Site Loader

Содержание

Электричество и магнетизм

В присутствии магнетика вектор магнитной индукции  равен сумме векторов магнитной индукции внешнего магнитного поля , создаваемого независимыми от магнетика токами, и магнитной индукции собственного поля магнетика  

(7.1)

Поле , создаваемое намагниченным магнетиком, разумеется, зависит от того, как намагничен магнетик, а намагничивается он суммарным полем , поэтому  само является функцией : . Исключением в этом смысле может быть постоянный магнит, намагниченность которого не зависит, или практически не зависит от наличия или отсутствия внешнего магнитного поля, в частности, такое вещество, которое может оставаться намагниченным и в отсутствие внешнего — намагничивающего — поля.  

Далее будет показано, что если магнитное поле вне магнетика параллельно его поверхности, то поле

 связано с магнитной индукцией  в вакууме (то есть в отсутствие магнетика) соотношением

Безразмерная величина m называется магнитной проницаемостью. Все магнетики, в зависимости от характера влияния их собственного поля на суммарное магнитное поле, можно разделить на три группы:

 В парамагнитных телах собственное поле  увеличивает магнитный поток и, следовательно, парамагнитные тела притягиваются к магниту. В отличие от парамагнитных тел диамагнитные тела уменьшают магнитный поток. Это означает, как уже было сказано, что в диамагнитном теле под действием внешнего поля возникает собственное магнитное поле противоположное направлению внешнего магнитного поля. Следовательно, диамагнитные тела своим собственным магнитным полем отталкиваются от магнита. 

Видео 7.1. Поведение пара- и диамагнетиков в неоднородном магнитном поле.

Как показывает опыт, вектор магнитной индукции собственного поля пара- и диамагнетика пропорционален вектору магнитной индукции внешнего поля B0

(7.

2)

 

Безразмерный коэффициент пропорциональности cm называется магнитной восприимчивостью вещества и является безразмерной величиной. У диамагнитных веществ магнитная восприимчивость является отрицательной величиной (cm < 0), у парамагнитных положительной (cm > 0). У ферромагнетиков магнитная восприимчивость cm зависит от величины магнитной индукции внешнего поля B0, поэтому в общем случае зависимость собственного поля ферромагнетика от внешнего нельзя считать линейной.  

Результирующее магнитное поле в присутствии магнетика равно:

(7.3)

Сравнивая (7.3) с (7.1), получим

(7. 4)

Отсюда находим связь собственного поля с внешним

(7.5)

аналогичную соответствующим выражениям для диэлектриков. 

Для объяснения намагничивания тел Ампер предположил, что в атомах и молекулах вещества циркулируют особые круговые токи — молекулярные токи. Каждый такой ток создает в окружающем пространстве магнитное поле. В силу хаотической ориентации магнитных моментов отдельных молекулярных токов суммарный магнитный момент тела равен нулю. Под действием внешнего магнитного поля магнитные моменты молекулярных токов приобретают преимущественную ориентацию в одном направлении, вследствие чего вещество намагничивается — его суммарный магнитный момент становится отличным от нуля, возникает дополнительное поле

 (рис. 7. 1).

Рис. 7.1. Молекулярные токи в магнетике

Классификация ⚠️ магнетиков: какие вещества, их отличие

Что такое магнетики 

Магнетиками называются вещества, способные изменяться под действием магнитного поля таким образом, что преобразуются в источники магнитного поля.

В процессе приобретения свойств магнетика материалы характеризуются индукцией магнитного поля, равной сумме индукций внешнего и внутреннего магнитных полей. Такое явление получило название намагничивание.

Примечание

В 1831 М.Фарадеем был открыт закон электромагнитной индукции. Ученый первым определил понятие магнитного поля и открыл магнетики в 1845 году.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Классификация по магнитной проницаемости

Все материалы отличаются по магнитным свойствам. {}{\vec{pmi}}$$\)

где \($${\Delta V}$$\) обозначает элементарный объем, \($${\vec{pmi}}$$\) представляет собой магнитные молекулярные моменты.

Суммирование выполняется с учетом каждой молекулы, которая присутствует в объеме \($$\Delta V$$\). Исходя из данной формулы, можно представить следующее уравнение:

\($$p_{m}=\vec{J}dV$$\)

Парамагнетики и диамагнетики при помещении в слабые магнитные поля обладают намагниченностью, которая является пропорциональной величиной напряженности поля, обозначаемой \($$\vec{H}$$\). Для парамагнетиков и диамагнетиков корреляция вектора намагниченности представляет собой линейный параметр в соотношении с напряженностью поля.

В ситуации, когда магнетики отсутствуют, магнитное поле формируется следующим образом:

\($$rot\vec{B}=\mu 0\vec{j}$$\)

При появлении магнетиков магнитное поле образуется с помощью токов проводимости и молекулярных токов. В этом случае формула будет преобразована:

\($$rot\vec{B}=\mu 0(\vec{j}+\vec{j_{mol}})=\mu 0\vec{j}+rot\vec{J}$$\)

Диамагнетики, описание

Диамагнетиками называют вещества, в которых наблюдается изменение вектора движения электронов, составляющих атомы и молекулы, при воздействии внешнего магнитного поля, что приводит к образованию ориентированного тока кругового характера.

{3}} \right\}$$\)

На диамагнетические материалы внешнее поле воздействует относительно к противоположному магнитному полю извне. Показатели магнитной восприимчивости меньше ноля и значительно меньше, чем единица. Диамагнетики классифицируют на следующие виды:

  • классические;
  • аномальные;
  • сверхпроводники.

К классическим диамагнетикам относят инертные газообразные вещества с замкнутыми внешними электронными оболочками:

  • гелий;
  • неон;
  • аргон;
  • криптон;
  • ксенон.

