Содержание

Антимагнитная роторная пломба-индикатор «MR-25». Новости компании «ООО «Защитные Технологии»»

Купить роторную антимагнитную пломбу «MR-25»

Степени защиты роторной антимагнитной пломбы «MR-25»

  • Конструкция пломбы не позволяет производить на нее воздействие до установки.
  • Конструкция пломбы исключает доступ к узлу запирания (храповик закрыт защитной юбкой).
  • Методы нанесения номеров и логотипа на различные материалы исключают их подделку.
  • Восьмизначный номер на корпусе и вставке однозначно идентифицирует пломбу.
  • Прозрачный корпус предоставляет абсолютную возможность визуального контроля за целостностью пломбы и индикатора магнитного поля.
  • Материал пломбы полностью исключает возможность вскрытия с помощью механических, температурных, химических и иных методов без оставления характерных следов и полного разрушения пломбы.
  • Внутренний механизм вращается только в одну сторону (по часовой стрелке),что обеспечивает невозможность извлечения троса после установки пломбы.
  • Механизированный способ нанесения рисунка на индикатор магнитного поля: исключает возможность подделки индикатора, либо повторного нанесения рисунка в случае размагничивания индикатора.

Конкурентные преимущества роторной антимагнитной пломбы «MR-25»

  • Инновационное сочетание в одной конструкции надежной роторной пломбы и сверхчувствительной пломбы-индикатора магнитного поля.
  • Легкость установки без пломбиратора и иных специальных инструментов.
  • Возможность контроля силы затяжки при опломбировании.
  • Компактные размеры.
  • Порог срабатывания – 25 мТл. Самый чувствительный индикатор на сегодняшний день.
  • Широкий температурный диапазон применения (от-80оС до + 120оС)
  • Возможность нанесения на корпус пломбы логотипа заказчика.
  • Современный дизайн.
  • Наилучшее соотношение цена/надежность 
  • Возможность применения пломбы во всех климатических зонах.
  • Устойчивость к изменениям климатических условий, в том числе – к экстремальным режимам эксплуатации.
  • Возможность нанесения любого рисунка на магниточувствительный индикатор
  • Самая высокая криминальная устойчивость среди роторных и антимагнитных пломб.
  • Детали пломбы могут представлять комбинацию из различных цветов.

Принцип действия роторной антимагнитной пломбы «MR-25»

Антивандальная роторная пломба-индикатор магнитного поля с фиксирующей защелкой «МR-25» используются с применением пломбировочной проволоки (лески или каната), которая наматывается внутри пломбы на замковый механизм путем поворота по часовой стрелке ручки-лепестка, которая отламывается после полного закрытия пломбы. После фиксации барабана проворачивание замкового механизма пломбы невозможно.

Индикатор магнитного поля распложен внутри фиксирующей защелки. Индикатор представляет собой пленку-визуализатор магнитного поля с нанесенным на нее рисунком, который не разрушается от времени, температуры, ударов, ультрафиолетового излучения, излучения мобильных телефонов и бытовых приборов, радиоволн, магнитных бурь и иных внешних факторов, кроме магнитного поля, достаточно сильного для остановки счетного механизма контрольно-измерительного прибора.  

Время полного разрушения структуры рисунка индикатора составляет 1-7 секунд, в зависимости от напряженности магнитного поля и расстояния от индикатора до магнита.

Прозрачный корпус пломбы обеспечивает визуальный контроль барабана, проволоки и фиксирующей защелки, снабженной индикатором магнитного поля.
Внутренний механизм вращается только в одну сторону и имеет фиксатор не дающий повторно закрывать или утягивать проволоку, что обеспечивает невозможность извлечения или изменения длины проволоки после установки пломбы. Извлечение фиксатора с магниточувствительным индикатором или барабана, на который наматывается проволока, невозможно без полного разрушения пломбы, т.к. существует защита от их извлечения. Таким образом, повторное использование пломбы невозможно.

Сочетание в одной конструкции роторной пломбы и индикатора магнитного поля существенно снижает расходы, связанные с необходимостью дважды пломбировать прибор учета: сначала роторной, а затем антимагнитной пломбой.

Легкость установки позволяет затрачивать минимум времени и усилий на весь процесс установки пломбы.

Компактные размеры позволяют производить установку пломбы в любом месте, требующем контроля.

Внимание! На российском рынке появилось множество роторных и антимагнитных пломб неизвестных или малоизвестных производителей. Имея внешнее сходство с продукцией нашей компании и похожий принцип действия, некачественный материал и кустарная сборка позволяют абонентам без труда воровать энергоресурсы.
 

Антивандальная роторная пломба с фиксирующей защелкой и встроенным индикатором магнитного поля «МR-25» до и после воздействия магнитом

 

 

На какое расстояние нельзя подводить неодимовый магнит к пленке


Как можно разъединить неодимовые магниты


Пожалуйста, помните, что данному магниту свойственна высокая сила притяжения к аналогичным магнитам, а так же к металлам. Неодимовые магниты следует хранить отдельно от друг-друга, то есть они должны быть обернуты во что-то, например в плотную ткань, дабы не произошло слипание магнитов.

При транспортировке данных магнитов, они должны находится на безопасном расстоянии от друг-друга, около 50-60 см. При этом, они должны быть на расстоянии от металлических изделий, 30 см. Но если все таки неодимовые магниты прилипли к друг-другу, или же слиплись с какими то другими предметами, вы должны знать как их рассоеденить.

Приведем несколько примеров, как можно это сделать безопасно: Первый и самый легкий способ, заключается в применении деревянного стола, деревянного клинка, и толстых перчаток, для защиты.

