладает магнитными свойствами. Для его намагничивания необходимо данный магнитный материал поместить в сильное постоянное магнитное поле. Через некоторое время и определённую интенсивность воздействия данный материал превращается в постоянный магнит. Для его размагничивания нужно подвергнуть его либо высокой температуре, сильным ударам, воздействовать на него сильным переменным магнитным полем.

 

P.S. Суть любых загадочных явлений и процессов заключается в обычных физических закономерностях и принципах. При чётком знании и понимании физической природы явлений чудеса становятся инструментом науки.

electrohobby.ru

About the author

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о