Диамагнетиками также являются:

  • инертные газы с жидкими и кристаллическими структурами;
  • соединения с ионами, которые подобны атомам инертных газов;
  • газообразные, жидкие, твердые галоиды;
  • некоторые разновидности металлов, включая цинк, золото, ртуть.

Сверхпроводники относятся к категории сверхдиамагнетиков. Данные материалы характеризуются диамагнитным эффектом, обусловленным наличием поверхностных макроскопических токов. В группу диамагнетических веществ включены органические соединения. Для многоатомных материалов данного вида характерна анизотропность магнитной восприимчивости.

Парамагнетики,  описание

Парамагнетиками называют вещества с молекулами, обладающими стабильным магнитным моментом без магнитного поля в электронах.

В параманетических материалах молекулы являются источником магнитного поля, в отсутствии которого наблюдается хаотичность моментов тех или иных молекул. Значение результирующей индукции в этом случае будет соответствовать нулевой отметке, а предмет являться не намагниченным. Образование актуального направления ориентации моментов связано с определением регулярных магнитных моментов молекул внешним полем. Для небольших объемов веществ характерны магнитные моменты, которые складываются из магнитных моментов определенных молекул. В результате парамагнетический материал преобразуется в источник магнитного поля, намагничиваясь в соответствии с направлением к внешнему полю.

Показатели магнитной восприимчивости парамагнетика достаточно малы, но больше ноля.

Примечание

Определение парамагнетизма впервые было представлено в 1845 году Майклом Фарадеем. Ученый классифицировал все вещества, за исключением ферромагнитных, на диамагнетики и парамагнетики.

Основные виды парамагнетиков:

  • нормальные;
  • металлы;
  • антиферромагнетики.

К первой группе парамагнетических веществ относятся:

  • оксид азота;
  • платина;
  • кислород;
  • палладий.

Парамагнитные металлы обладают важной особенностью: их магнитная восприимчивость не определяется температурой. Это слабомагнитные вещества. Если температура антиферромагнетических материалов превышает значение в точке Кюри, то такие вещества преобразуются в нормальные парамагнетики.

Ферромагнетики, описание

Ферромагнетиками называют вещества, для которых характерна высокая магнитная проницаемость, определяемая внешним магнитным полем.

Ферримагнетики и ферромагнетики намагничиваются, благодаря наличию магнитного момента в электронах. Момент характеризует конкретное соотношение с механическим моментом (спин). Ориентация спинов под действием магнитного поля происходит определенным образом. Как правило, такие магнетики являются кристаллическими веществами. Спонтанная намагниченность у ферромагнетиков наблюдается при невысокой температуре. Данный показатель может кардинально меняться в следующих условиях:

  1. Воздействие внешнего магнитного поля.
  2. Деформационные нагрузки на материал.
  3. Перепады температуры.

Ферромагнетики относятся к сильномагнитным веществам. Такие материалы могут характеризоваться остаточной намагниченностью. Степень намагниченности ферромагнетических веществ обладает пределами насыщения, что говорит о природе ее возникновения. Намагниченность происходит в результате изменения векторов магнитных моментов вещества. Ферромагнетики также подвержены гистерезису.

Классификация ферромагнетиков:

  • мягкие;
  • жесткие.

Первая группа ферромагнетических материалов характеризуется высокой магнитной проницаемостью и способностью к быстрому намагничиванию или размагничиванию. Такие материалы широко востребованы в производстве электротехнического оборудования и приборов, принцип работы которых базируется на взаимодействии переменных полей. К примеру, к подобным агрегатам относятся трансформаторы. Жесткие ферромагнетические вещества обладают небольшой проницаемостью. Такие материалы достаточно сложно намагничивать. Благодаря уникальным свойствам, ферромагнетики жесткого типа используются для изготовления постоянных магнитов.

Примеры ферромагнетических веществ:

  • переходные элементы железа, кобальта, никеля;
  • редкоземельные металлы, включая гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий;
  • бинарные и многокомпонентные сплавы металлов и их соединений, включая хром, марганец, сплавы Гейслера;
  • металлические сплавы актиноидов;
  • сильно разбавленные растворы замещения парамагнитных атомов железа или кобальта в диамагнитной матрице палладия;
  • аморфные или метастабильные сплавы и соединения металлов;
  • аморфные полупроводники;
  • обычные органические и неорганические стекла, халькогениды, включая сульфиды, селениды, теллуриды.

Отличия диа- пара- и ферромагнетиков

Магнетиками являются вещества, которые взаимодействуют с магнитным полем. В результате происходит его изменение, и могут наблюдаться преобразования в других физических явлениях:

  • габаритные размеры;
  • температура;
  • проводимость;
  • электрический потенциал.

Исходя из данного факта, к магнетикам можно отнести практически все материалы, что связано с их магнитной восприимчивостью, отличной от ноля. Вещества обладают определенным характером взаимодействия с магнитным полем. Этим объясняются их отличия:

  1. Диамагнетики характеризуются небольшой отрицательной магнитной восприимчивостью, способны в определенной степени ослаблять магнитное поле.
  2. Парамагнетики обладают небольшой положительной магнитной восприимчивостью, могут усиливать магнитное поле.
  3. Ферромагнетики – редкий класс магнетических веществ с большой положительной магнитной восприимчивостью, способностью значительно усиливать магнитное поле.