Соединившееся изделия следует поставить на край стола, один магнит должен опираться на стол, второй свисать со стола.

Изолятор для магнита и экранирование магнитного поля

Как сделать так, чтобы два магнита, находящиеся рядом друг с другом, не чувствовали присутствие друг друга?

Какой материал нужно разместить между ними, чтобы силовые линии магнитного поля от одного магнита не достигали бы второго магнита?

Этот вопрос не такой тривиальный, как может показаться на первый взгляд.

Нам нужно по настоящему изолировать два магнита.

То есть, чтобы эти два магнита можно было по разному поворачивать и по разному перемещать их относительно друг друга и тем не менее, чтобы каждый из этих магнитов вёл себя так, как будто бы другого магнита рядом нет. Поэтому всякие фокусы с размещением рядом третьего магнита или ферромагнетика, для создания какой-то особой конфигурации магнитных полей с компенсацией всех магнитных полей в какой-то одной отдельно взятой точке, принципиально не проходят.

Иногда ошибочно думают, что таким изолятором магнитного поля может служить .

Но это не верно.

Магниты

, готовые к отправке Есть четыре помощника в борьбе с магнитными воздействиями на счётчики: 1.

Расстояние Магнитная индукция быстро уменьшается при отдалении от поверхности магнита. На рисунке показано поле неодимового магнита – шайбы.

Магнитное поле неодимового магнита (показана одна половина) На рисунке мы видим, что индукция 100мТл, являющаяся нормой для испытания счётчиков электроэнергии, ограничена пространством приблизительно в две высоты магнита от его поверхности. Значит, самый простой способ защиты от магнитов — опломбированный ящик.

Чем больше расстояние от уязвимых мест счётчика до стенок ящика, тем надёжнее защищён счётчик. Маленький ящик не защитит счётчик от воздействия большого магнита.

2. Магнитные поля. Экранирование Второй способ защиты счётчиков – экранирование самого счётчика или его узлов. На рисунке видно, что силовые линии магнитного поля замыкаются через железо экрана и только незначительная часть проходит сквозь него.

urist-consultant.ru

В результате такого действия многие потребители пользуются водой, но оплачивают лишь малую часть.

Действие ферромагнитного экрана Вы можете посмотреть интересные кадры.

Доказать факт мошенничества контроллерам не всегда удается, поэтому для обнаружения источников хищения воды была разработана антимагнитная пломба. С 2011 года коммунальные службы начали установку дополнительных антимагнитных индикаторов для исключения возможности использования любых магнитов в целях остановки счетчика или его временной блокировки.

Но и в этом случае самые продвинутые пользователи научились снимать дополнительные устройства, чтобы обмануть предприятие-поставщика воды.

Устранение антимагнитной пломбы – занятие хлопотное и практически невыполнимое, поскольку устройство, в которое ввинчена капсула с порошком, рассыпающимся при малейшем влиянии на нее магнитным полем, держится на проволоке, скрепленной сложным узлом. Индикаторы ИМП также подходят для водомеров.

Антимагнитные пломбы имеют несколько степеней защиты:

Неодимовыми магнитами нельзя останавливать счётчики

О магнитах из неодима слышали многие, если кто ещё не знает — это такой прессованный порошок по типу обычного чёрного феррита, только имеет серый цвет и в основе лежит металл неодим. По силе они в несколько, для ровного счёта в 10 раз сильнее по притяжению, чем обычный. На самом деле не в 10 — это зависит от состава, степени намагниченности и ещё некоторых параметров, но в 7-8 точно.

В общем такой себе обычный с виду никелированный кусок металла, который очень хорошо прилипает к железу.

Настолько хорошо, что при транспортировке и покупке их заматывают в поролон, толстый картон и другие, как бы так сказать. пространственные изоляторы, не позволяющие им прилипнуть намертво к металлу 🙂 Не удивляйтесь, сила его примагничивания такова, что шайба размером с пробку от пластиковой 6-ти литрухи воды, даёт усилие в 100 кг на разрыв!

То есть отодрать его от металлической поверхности, всё равно что поднять 100-киллограммовую штангу.

Чем опасен неодимовый магнит для здоровья человека

Рассуждения по поводу того, опасны ли неодимовые магниты для здоровья человека, кипят на многих форумах во всемирной паутине.

Пользователи хотят знать, действительно ли сильное магнитное поле оказывает негативное влияние на человеческий организм. Многочисленные исследования показывают, что постоянное магнитное поле, даже очень большой силы, практически не оказывает каких-либо воздействий на человека.

Более того, некоторые ученые наблюдали улучшение кровообращения, в результате чего на свет появились магнитные браслеты, призванные улучшить состояние кровеносной системы.

Говоря, что неодимовые магниты вредны для здоровья, необходимо задуматься над тем, сколько магнитов окружают человека в его повседневной жизни. Тот же бейдж с именем и фамилией многие люди носят по 8-12 часов в сутки, причем около самого сердца – и никаких жалоб по поводу влияния бейджей на здоровье никогда ни от кого не поступало.

Безопасность и магниты

Техника безопасности при обращении с неодимовыми магнитами супер силы как говорится написана кровью, это новое изделие и тут у населения нет передачи знаний от старших поколений, нет готовых, отработанных инструкций, как вести себя.

Помните магнит очень коварен и подловит Вас когда Вы этого совсем не ждете.

Особенно в зоне риска дети. Все опасные ситуации нереально описать, которые могут возникнуть. Человек купил магнит, и положил его в карман. Подойдя к другой торговой точке, где стоял народ приблизился к покупателю, магнит в его кармане стал притягивать ключи из кармана покупателя, покупатель оказался нервным спортсменом и не разбираясь в причинах сразу ударил в лицо владельца магнита подумав что к нему залезли в карман.