Классификация магнетиков: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики

Классификация магнетиков:
диамагнетики, парамагнетики и
ферромагнетики.
Подготовила ученица 11 «Г» класса
Жакиянова Жанна.
Что такое магнетики?
Вещества, которые при внесении их в магнитное
поле претерпевают такие изменения, что сами
становятся источниками магнитного поля,
называют магнетиками.
Процесс изменения
состояния магнетика во
внешнем магнитном поле
называют
намагничиванием.
Магнетики были открыты
Фарадеем в 1845 г.
Майкл Фарадей
Все вещества в зависимости от
выраженности магнитных свойств
делятся на сильномагнитные и
слабомагнитные. Магнетики
можно разделить по видам
механизма, вызывающего
намагничивание.
По своим магнитным свойствам вещества делятся
на три основных класса: ферромагнетики,
парамагнетики и диамагнетики. Имеется
также два обособленных подкласса материалов,
выделенных из общего класса ферромагнетиков —
антиферромагнетики и ферримагнетики.
Диамагнетиками называют вещества, в
которых при внесении во внешнее магнитное
поле в молекулах и атомах изменяется
движение электронов так, что образуется
ориентированный круговой ток.
Диамагнетики намагничиваются во внешнем
поле в направлении противоположном
внешнему полю. Магнитная восприимчивость
диамагнетика меньше нуля.
Парамагнетиками называют вещества, в
которых движение электронов в молекулах
происходит так, что молекулы имеют
постоянный магнитный момент и без
магнитного поля.
Молекула парамагнетика сама источник
магнитного поля.
Ферромагнетики – это вещества с высокой
магнитной проницаемостью, зависящей от
внешнего магнитного поля.
Магнитная восприимчивость ферромагнетиков
обладает положительными значениями и равна
10 в 4 или 5 степени.
Данные вещества могут иметь так называемую
остаточную намагниченность.
Отличия диа- пара- и ферромагнетиков.
Магнетиками являются вещества, которые
взаимодействуют с магнитным полем. В
результате происходит его изменение, и могут
наблюдаться преобразования в других
физических явлениях:
1)габаритные размеры;
2)температура;
3)проводимость;
4)электрический потенциал.
Исходя из данного факта, к магнетикам можно отнести практически все
материалы, что связано с их магнитной восприимчивостью, отличной от ноля.
Вещества обладают определенным характером взаимодействия с магнитным
полем.
Этим объясняются их отличия:
Диамагнетики характеризуются небольшой отрицательной магнитной
восприимчивостью, способны в определенной степени ослаблять магнитное
поле.
Парамагнетики обладают небольшой положительной магнитной
восприимчивостью, могут усиливать магнитное поле.
Ферромагнетики – редкий класс магнетических веществ с большой
положительной магнитной восприимчивостью, способностью значительно
усиливать магнитное поле.

Что такое магниты? | TheSchoolRun

Магниты, полюса, магнитные поля и магнетизм. .. Узнайте о терминологии, которую ваш ребенок в начальной школе будет использовать в классе, и попробуйте выполнить некоторые практические задания, чтобы помочь в изучении магнитов дома.

или Зарегистрируйтесь, чтобы добавить к своим сохраненным ресурсам

Что такое магнит?

Магнетизм — это невидимая сила, вызванная движением электрических зарядов в атомах, составляющих все вокруг нас.

Магнит — это объект, обладающий магнитным полем (невидимый образец магнетизма).Магнит притягивает или отталкивает другие предметы.
 

Загрузите фантастические научные ресурсы уже сегодня!

  • Набор «Эксперименты и наука».

    Магниты бывают разных форм и размеров: подковообразные магниты («классические» магниты, которые мы видим на картинках!), стержневые магниты, круглые магниты.

    Каждый магнит имеет южный и северный полюса.
     

    • Противоположности притягиваются: это означает, что северный полюс магнита притягивает (притягивает) южный полюс другого магнита.
    • Likes repel: это означает, что северный полюс магнита отталкивает (отталкивает) северный полюс другого магнита, а южный полюс магнита отталкивает (отталкивает) южный полюс другого магнита.

    Земля похожа на гигантский магнит, и вокруг нас есть магнитное поле.На поверхности Земли есть две точки, называемые магнитными полюсами, где магнитное поле наиболее сильное. Эти точки находятся близко к Северному полюсу Земли и Южному полюсу Земли. Стрелка компаса указывает на север, потому что ее притягивает магнитный полюс вблизи Северного полюса Земли.

    Когда детям в начальной школе рассказывают о магнитах?

    В 3-м классе дети будут:

    • Наблюдать, что магнитные силы действуют на расстоянии
    • Исследовать, как магниты притягиваются или отталкиваются друг от друга
    • Сортировать материалы в зависимости от того, являются ли они магнитными или нет
    • наличие двух полюсов.

    Как дети узнают о магнитах в классе?

    Дети будут учиться, работая с наукой, чтобы провести ряд экспериментов . Они могут работать в парах, малых группах или всем классом. Примером эксперимента может быть Исследование того, сильнее ли магниты большего размера, чем магниты меньшего размера

    Дети будут исследовать и наблюдать, что происходит с магнитами, возможно, изучая, как ведут себя различные типы магнитов (внимательно изучая притяжение и отталкивание, а также то, как магниту не нужно касаться чего-либо, чтобы притягивать его).Детям также будет предоставлена ​​возможность играть и использовать различные типы магнитов, чтобы они могли чувствовать магнитное поле и наблюдать за поведением магнитов.

    Дети будут работать с научной точки зрения, чтобы сортировать и записывать, какие объекты являются магнитными (скорее всего, им будет предложен набор объектов и магнит, и их попросят протестировать каждый объект, а затем нарисовать таблицу или диаграмму, чтобы показать, какие материалы или объекты являются магнитными ).

    Книги о магнитах для детей

    Магниты для занятий дома:

    • Посетите библиотеку и найдите информационные книги о магнитах.
    • Узнай, сколько скрепок можно собрать с помощью разных магнитов.
    • Изучение магнитов: к чему они прилипают? Какие предметы магнитятся? Это может быть вокруг дома или снаружи в вашем местном окружении.
    • У вас дома есть магниты? Для чего они используются? Можете ли вы исследовать различные способы использования магнитов?
    • Узнайте, как связаны электричество и магнетизм.
    • Сделайте магниты на холодильник своими руками и украсьте их по своему вкусу.

    Из чего сделаны магниты

    [/подпись]

    Магниты — невоспетые герои современности. Однако большинство людей на самом деле не понимают, из чего сделаны магниты и как они вообще работают. Проблема в том, что мы просто знаем, что магниты притягивают железо и никель. Однако магниты имеют очень интересное происхождение и могут рассматриваться как физическое проявление электромагнитной силы.

    Все магниты сделаны из группы металлов, называемых ферромагнитными металлами.Это такие металлы, как никель и железо. Каждый из этих металлов обладает особым свойством равномерно намагничиваться. Когда мы спрашиваем, как работает магнит, мы просто спрашиваем, как объект, который мы называем магнитом, создает свое магнитное поле. Ответ на самом деле довольно интересный.

    В каждом материале есть несколько небольших магнитных полей, называемых доменами. В большинстве случаев эти домены независимы друг от друга и обращены в разные стороны. Однако сильное магнитное поле может расположить домены любого ферромагнитного металла так, что они выровняются, чтобы создать большее и сильное магнитное поле.Так делают большинство магнитов.

    Основное различие между магнитами заключается в том, являются ли они постоянными или временными. Временные магниты со временем теряют свое большее магнитное поле, поскольку домены возвращаются в исходное положение. Самый распространенный способ изготовления магнитов — нагревание их до температуры Кюри или выше. Температура Кюри – это температура, при которой ферромагнитные металлы приобретают магнитные свойства. Нагрев ферромагнитного материала до заданной температуры сделает его магнитным на некоторое время.При нагревании выше этой точки магнетизм может стать постоянным. Ферромагнитные материалы также можно разделить на мягкие и твердые металлы. Мягкие металлы со временем теряют свое магнитное поле после намагничивания, в то время как твердые металлы, вероятно, являются кандидатами на превращение в постоянные магниты.

    Не все магниты созданы руками человека. Некоторые магниты встречаются в природе в природе, например, магнит. Этот минерал использовался в древние времена для изготовления первых компасов. Однако у магнитов есть и другое применение. С открытием связи между магнетизмом и электричеством магниты теперь являются основной частью каждого существующего электродвигателя и турбины. Магниты также использовались для хранения компьютерных данных. В настоящее время существует тип накопителя, называемый твердотельным накопителем, который позволяет более эффективно сохранять данные на компьютерах.

    Мы написали много статей о магнитах для Universe Today. Вот статья о магнитном поле Земли, а вот статья о стержневом магните.

    Если вам нужна дополнительная информация о магнитах, ознакомьтесь с Дискуссией НАСА о магнитах, а здесь ссылка на статью о магнитных полях.

    Мы также записали целую серию Astronomy Cast, посвященную магнетизму.Послушайте, Эпизод 42: Повсюду магнетизм.

    Источники:
    НАСА
    Википедия

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Как делают магниты? — Урок для детей — Видео и стенограмма урока

    Как делают магниты?

    Давным-давно люди выкапывали магнит и использовали его как природный магнит. Если бы им нужно было создать другие виды магнитов, они бы просто натерли его на какой-нибудь из этих других металлов. Это более простой способ изготовления магнитов, который мы все еще можем использовать, но мы также разработали множество других стратегий изготовления магнитов.Давайте подробнее рассмотрим более сложный способ изготовления магнитов сегодня.

    Сегодня мы можем использовать фабрики для производства большого количества магнитов. Различные виды магнитов изготавливаются из разных материалов и с помощью разных процессов.

    Один из методов заключается в изготовлении магнита из смеси различных металлов. Металл нагревают и плавят, затем помещают в отливку или в контейнер, который используется для придания формы. Металл остывает в отливке. Затем к нему добавляется магнетизм, обычно с помощью мощного электромагнита, намагниченного электрическим током.Магнит можно также намагнитить, поместив его в намагничивающее устройство с мощным магнитным полем.

    Другой способ изготовления магнитов на фабриках более сложен и включает в себя превращение металлов в порошок в процессе изготовления магнитов. Различные металлы, в том числе железо, бор и неодим, нагревают до чрезвычайно высоких температур, чтобы превратить их из твердого состояния в жидкое. Затем они смешиваются вместе; когда жидкость охлаждается, она снова становится твердой. После этого твердая металлическая смесь разбивается на более мелкие кусочки, а затем измельчается до получения металлического порошка.Затем порошок помещается в контейнер в форме, которую примет магнит, и используются мощные силы, чтобы заставить порошок слипаться, чтобы сформировать его форму.

    После этого формованный порошок нагревают, чтобы сделать металл твердым и твердым, а затем металл снова охлаждают. Металл проходит еще один процесс нагрева и охлаждения, а затем сглаживается, чтобы получить окончательную, законченную форму магнита. Последний шаг — превратить металл в магнит. Для этого чрезвычайно мощный электромагнит передает свою магнитную энергию формованному металлу, в результате чего металл также становится магнитом.Именно столько магнитов производится на заводах.

    Хотя этот процесс изготовления магнитов из металлического порошка является более сложным, он является наиболее часто используемым методом, поскольку он создает наиболее эффективные магниты с постоянным магнетизмом.

    Краткий обзор урока

    Магниты — это предметы, которые могут тянуть или притягивать другие материалы, например металлы. Их было проще делать давно, когда люди просто нашли магнитов , являющихся природными магнитами. Сегодня магниты изготавливаются сложными способами на заводах.Один из способов состоит в том, чтобы собрать вместе различные металлы, нагреть и расплавить их, придать металлу форму в отливке , контейнере, используемом для придания формы расплавленным материалам, и подождать, пока он станет твердым, а затем добавить магнетизм. Другой способ состоит в том, чтобы превратить смесь металлов в порошок, расплавить порошок, чтобы получить жидкую металлическую смесь, преобразовать металлическую смесь в твердое тело и добавить к ней магнетизма.