Другой положил магнит в кулек. проходя мимо чужой машины, магнит к ней прилип повредив краску на авто.

На каком расстоянии магнит начинает действовать антимагнитную наклейку

/ / 02.04.2021 497 Views 03.04.2021 03.04.2021 03.04.2021 На снимке представлены антимагнитные пломбы Содержание статьи

  1. 5 Сработала пломба, что делать?
  2. 3 Муляж
  3. 2 Как выглядят?
  4. 4 Как обмануть (обойти) антимагнитную пломбу?
  5. 6 Стоимость антимагнитной пломбы
  6. 8 Видео
  7. 1 Принцип работы
  8. 7 Где купить антимагнитные пломбы?

Принцип работы Что такое антимагнитная пломба – это своеобразная наклейка, которая крепится на корпус счетчика.

При использовании магнита и при длительном воздействии на счетчики магнитным полем полоска меняет цвет. Когда придет инспектор и станет проверять устройство на исправность, он увидит изменения и даже может назначить административный штраф. Ознакомиться с рекомендациями по выбору и установке подвесного унитаза можно здесь.

Неодимовый магнит. Маленький крепыш.

Подписка

  1. Цена: $8.85

С неодимовыми магнитами я уже успел хорошо познакомиться. Основной целью данного обзора было посмотреть, на что способны маленькие магниты по маленьким ценам.

В этом обзоре рассматривал магнит большего размера и соответственно дороже. Магнит для этого обзора был заказан на banggood.

Заказ был отправлен в течение 3 дней.

На каком расстоянии от магнит начинает действует антимагнитная пломба

На Каком Расстоянии Срабатывает Антимагнитная Пломба


В ближайшее время энергетики установя.Prieš 3 metusЭксперимент. Антимагнитная пломба не срабатывает на неодимовый магнит.Prieš 5 metųкрасная ИМП Белая Альтаир Если есть вопросы обращайтесь помогу чем смогу)))))Prieš 9 mėnesiųВ данном видео представлена ситуация, когда на счетчик Меркурий 201 наклеили антимагнитную пломбу. И приводя.Prieš 3 metusВидео показывает как реагирует антимагнитная пломба на электросчетчике.Prieš metus8(928)776-47-27 Сработала антимагнитная пломба, что делать? Как обойти антимагнитную пломбу, если она сработала?.Prieš metusКак обойти или обмануть антимагнитную пломбу если она сработала?

Заказать муляж дубликат по.Prieš

Нарушение антимагнитной пломбы

Это позволит установить причину срабатывания маркера.

Заказать дубликат антимагнитной пломбы.Prieš metusЕсли сработала антимагнитная пломба её можно восстановить. Заказать восстановление антимагнитной пломбы. Prieš 2 metusАнтимагнитная пломба дубликат. Эта пломба наклейка не срабатывает на магнит.

Используются такие ленты для опечатывания:
  1. приборов учета;
  2. металлических, пластиковых и деревянных ящиков;
  3. шкафов и сейфов;
  4. специального оборудования;
  5. пакетов с документами и т. д.

Это далеко не полный перечень объектов, к которым применяется антимагнитная лента.

Сфера применения Антимагнитные наклейки служат как основное или дополнительное защитное приспособление.

У наклейки имеются специальные насечки, чувствительный индикатор и прочие средства защиты. Они помогут определить попытку несанкционированного вторжения не только в случае с приборами учета, но и другими объектами, которые подлежат опечатыванию. Штраф за нарушение целостности антимагнитных пломб При обнаружении вскрытия защитных приспособлений предусмотрены взыскания различной степени строгости.

В том случае,

На Каком Расстоянии Срабатывает Антимагнитная Пломба

В ближайшее время энергетики установя. 3 árum síðanЭксперимент. Антимагнитная пломба не срабатывает на неодимовый магнит.3 árum síðanВидео показывает как реагирует антимагнитная пломба на электросчетчике.5 árum síðanкрасная ИМП Белая Альтаир Если есть вопросы обращайтесь помогу чем смогу)))))Ári síðan8(928)776-47-27 Сработала антимагнитная пломба, что делать?

Как обойти антимагнитную пломбу, если она сработала?.Ári síðanКак обойти или обмануть антимагнитную пломбу если она сработала? Заказать дубликат антимагнитной пломбы.4 árum síðanСравнение антимагнитных пломб.3 árum síðanКак обойти антимагнитную пломбу.

Цены на нашем сайте. neomagnit.net/ Купить антимагнитную пломбу, Москва,.2 árum síðanАнтимагнитная пломба дубликат. Эта пломба наклейка не срабатывает на магнит.

Заказать муляж дубликат по.8 mánuðum síðanКак грабят честных людей с помощью антимагнитные пломб.9 mánuðum síðanВ данном видео представлена ситуация, когда на счетчик Меркурий 201 наклеили антимагнитную пломбу.

Принцип действия антимагнитной ленты на счетчике для воды

Оплачивать по средним нормам, начисленным на одного зарегистрированного жильца, дорого.

К тому же государство обязало всех потребителей водных ресурсов установить водяные счетчики для учета. Каждый год стоимость кубометра воды увеличивается. Поэтому многие нечистоплотные, но грамотные люди начали использовать мощные магниты для уменьшения своих затрат на потребленную воду, пытаясь обмануть систему.

Бытовые приборы учета воды состоят из двух камер: одна влажная, вторая – сухая. В мокром отделении объекта для учета потребленных водных ресурсов размещается колесико, которое вращается под действием потока бегущей воды. Во втором отделении расположен прибор, считающий пропущенные через него кубометры.

Эти два отделения связаны магнитной спайкой. Если рядом с аппаратом прикрепить магнит с сильным полем, то он не даст возможность колесикам крутить счетный механизм, в результате чего счётчик приостановится.

⛔ Антимагнитная пломба: защита приборов учёта от внешних воздействий и способы её обхода

Возможно, это так, но только при условии, что пломба старого образца.

Сегодня мы обязательно рассмотрим все возможные варианты того, как это сделать, и попытаемся разобраться, действительно ли это реально.Важно! Перед тем как попытаться обойти подобную защиту, стоит несколько раз подумать: действительно ли есть необходимость идти на подобный риск.

Ведь в случае выявления такого факта контролёром, оплачивать замену пломбы придётся владельцу квартиры, да и счёт за расход воды сильно возрастёт.Обман антимагнитной пломбы: миф или реальность?Истории о том, как легко обойти подобную защиту в основном являются байками, проверка которых приведёт к увеличению сумм в счетах за водоснабжение, однако их стоит рассмотреть подробно.

Часто те, кто об этом пишет, совершенно не владеют информацией о самоклеящихся пластинах. Попробуем развеять некоторые из подобных мифов.Нагрев наклейки при помощи фена или её заморозка.

Антимагнитная Пломба Не Проблема

Цены на нашем сайте. neomagnit.net/ Купить антимагнитную пломбу, Москва,.3 ปีที่แล้ว Антимагнитная пломба — главное оружие против воров электроэнергии.

В ближайшее время энергетики установя.3 ปีที่แล้ว ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ОДНОФАЗНЫХ И 3- ФАЗНЫХ СЧЁТЧИКОВ НЕ ПЕЛЕНГУЕТСЯ ПРОБИВАЕТ СТЕНУ.2 ปีที่แล้ว умаете как обмануть антимагнитную пломбу?Нужен дубликат? Антимагнитная пломба МагнеТ, дубликат перед вами,.ปีที่แล้ว как устроена наклейка, чтобы не воровали электричество.ปีที่แล้ว Что делать если сработала антимагнитная пломба?

Обращайтесь к нам по т. 89001202022 мы поможем вам её обойти или.5 ปีที่แล้ว красная ИМП Белая Альтаир Если есть вопросы обращайтесь помогу чем смогу)))))7 หลายเดือนก่อน Обойти антимагнитную пломбу можно сделав дубликат не реагирующий на магнит. Присылайте фото в ватсап 89185220077.9 วันที่ผ่านมา Предоставляем следующий спектр услуг: 1.

Антимагнитная пломба — наклейка на электросчетчик

Мифы:

  1. Воспользоваться магнитом, а потом восстановить.
  2. Подковырнуть острым предметом и удалить прозрачный датчик с магнитной суспензией.
  3. Стикер может отойти от корпуса счетчика если нагреть ее феном.

Реальность:

  1. При нагреве феном ничего не происходит, а пытаясь ее снять, разрушается целостность защиты.

    Приборы для остановки счётчиков электричества ⚡ 2.

    Материал оставляет след на приборе, а саму этикетку уже не восстановить.

  2. Если с антимагнитой наклейкой производились манипуляции с магнитом, то жидкость смещалась.

    А значит оставила черный след, частицы железа конечно могут сместиться в другом направлении, но вот черный след все равно оставит.

  3. При попытке снять капсулу острым предметом опять нарушается сама этикетка, потому что составляет одно целое с блистером, в котором находится магнитная жидкость.

Как правильно опломбировать? Для более надежной

Разоблачение антимагнитной пломбы

как вязать спицами шапку, тайники коллекционера, Беби Бон, карбюратор к 151 регулировка, вездеходы-самоделки, работа ручным фрезером, охота с пневматики, ГСВГ, ЗАЙКА, минута славы украина, холодная ковка чертежи, ремонт бензокосы, тюнинг газель, ремонт ТНВД, мотоблок, чертеж измельчителя, трактор Т-40 ремонт, новости Донбасса, ротовертер, футажи для начала фильма, песни под баян, цыганские свадьбы, камазы в грязи видео, Монстер Хай, минитрактор, девочка читает стихи, Иллюзионист Динамо разоблачение, ремонт триммера, Николаевские голуби, подсекатель, ремонт бензокосы своими руками, самоделки, видио сборка и разборка кпп мтз-80, уральские пельмени песни, установка зажигания на иж юпитер, турецкие сериалы на 31 канале, фрезы для мотоблока, охота с капканами, как приготовить рагу, Новости России сегодня, МТЗ-82, цветы из шариков, ужд Голосования, опросы.

Загрузка. Трибуна ваших новостей

Как работают антимагнитные пломбы на счетчики воды?

Что необходимо знать, прежде чем попытать обманывать ЖКХ:Предел при срабатывании на магнит находится в районе 0,02 Тесла, либо равняется 16 Амперам.Индикатор, как правило, постоянно срабатывает во время направленного действия магнитного поля от 1 секунды до 10 секунд.

Ответы на

вопросов о магнитах | First4magnets

Есть несколько терминов, используемых для описания силы магнита, к ним относятся:

Pull – это сила, необходимая для того, чтобы оторвать магнит от стальной поверхности, обычно указывается в килограммах.