    Типы магнитов и для чего магниты используются в экспериментах

    Какие виды магнитов существуют в мире?

    Во-первых, определение.Магниты — это твердые предметы, которые притягивают железо или сталь. Магниты делают это благодаря явлению, называемому магнетизмом, при котором они генерируют силу, распространяющуюся на (магнитное) поле (то есть на область вокруг магнита).

    Магнит может иметь способность делать это естественным образом, например магнитный камень, или он может приобретать способность в сочетании с другими элементами (например, самарием-кобальтом).

    Типы магнитов

    Три типа магнитов: временные, постоянные и электромагниты.

    Магниты классифицируются по источнику магнетизма.

    Отвертки можно временно намагничивать

    Временные магниты намагничиваются в присутствии магнитного поля. Они теряют свой магнетизм постепенно, когда магнитное поле удаляется. Некоторые утюги и сплавы железа, а также скрепки и гвозди действуют как временные магниты.

    Постоянные магниты нелегко теряют свой магнетизм. Эти магниты могут быть природными («редкоземельными») элементами или химическими соединениями.

    Примеры постоянных магнитов

    включают Alnico (сплав алюминия, никеля и кобальта) и ферриты (подобный керамике материал, изготовленный из смеси оксидов железа с никелем, стронцием или кобальтом).

    Электромагниты создаются путем пропускания электрического тока через катушку с металлическим сердечником. Катушка под напряжением создает магнитное поле. Когда ток отключается, магнитное поле исчезает.

    Электромагниты

    предпочтительны для приложений, требующих прочности, включая железнодорожные пути, моторные двигатели, аппараты МРТ и краны.Они также используются в компьютерном и телевизионном оборудовании.

    Краны используют электромагниты

    Магниты в экспериментах

    Постоянные магниты обычно изготавливаются из керамики, альнико и неодима. Керамические магниты прочны и хорошо подходят для большинства экспериментов. Магниты Alnico прочнее и дороже и очень хорошо подходят для научных экспериментов. Неодимовые магниты являются самыми сильными и самыми дорогими из трех.


    Больше проектов по физике:

    Процесс производства магнитов | Как делают магниты

    Существует несколько процессов изготовления магнитов, но самый распространенный метод называется порошковой металлургией.В этом процессе подходящая композиция измельчается в мелкий порошок, уплотняется и нагревается, чтобы вызвать уплотнение посредством «жидкофазного спекания». Поэтому такие магниты чаще всего называют спеченными магнитами. Этим методом изготавливаются магниты из феррита, самария-кобальта (SmCo) и неодим-железо-бор (нео) магниты. В отличие от феррита, который представляет собой керамический материал, все редкоземельные магниты представляют собой металлические сплавы.


    Подходящее сырье плавится под вакуумом или инертным газом в индукционной плавильной печи. Расплавленный сплав либо заливают в форму, либо на охлаждающую плиту, либо перерабатывают в ленточной МНЛЗ – устройстве, формирующем тонкую непрерывную металлическую полосу. Эти «куски» отвержденного металла измельчаются и измельчаются в мелкий порошок диаметром от 3 до 7 микрон. Этот очень мелкий порошок химически активен, способен самовозгораться на воздухе и поэтому должен быть защищен от воздействия кислорода.

    Существует несколько методов уплотнения порошка, и все они включают выравнивание частиц таким образом, чтобы в готовой детали все магнитные области были направлены в заданном направлении.Первый способ называется осевым или поперечным прессованием. Здесь порошок помещается в полость инструмента на прессе, а пуансоны входят в инструмент для сжатия порошка. Непосредственно перед уплотнением применяется выравнивающее поле. Уплотнение «замораживает» это выравнивание. При осевом (параллельном) прессовании выравнивающее поле параллельно направлению уплотнения. При поперечном (перпендикулярном) прессовании поле перпендикулярно давлению уплотнения. Поскольку мелкие частицы порошка вытянуты в направлении магнитного выравнивания, поперечное прессование обеспечивает лучшее выравнивание и, следовательно, более высокий энергетический продукт.Прессование порошка в гидравлических или механических прессах ограничивает форму до простых поперечных сечений, которые можно вытолкнуть из полости матрицы.

    Второй метод уплотнения называется изостатическим прессованием, при котором гибкий контейнер наполняется порошком, контейнер запечатывается, применяется выравнивающее поле, и контейнер помещается в изостатический пресс. С помощью жидкости, будь то гидравлическая жидкость или вода, давление прикладывается к внешней стороне герметичного контейнера, равномерно уплотняя его со всех сторон.Основные преимущества изготовления магнитных блоков с помощью изостатического прессования заключаются в том, что можно изготавливать очень большие блоки — часто до 100 х 100 х 250 мм, а поскольку давление применяется одинаково со всех сторон, порошок остается в правильном выравнивании, производя максимально возможную энергию. .

    Прессованные детали упаковываются в «лодочки» для загрузки в вакуумную печь для спекания. Конкретные температуры и наличие вакуума или инертного газа зависят от типа и качества производимого магнита.Оба редкоземельных материала нагревают до температуры спекания и дают им уплотниться. SmCo имеет дополнительное требование по обработке раствором после спекания. После достижения комнатной температуры оба материала подвергаются термической обработке с отпуском при более низкой температуре. Во время спекания магниты линейно усаживаются примерно на 15-20%. Готовые магниты имеют шероховатую поверхность и приблизительные размеры. Они также не проявляют внешнего магнитного поля.


    ОТДЕЛКА

    Спеченные магниты подвергаются некоторой механической обработке, которая может варьироваться от их гладкого и параллельного шлифования, шлифования по внешнему или внутреннему диаметру или до разрезания блочных магнитов на более мелкие части.Материал магнита одновременно хрупкий и очень твердый (Rockwell C 57–61), и для его нарезки требуются алмазные круги, а для шлифовки — алмазные или специальные абразивные круги. Нарезка может быть выполнена с превосходной точностью, часто устраняя необходимость в последующем шлифовании. Все эти процессы должны проводиться очень осторожно, чтобы свести к минимуму сколы и трещины.

    В некоторых случаях окончательная форма магнита подходит для обработки алмазным шлифовальным кругом, например, дуги и буханки хлеба.Продукт в приблизительно окончательной форме проходит мимо шлифовального круга, который обеспечивает точные размеры. Для мелкосерийного производства этих сложных форм обычно используется электроэрозионная обработка. Простые двумерные профили, электроэрозионная обработка выполняются быстрее, в то время как более сложные формы с использованием 3-5 осевых станков выполняются медленнее.

    Цилиндрические детали могут быть штампованными, обычно в осевом направлении, или могут быть просверлены из блочного материала. Эти более длинные цилиндры, сплошные или с внутренним диаметром, впоследствии можно разрезать на тонкие магниты в форме шайбы.

    Для крупносерийного производства, обычно 5000 и более штук, обычно более экономично изготавливать оснастку и производить по заданной форме. Для коротких тиражей или для особых свойств может быть предпочтительнее изготавливать магниты из блоков. При штамповке отходы материала, такие как шлифовальная стружка, сводятся к минимуму. Количество заказа, форма детали, размер и сложность — все это будет способствовать принятию решения о том, какой метод производства предпочтительнее. Время доставки также повлияет на решение, так как изготовление ограниченного количества из стандартных блоков, скорее всего, будет быстрее, чем заказ инструментов для штамповки деталей.Расчет стоимости этих опций не всегда прост. Рекомендуется связаться с нами для обсуждения вариантов.

    Хотя из этих сплавов можно изготавливать магниты сложной формы, эти материалы лучше всего подходят для более простых форм. Отверстия, большие фаски или пазы более затратны в производстве. Допуски труднее соблюдать для более сложных форм, которые могут привести к вариациям магнитного поля и потенциальному физическому напряжению детали в сборке.

    Механически обработанные магниты будут иметь острые края, которые склонны к скалыванию.Нанесение покрытия вокруг острого края также проблематично. Наиболее распространенным методом уменьшения остроты является вибрационное хонингование, часто называемое виброгалтовкой и выполняемое в абразивной среде. Указанное закругление кромки зависит от требований к последующей обработке и обращению, но чаще всего составляет радиус от 0,005 до 0,015 дюйма (от 0,127 до 0,38 мм).

    Магниты

    Neo, склонные к коррозии или химическим реакциям, почти всегда имеют покрытие. Самарий-кобальт, естественно, более устойчив к коррозии, чем нео, но иногда он выигрывает от покрытия.Наиболее распространенные защитные покрытия включают эпоксидное покрытие, напыляемое сухим способом, электронное покрытие (эпоксидное покрытие), электролитический никель, алюминиевый IVD и комбинации этих покрытий. Магниты также могут быть покрыты конверсионными покрытиями, такими как фосфаты и хроматы цинка, железа или марганца. Конверсионные покрытия обычно подходят для временной защиты и могут образовывать нижний слой для эпоксидного покрытия или верхний слой для усиления защиты от алюминиевого IVD.


    После завершения изготовления магнит требует «зарядки» для создания внешнего магнитного поля.Этого можно добиться с помощью соленоида — полого цилиндра, в который могут быть помещены магниты различных размеров и форм, — или с помощью приспособлений, предназначенных для создания уникальных магнитных узоров. Также можно намагничивать большие сборки, чтобы избежать манипуляций и сборки этих мощных магнитов в намагниченном состоянии. Требования к намагничивающему полю весьма существенны. Этот, как и многие другие аспекты выбора магнита, следует обсудить с нашей инженерной и производственной командой.

    В некоторых случаях магниты требуют стабилизации или калибровки.Стабилизация — это процесс предварительной обработки магнитов в сборке или вне ее, чтобы последующее использование не привело к дополнительной потере выходного магнитного потока. Калибровка выполняется для сужения диапазона производительности группы магнитов. Эти процессы требуют обработки в печи при повышенной температуре или обратного импульсного воздействия в намагничивающем устройстве при полях ниже полной нокдаунной мощности. Есть несколько факторов, влияющих на термическую стабилизацию, и важно очень тщательно контролировать этот процесс, чтобы обеспечить надлежащие характеристики конечного продукта.

    Какие магниты используются в повседневной жизни

    Редкоземельные магниты играют важную роль в широком спектре устройств, включая простые игрушки, компьютеры, кредитные карты, аппараты МРТ и деловое оборудование. Есть:

    Здоровье и медицина

    Магниты используются в некоторых часто используемых медицинских устройствах, таких как аппараты магнитно-резонансной томографии. МРТ использует мощные магнитные поля для генерации радарного радиосигнала изнутри тела, используя сигнал для создания четкого и подробного изображения костей, органов и других тканей.Магнит МРТ очень сильный — в тысячи раз мощнее обычных кухонных магнитов. Другое медицинское применение магнитов — лечение рака. Врач вводит магниточувствительную жидкость в область рака и использует мощный магнит для выработки тепла в организме. Тепло убивает раковые клетки, не повреждая здоровые органы.

    Дома

    Хотя это может быть неочевидно, в большинстве домов есть много магнитов. Магниты на холодильник удерживают бумаги, открывалки для бутылок и другие мелкие предметы на металлической дверце холодильника.Карманный компас использует магнитную стрелку, чтобы показать, где север. Темная магнитная полоса на обратной стороне кредитной карты хранит данные почти так же, как жесткий диск компьютера. Пылесосы, блендеры и стиральные машины имеют электродвигатели, работающие по магнитному принципу. Вы найдете магниты в телефонах, дверных звонках, грузиках для занавесок для душа и детских игрушках.