Показание Гаусса (плотность потока) – Если датчик Холла Гауссметра или измерителя потока помещается на полюс магнита, можно снять показание, показывающее количество линий магнетизма на каждый см2 (1 Гаусс = 1 линия магнетизма в 1 см2), также известная как плотность потока.Это показание представляет собой значение «разомкнутой цепи», которое будет существенно ниже, чем значение Br, и будет напрямую связано с материалом и отношением длины к диаметру магнита. Длинные магниты с малым диаметром будут иметь гораздо более высокую магнитную индукцию в разомкнутой цепи, чем короткие магниты с относительно большим диаметром, даже если они изготовлены из того же сорта магнитного материала. Если бы у вас был стержневой магнит размером 5000 Гаусс на полюсах, и вы разрезали его пополам, вы бы не ожидали, что два магнита меньшей длины будут иметь одинаковое значение Гаусса в разомкнутой цепи.

Тестирование графика гистерезиса – это тщательный тест, при котором магнит намагничивается и размагничивается в ситуации замкнутой цепи, и получаются значения для Br, Hc и (BH) max. Они относятся к максимальной величине магнетизма в магните замкнутой цепи, сопротивлению размагничиванию и общей энергии внутри магнита.

Какие факторы могут снизить производительность магнита?

Все магниты имеют рейтинг «тяги», измеряемый в килограммах, и это относится к тому, сколько силы, действующей перпендикулярно к магниту, требуется, чтобы вытащить магнит из стальной пластины или равной толщины при прямом контакте заподлицо.

Рейтинг «тяги» получен при следующих идеальных условиях:

– стальная пластина испытательного стенда достаточно толстая, чтобы поглотить весь магнетизм (обычно толщина 10 мм)

– чистый и идеально ровный

– тянущее усилие медленно и неуклонно увеличивается и абсолютно перпендикулярно поверхности магнита.

В реальных условиях идеальные условия маловероятны, и следующие факторы уменьшат тяговое усилие:

Толщина стали

Если для магнита требуется, чтобы контактная сталь была толщиной 10 мм, чтобы поглотить весь магнетизм и обеспечить максимальное тяговое усилие, то прикрепление магнита к поверхности из листовой стали толщиной 1 мм приведет к потере 90% магнетизма и фактическому натяжению только 10 % от его возможностей.Чтобы проверить, достаточно ли толстая контактная сталь, чтобы поглотить весь магнетизм данного магнита, просто закрепите магнит на месте, а затем предложите небольшую стальную пластину позади контактной стали, непосредственно за магнитом, и если она прилипнет, значит, она удерживается на месте паразитным магнетизмом, который прорывается из недостаточно толстой стали. Если он отпадает, тогда контактная сталь поглощает и проводит весь магнетизм, и увеличение толщины стали не приведет к увеличению «тяги» магнита.

Воздушный зазор

Если контактная сталь ржавая, окрашенная или неровная, то образовавшийся зазор между магнитом и контактной сталью приведет к уменьшению «тяги» со стороны магнита. По мере того, как этот зазор увеличивается, тяговое усилие уменьшается по закону обратных квадратов.

Материал

Во всех испытаниях на растяжение в качестве контактной стали используется низкоуглеродистая сталь. Легированные стали и чугуны имеют пониженную способность проводить магнетизм, и сила притяжения магнита будет меньше.В случае чугуна тяговое усилие снизится на 40%, поскольку чугун гораздо менее проницаем, чем низкоуглеродистая сталь.

Температура

Воздействие на магнит температур, превышающих его максимальную рабочую температуру, приведет к потере производительности, которая не будет восстановлена ​​при охлаждении. Неоднократный нагрев выше максимальной рабочей температуры приведет к значительному снижению производительности.

Относительная сила

Сдвинуть магнит в пять раз легче, чем отвести его вертикально от поверхности, к которой он притягивается.Это полностью связано с коэффициентом трения, который обычно составляет 0,2 для стали по стальным поверхностям. Магниты с номинальным натяжением 10 кг будут поддерживать только 2 кг, если они используются на вертикальной стальной стене, и нагрузка заставляет магниты скользить по стене.

Как долго прослужит неодимовый магнит?

Неодимовые магниты – это постоянные магниты, и каждые 100 лет они теряют часть своих характеристик, если их поддерживать в оптимальных рабочих условиях.

Есть два фактора, которые могут сократить срок службы магнита.

Тепло

Если температура магнита превышает максимальную рабочую температуру (например, 80 ° C для неодимовых магнитов марки N42), то магнит теряет магнетизм, который не восстанавливается при охлаждении. Самариево-кобальтовые магниты не так прочны, как неодимовые магниты, но они имеют гораздо более высокую рабочую температуру, до 350 градусов по Цельсию.

Коррозия

Если покрытие на магните повреждено и вода может попасть внутрь, магнит будет ржаветь, и это снова приведет к ухудшению магнитных характеристик.И самариево-кобальтовые, и ферритовые магниты устойчивы к коррозии, но не так прочны, как неодимовые магниты.

Обучение магнитам и магнетизму

Задание 1. Какие типы объектов притягиваются к магниту – I?

Материалы, необходимые для каждой группы:

Стержневой магнит

Сумка с маркировкой «A» с разными предметами

1.Вам дадут сумку с надписью «А» с набором предметов. Напишите название или описание каждого объекта в таблице ниже: 9328

Название объекта Привлечено Не привлекло

1.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

91

10.

11.

12.

2.Используйте стержневой магнит, чтобы проверить каждый из объектов в мешке A. Поставьте галочку в таблице выше, чтобы показать, притягивается ли объект к магниту или нет.

3. Как все объекты, притягиваемые к магниту, одинаковы? 4. Что вы можете сделать о типах объектов, притягиваемых магнитом?

Задание 1: Какие типы объектов притягиваются к магниту – I? ( Заметки учителя)

ИДЕЯ:

Объекты, притягиваемые магнитом, сделаны из металла.