    Компьютеры и электроника

    Многие компьютеры используют магниты для хранения данных на жестких дисках.Магниты изменяют направление магнитного материала на жестком диске в сегментах, которые затем представляют компьютерные данные. Позже компьютеры считывали направление каждого сегмента магнитного материала, чтобы «считывать» данные. Маленькие динамики компьютеров, телевизоров и радиоприемников также используют магниты; внутри динамика проволочная катушка и магнит преобразуют электронные сигналы в звуковые колебания.

    Электроэнергетика и другие отрасли промышленности

    Магниты предлагают множество преимуществ промышленному миру.Магниты в электрических генераторах превращают механическую энергию в электричество, а в некоторых двигателях магниты используются для преобразования электричества обратно в механическую работу. При переработке электрические магниты в кранах захватывают и перемещают большие куски металла, некоторые из которых весят тысячи фунтов. В шахтах используются магнитные сортировочные машины для отделения полезных металлических руд от щебня. В пищевой промышленности магниты удаляют мелкие металлические частицы из зерна и других продуктов. Фермеры используют магниты, чтобы ловить куски металла, которые коровы едят в поле.Корова проглатывает магнит вместе с едой; когда он движется через пищеварительную систему животного, он захватывает металлические фрагменты.

    Компасы и навигация

    В исторические времена у магнитов был сверхъестественный триллер из-за того факта, что люди фактически не признавали технологии, лежащие в основе их работы. Однако считается, что ранние китайцы впервые использовали их в магнитных компасах для навигационных целей. Они обнаружили, что магниты могут направлять стрелки и коррелировать с северным полюсом, и использовали эту информацию для навигации.Первые компасы были созданы с магнитом, потому что современные магниты еще не были изобретены.

    Магнит происходит из минерального магнетита и является самым удобным магнитом. современные магниты, такие как неодимовые магниты и необычные земные магниты, изготавливаются в результате сложного процесса, в котором некоторые металлы сплавляются вместе. Этот метод помогает сделать их более сильными и более подходящими для того, как они используются сегодня. Следовательно, магнит по сравнению с прочными необычными магнитами земли слабее.

    Роботы и медицина

    В настоящее время использование магнитов NdFeB многочисленно и разнообразно. Достижения в области создания необычных земных магнитов сделали их более гибкими и простыми в использовании в некоторых исключительных приложениях. В робототехнике магниты необходимы. Магниты не только помогают с электронной частью, но и помогают сделать роботов более мобильными и компактными. В наши дни появились складные дроны, магнитные нанотехнологии, такие как Google X, и другие прогрессивные способы использования магнитов.

    Магниты могут быть одним из старейших материалов в мире, но, тем не менее, в них может быть много того, чего мы не знаем. Новаторы, вероятно, продолжат использовать их в новых, творческих методах, способных улучшить то, как мы живем.

    Магниты исторические. Они настолько стары, что настоящее открытие магнетизма в высшей степени похоже на легенду. Стало известно, что примерно 4000 лет назад пастух по имени Магнес стал пасти своих овец, когда его металлическая рабочая сила и гвозди в его ботинках прилипли к черному камню.Эта черная порода становится магнетитом и содержит магнит. С тех пор наше использование магнитов развилось в сотни различных методов.

    Магниты и их сила

    Возможно, мы использовали магниты на протяжении веков, но только в 20-м веке они были более полно изучены с помощью ученых. Раньше они были скорее паранормальными или загадочными веществами, и никто точно не знал, как и почему они работают, притягивая магнитные материалы.Но, как только магнитные поля получили более полное понимание, ученые начали натыкаться на связь между магнитами и различными явлениями, в основном энергетическими.

    Проводя эксперимент, Ганс Христиан Эрстед, физик и химик, обнаружил, что стрелка магнитного компаса двигается в присутствии электрического лезвия. Он пришел к выводу, что энергия и магнетизм переплетаются.

    Его открытие стало критическим для более поздних ученых и изобретателей, таких как Никола Тесла и Томас Джефферсон, которые использовали соединение для создания электронных устройств.Так вот, большинство устройств, которые мы используем сегодня (телевизоры, блендеры, телефоны и т. д.), используют электромагнетизм.

    плыть налево;
    background: url(http://cdn.samaterials.com/themes/default/css/../img/sns.png) без повтора 0 0;
    }
    .img_right a.tw {
    float: left;
    фон: url(http://cdn.samaterials.com/themes/default/css/../img/sns.png) no-repeat -27px 0;
    }
    .img_right a.gp {
    float: left; Фон
    : URL-адрес (http://cdn.samaterials.com/themes/default/css/../img/sns.png) без повторов -55px 0;
    }
    .img_right a.yt {
    float: left;
    фон: url(http://cdn.samaterials.com/themes/default/css/../img/sns.png) no-repeat -84px 0;
    }
    .img_right a.ln {
    float: left;
    фон: url(http://cdn.samaterials.com/themes/default/css/../img/sns.png) no-repeat -114px 0;
    }
    .img_right a.pin {
    float: left;
    } .img_right a.e_email {
    float: left;
    }
    .img_right a {
    ширина: 26 пикселей;
    высота: 26 пикселей;
    дисплей: блок;
    } ]]> Следуйте за нами на

     

    Просмотры сообщений: 38 578

    Теги: Магниты в повседневной жизни, использование магнитов

    магнитов | КПСК.gov

    Мощные магниты представляют опасность для детей — от малышей до подростков. Травмы, вызванные проглатыванием и вдыханием, становятся все более серьезными, а иногда и смертельными.

    При проглатывании двух или более магнитов они притягиваются друг к другу изнутри. Многие инциденты привели к операциям по удалению магнитов. Когда магнит необходимо удалить хирургическим путем, также может потребоваться восстановление поврежденного желудка и кишечника ребенка.

    Если вы подозреваете, что магниты были проглочены:

    • Немедленно обратиться за медицинской помощью

    • Медицинские симптомы, на которые следует обратить внимание: боли в животе, тошнота, рвота и диарея.

    • На рентгеновских снимках несколько магнитных частиц могут выглядеть как один объект.

    Эти мощные магниты не магниты с дверцы холодильника вашего дедушки. Они до восьми раз сильнее, чем магниты, которые используются в игрушках.

    Внимание: Федеральный суд отменил окончательное правило о магнитных наборах; Исключен из Свода федеральных правил. Дополнительную информацию см. в Уведомлении Федерального реестра.

    Уведомление о предлагаемом нормотворчестве (NPR) сотрудников CPSC,  18 октября 2021 г.

    В июне 2020 года сотрудники Комиссии опубликовали информационный бюллетень по магнитным наборам. 

    Уведомления о нарушениях Магнита

    CPSC выдает уведомление о нарушении (NOV), когда определяет, что компания нарушила обязательный стандарт. NOV уведомляет компанию о нарушении и указывает соответствующие корректирующие действия.
    На приведенной ниже диаграмме показаны уведомления о нарушениях для компаний, которые продавали свои магнитные шарики и кубики детям в нарушение федеральных стандартов безопасности игрушек и отзывов.

    Наименование продукта

    Продано

    Местонахождение компании или продавца

    Цвет и форма магнита

    Сайты электронной коммерции

    Магнитный куб Wesun

    Весун

    Китай

    Серебряный куб

    Амазонка

    Магнитный куб Raleighsee

    Ролиси

    Китай

    Многоцветная сфера

    Амазонка

    Магнитный куб

    LT-Пять-а

    Китай

    Серебряный куб

    Амазонка

    Магнитный блок мисс Санг

    Пангукаитян

    Китай

    Многоцветная сфера

    Амазонка

    Магнитные шарики

    Станауэй

    Соледад, Калифорния

    Серебряная сфера

    Амазонка

    Магнитный куб Rolytoy

    DNYCF

    Китай

    Серебряный куб

    Амазонка

    Магнитный блок королевы эльфов

    Кокетливая королева

    Китай

    Серебряная сфера

    Амазонка

    Ucslife Магнитный кубик-головоломка

    ТДСЕР

    Китай

    Серебряный куб

    Амазонка

    Головоломка Armadra с магнитными кубиками

    Армадра

    Китай

    Серебряный куб

    Амазонка

    Магнитный куб Wybam

    Сянъян

    Китай

    Зеленая сфера

    Амазонка

    Likee Модернизированные 5 мм 216 штук Магниты Скульптура Строительные блоки Игрушки

    Ослет

    Китай

    Серебряная сфера

    Амазонка

    Playmags Magna Balls

    Игрушки 4 USA NY LLC

    Бруклин, Нью-Йорк

    Серебряная сфера

    Амазонка

    Магнитная скульптура-головоломка Evermarket

    Выгодное предложение

    Китай

    Многоцветная сфера

    Амазонка

    Магнитный куб Rainbean

    Рейнбоб

    Китай

    Серебряный куб

    Амазонка

    Actoper Модернизированный 5 мм 512 шт. + 6 шт. серебряные магниты скульптура строительные блоки игрушки

    Актопердирект

    Китай

    Серебряная сфера

    Амазонка

    Магнеболлы

    T&M Magnetics

    Майами, Флорида

    Многоцветная сфера

    Амазонка

    Магнитные шарики

    Иксир Технологии

    Хакенсак, Нью-Джерси

    Многоцветная сфера

    Уолмарт

    Волшебный магнитный шар

    GearBest.ком

    Китай

    Красная сфера

    GearBest.com

    МАГНИТНАЯ ГОЛОВОЛОМКА 6 мм

    Сделка Экстрим

    (dx.com)

    Китай

    Серебряная сфера

    dx.com

    Магнитные шарики 5 мм

    Мини в коробке.ком

    Китай

    Синяя сфера

    Miniinthebox.com

     


    Отзыв и новости

     

    Магниты Zen и магниты Neoballs отозваны из-за опасности проглатывания (17 августа 2021 г.)

    Проглатывание мощных магнитных шаров и магнитных кубов представляет серьезный риск серьезных внутренних травм или смерти у детей и подростков (авг.17, 2021)

    Star Networks USA отзывает Magnicubes (4 августа 2014 г.)

    Мощные магнитные шары отозваны SCS Direct (31 января 2013 г.)

    Возврат денег за Buckyballs и Buckycubes теперь доступен (17 июля 2014 г.)

    Kringles Toys and Gifts отзывает мощные магниты (31 января 2013 г.)

    CPSC подает в суд на компанию Star Networks USA из-за опасных мощных магнитных шаров и кубов (19 декабря 2012 г.)

    Уведомление о предлагаемом нормотворчестве: наборы магнитов (4 сентября 2012 г.)

    CPSC подает в суд на Zen Magnets из-за опасных мощных магнитных шаров (авг.6, 2012)

    CPSC подает в суд на Maxfield & Oberton из-за опасных бакиболлов, Buckycubes (25 июля 2012 г.)

    CPSC предупреждает, что мощные магниты и дети представляют собой смертельную смесь (10 ноября 2011 г.)

     


     

     

    Правила

    CPSC принял отраслевой производственный стандарт ASTM F963 в качестве обязательного стандарта для игрушек в феврале 2012 г. Обязательный стандарт вступил в силу 12 июня 2012 г.


    Где я могу найти дополнительную информацию?

    Для получения дополнительной информации обращайтесь в U.S. Комиссия по безопасности потребительских товаров:

    1. Управление по соблюдению (для конкретных запросов по обеспечению соблюдения): электронная почта: [email protected]

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.