НАВЫКИ ПРОЦЕССА:

Наблюдение

Классификация

Вывод

ИНФОРМАЦИЯ О СТУДЕНТЕ:

не требуется

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Убедитесь, что магниты стержня намагничены. В противном случае вы можете намагнитить их с помощью намагничивающего устройства. (См. Высокопрочный намагничиватель Sargent-Welch WLS44385 или в Google, «Как намагнитить отвертку».)

Сумка с надписью «A» с разными предметами (например):

Шайба

9009 6

Уровень пузыря

Пружинный шплинт

Гвоздь

Пластиковая / фарфоровая ручка

Прозрачная пластиковая пластина

Красный пластиковый анкер

Резиновый колпачок

Винт

Проушина винта

Гайка барашковая

Деревянная кнопка

Пункты, перечисленные выше, являются только рекомендациями. Можно использовать любые доступные объекты.

Однако убедитесь, что все металлические предметы, включенные для тестирования, притягиваются к магниту.

Также, по возможности, убедитесь, что все используемые предметы «серебристого» вида притягиваются к магниту.

Не забудьте добавить неметаллические предметы.

СОВЕТЫ РУКОВОДИТЕЛЯ:

Не разговаривайте со студентами, пока они проводят задание. Лучше всего позволить им провести собственные тесты и сделать собственные выводы.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

3. Все объекты, притягиваемые к магниту, сделаны из или содержат металла .

4. Ожидается, что студенты могут сделать (ошибочно) вывод из этой деятельности, что все металлы притягиваются к магниту; однако некоторые опытные студенты могут знать иначе. Действие 2 устраняет это заблуждение .

ВОПРОСЫ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В РЕЗЮМЕ ОБСУЖДЕНИЯ:

Разрешить учащимся делиться своими выводами, но в противном случае ограничить последующее обсуждение. Совершенно необходимо немедленно следовать за этим действием с помощью Activity 2 , которое показывает, что только некоторые металлы притягиваются к магниту.

ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:

В качестве дополнительного задания учащиеся должны выполнить Задание 2: Какие типы объектов притягиваются к магниту – II?

Вы можете попросить учащихся найти несколько дополнительных предметов в классе. Прогнозируйте, а затем классифицируйте их как привлеченных или непривлекательных.

Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________

Мероприятие 2.Какие типы объектов притягиваются к магниту – II?

Материалы, необходимые для каждой группы:

Стержневой магнит

Сумка с маркировкой «B» с разными предметами

Неодимовый магнит (опционально)

Бумажные деньги США (необязательно)

1. Вам дадут сумку с надписью «B» с различными предметами.Напишите название или описание каждого объекта в таблице ниже:

Название объекта Привлечено Не привлечено

1.

1 9321

0

4.

5.

6.

7.

8.

9,

8

01

11.

12.

2. Используйте стержневой магнит для проверки каждого из объектов в мешке B. Поставьте галочку, чтобы показать, притягивается ли объект к магниту или нет.

3. Как все объекты, притягиваемые к магниту, одинаковы? 4. Что вы можете сделать о типах объектов, притягиваемых магнитом? Сравните свой ответ с ответом в предыдущем задании. ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Если у вас есть сильный магнит (например, неодимовый), свободно повесьте купюру в 1 доллар и проверьте ее магнитом. Опишите, что вы наблюдаете и что можете сделать.

Задание 2: Какие типы объектов притягиваются к магниту – II? ( Заметки учителя )

IDEA:

Объекты, притягиваемые к магниту, сделаны из ферромагнитного металла.

НАВЫКИ ПРОЦЕССА:

Наблюдение

Классификация

Вывод

ИСТОРИЯ УЧАЩИХСЯ:

Учащиеся должны выполнить задание 1 перед выполнением этого задания.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Убедитесь, что магниты стержня намагничены. В противном случае вы можете намагнитить их с помощью намагничивающего устройства. (См. Высокопрочное намагничивающее устройство Sargent-Welch WLS44385 или в Google, «Как намагнитить отвертку».)

Сумка с надписью «B» с различными предметами (например,):

Шайба железная

900

Алюминиевый гвоздь

Медная трубка

Дайм монета

Железный гвоздь

Цинковая деталь, покрытая мхом

Металлический никель

Монета пенни

Английская булавка

Небольшой кусок алюминиевой фольги

Перечисленные выше позиции являются лишь рекомендациями. Могут быть использованы любые доступные объекты. Тем не менее, убедитесь, что все объекты, включенные для тестирования, являются металлическими и что есть несколько ферромагнитных материалов, таких как железо, кобальт и никель. Убедитесь, что , а не , включает неметаллические предметы. ПРИМЕЧАНИЕ: Если включены предметы из никеля или кобальта, обязательно проверьте, притягиваются ли они к магниту, который используют ваши ученики. Некоторые магниты недостаточно сильны, чтобы притягивать никелевые и кобальтовые предметы. По возможности используйте неодимовый магнит.

СОВЕТЫ РУКОВОДИТЕЛЯ:

Не разговаривайте со студентами, пока они проводят задание.Лучше всего позволить им провести собственные тесты и сделать собственные выводы.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

3. Все объекты, притягиваемые к магниту, сделаны или содержат ферромагнитные металлы .

4. Ожидается, что все студенты сделают (правильно) вывод из этого упражнения, что только определенные металлы притягиваются к магниту; некоторые опытные студенты могли знать об этом .

5. Если магнитное поле сильное, ученик может заметить, что банкнота притягивается к магнитному полю.Из этого ученик может сделать вывод, что в банкноте есть магнитная составляющая. Это чернила .

ВОПРОСЫ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В РЕЗЮМЕ ОБСУЖДЕНИЯ:

Разрешить учащимся делиться своими выводами, но в противном случае ограничить последующее обсуждение. Поделитесь с учащимися названиями магнитных материалов. Это отличается от магнитов. Обсудите тот факт, что только ферромагнитных материалов (материалы, содержащие железо, кобальт, никель и некоторые редкоземельные элементы) проявляют магнитное притяжение.Большинство металлов (алюминий, медь, золото, свинец, серебро, цинк и т. Д.) НЕ притягиваются к магниту. Приставка «ферро» происходит от латинского слова «железо». Таким образом, ферромагнитный материал – это такой же магнитный материал, как и железо. Железо – наиболее «часто встречающийся» магнитный элемент из-за его большого количества и пяти неспаренных электронов на d-орбиталях атома железа. Если ваши ученики изучали химию в старших классах, это может их заинтересовать. В противном случае поднимать эту тему не нужно. Вы можете указать, что материалы, которые притягиваются к магниту (ферромагнитные материалы ), сами могут быть превращены в магнит (т.е.е., быть намагниченным).

ПРИМЕЧАНИЕ: Нержавеющая сталь магнитная?

Существует несколько семейств нержавеющих сталей с разными физическими свойствами. Некоторая нержавеющая сталь является магнитной. Эта форма легирована добавлением хрома и может быть упрочнена добавлением углерода и часто используется в столовых приборах. Однако наиболее распространенные сплавы нержавеющей стали содержат никель, а также более высокое содержание хрома. Это никель, который изменяет физическую структуру стали и делает ее немагнитной.Итак, ответ зависит: магнитные свойства нержавеющей стали очень зависят от элементов, добавленных в сплав, и, в частности, добавление никеля может изменить структуру с магнитной на немагнитную. Нержавеющая сталь марки 304 является аустенитной. Он содержит минимум 18% хрома и 8% никеля в сочетании с максимумом 0,08% углерода. Он определяется как хромоникелевый аустенитный сплав.

Мартенситная нержавеющая сталь содержит хром (12-14%), молибден (0,2-1%), никель (менее 2%) и углерод (около 0.1-1%). Этот состав увеличивает твердость, но делает материал немного более хрупким. Он закален и магнит.

Немагнитный нержавеющий сплав можно превратить в магнитный путем его сдвига. Срезанные края имеют измененную кристаллическую структуру, что делает их магнитными.

Изменение магнитного отклика происходит из-за деформации атомной решетки и образования мартенсита.

ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:

Вы можете попросить учащихся найти несколько дополнительных предметов в классе и предсказать, будут ли они притягиваться или нет магнитом.

Интересно проверить бумажные деньги. Бумажные деньги США печатаются магнитными чернилами. Это помогает механическим устройствам смены купюр обнаруживать поддельные купюры, а образцы магнитных чернил используются для обозначения того, стоит ли купюра 1, 5, 10 долларов и т. Д. Поскольку копировальные машины не печатают магнитными чернилами, это не позволяет людям «зарабатывать деньги» с помощью стандартный копировальный аппарат.

Состав канадских никелей

Дата

Состав

1964-1981

99.9% никеля

1982-1999

75% меди и 25% никеля

2000-настоящее время

94,5% стали, 3,5% меди и 2% никелированных

Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________

Мероприятие 3. Как можно сравнить силу магнитов?

Материалы, необходимые для каждой группы:

Маленькие стальные скрепки (№1 размер примерно 1-3 / 8 дюйма)

Стержневой магнит

Подковообразный магнит

Маленькая резиновая лента для содержания магнитного мрамора

Маленький неодимовый магнит из мрамора

Миллиметровая бумага или тонкая линейчатая бумага

Струна (e.g., воздушный змей)

1. Рассмотрите три магнита, данные вашей группе. Как вы думаете, какой из них самый сильный? Почему вы так думаете? 2. Вставьте один конец каждого магнита в стопку скрепок на столе. Посмотрите, сколько скрепок вы можете подобрать с помощью каждого из ваших магнитов. Опишите свои результаты. Постройте гистограмму своих результатов.

Как вы думаете, это хороший научный способ проверить силу магнитов? Почему или почему нет.

3. Попробуйте проверить силу магнитов, поместив скрепку на конец магнита и сделав цепочку, прикоснувшись к другой скрепке внизу первого.Постройте гистограмму, чтобы показать количество скрепок, поддерживаемых каждым магнитом. Опишите свои результаты 4. Другой способ проверить силу магнита – это проверить расстояние, на которое магнит притянет скрепку. Поместите магнит на миллиметровую бумагу. Поместите скрепку на одну или несколько линий от конца магнита. Определите максимальное количество линий на миллиметровой бумаге, по которым магнит может притягивать скрепку. Запишите и нанесите на график расстояние для каждого магнита.

Оцените свои магниты от самого слабого к самому сильному.

5. Какую единицу измерения вы использовали для определения силы магнита? 6. Как ваши результаты для метода № 2 по сравнению с результатами № 3 и № 4? Обсудив результаты с другими группами, обсудите этот вопрос: «Все ли получили одинаковые ответы?» Объясните, почему или почему нет? 8. Что было бы с результатами, если бы вы использовали более тяжелые скрепки? 9. Придумайте свой собственный метод измерения силы магнита. Опишите вашу процедуру. Если есть достаточно времени и материалов, проведите эксперимент и запишите свои результаты.10. Если у вас есть неодимовый сферический магнит, прокатите его по распечатанной странице, проведите эксперимент и запишите свои результаты. Какой из трех магнитов самый сильный? Откуда вы знаете?

Задание 3: Как можно сравнить силу магнитов? ( Заметки учителя)

IDEA:

Магниты бывают разных форм, размеров и силы.

НАВЫКИ ПРОЦЕССА:

Наблюдение

Экспериментирование

Вывод

Измерение

Гипотеза

Проектирование

ИСТОРИЯ УЧАЩИХСЯ:

Студенты должны иметь хорошие навыки измерения.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Предоставьте для сравнения магниты разных размеров и форм.

СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:

Во время этого упражнения ученики ищут надежный метод измерения силы двух разных магнитов. Постарайтесь укрепить идею поиска последовательного метода измерения. Единицы могут включать скрепки, строчки страниц и прочее. Единицей измерения силы магнитного поля в системе СИ является тесла, но это лучше оставить на потом. Дайте студентам время поделиться многообещающими идеями и поощряйте положительную оценку.

Неодимовые магниты очень сильные; Вам следует предупредить учащихся, чтобы они не попадали пальцами и так далее между двумя магнитами.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

5. Часть 2 и 3: Количество скрепок

Часть 4: Количество строк.

7. Маловероятно, что разные группы получат одинаковые результаты, потому что одинаковые магниты могут иметь разную силу, а точки крепления различаются .

8. Прочность та же .— Прочность не меняется даже при изменении единицы измерения. Количество клипов и расстояние могут быть меньше, но результат должен быть таким же .

10. Если страница скопирована, неодимовая сфера остановится на линии печати. Это связано с тем, что в большинстве чернил для фотокопии содержится некоторое количество железа. Следите за печатью на обратной стороне страницы .

11. Какой из трех магнитов самый сильный? Откуда вы знаете? Есть несколько методов, которые студенты могут использовать для сравнения силы магнитов.Некоторые из методов перечислены ниже:
  • Метод 1: Подсчитайте количество скрепок, которое магнит может поднять из стопки скрепок.

  • Метод 2: Сделайте цепочку из скрепок, подвесив их на полюсах магнита. Подсчитайте количество скрепок в цепочке.

  • Метод 3: Измерьте минимальное расстояние, на которое магнит может притягивать скрепку, лежащую на миллиметровой бумаге.

  • Метод 4: Измерьте частоту стрелки компаса для магнитов, находящихся на одинаковом расстоянии от компаса. Чем выше частота, тем сильнее магнит.

  • Метод 5 1 : Сделайте балансировку полотна ножовки, как показано на рис. 2. Поскольку полотно ножовки стальное, оно будет притягиваться к магниту. Прикрепите магнит к концу лезвия и посмотрите, насколько далеко можно потянуть магнит, прежде чем он освободит лезвие. См. ПРИМЕЧАНИЕ на следующей странице, где представлена ​​схема устройства и предложения по калибровке шкалы в ньютонах.
  • Метод 6: Подвесьте датчик силы на опорной штанге. Повесьте скрепку на веревке, прикрепленной к крючку датчика. Обнулите датчик. Проверьте каждый магнит, позволяя ему притягивать скрепку, затем медленно разведите их в стороны, регистрируя зависимость силы от времени. Показывая каждый набор данных или прогон на графике, вы можете сравнить силу магнитов.

ВОПРОСЫ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:

1.

Сила магнита может быть измерена с использованием стандартной единицы измерения.Например, используя грузоподъемность или максимальное расстояние, на которое перемещается объект, можно использовать для сравнения силы магнитов.

2.

Обсудите, почему учащихся не интересовали размер или вес магнитов, когда они сравнивали силу магнитов. См. Ответ 8 выше.

3. На рисунке 1 показан метод оценки силы магнита. (См. Метод №2 на предыдущей странице.)
На рис. 2 показана балансировка полотна ножовочной пилы, которую можно использовать для сравнения силы магнитов. Прикрепите магнит к правому концу полотна ножовочной пилы и посмотрите, насколько далеко можно потянуть магнит, прежде чем он освободит лезвие.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Весы можно откалибровать в ньютонах, подвесив гири известного значения за конец полотна ножовочной пилы. Запишите измеренные значения на миллиметровой бумаге.

Это вид деятельности, в который входит «Инженерное проектирование.«Ожидается, что ученик разработает метод сравнения силы магнитов.

Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________

Задание 4: Где магнит сильнее всего?

Материалы, необходимые для каждой группы:

Стержневой магнит

Маленькие стальные скрепки размера № 1 (1-3 / 8 дюйма)

Магнит-подкова

Малый неодимовый магнит

1.Поднесите каждый из магнитов к стопке скрепок. Что происходит? 2. Попробуйте разные точки на магнитах. Где магнит собирает больше всего скрепок?

Где же магнит самый сильный?

3. Поддержите цепочку из нескольких скрепок в разных местах на магнитах. Найдите, где на магните можно повесить больше всего скрепок. Продолжайте отходить от концов, пока не достигнете точки, где нет притяжения. На рисунке ниже запишите количество скрепок, которые можно удерживать в каждом месте, используя соответствующее количество скрепок.

4. Отметьте крестиком изображение магнитов, указав места, где магнит наиболее силен.

5. Места, где магнит наиболее силен, называются полюсами. У каждого магнита минимум два полюса. Сколько крестиков вы разместили на каждом магните? 6. Есть ли на магните места, куда не притягиваются скрепки? __________ Где? 7. Если есть время, поэкспериментируйте с одной из других форм магнита, чтобы определить, где расположены ее полюса. Сообщите о своих выводах. Задание 4: Где магнит сильнее всего? 1 (Записки учителя)

ИДЕЯ:

Места, в которых магнит наиболее силен, называются полюсами.У каждого магнита есть как минимум два магнитных полюса.

ИНФОРМАЦИЯ О СТУДЕНТЕ:

Не требуется.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Кроме распределения лабораторных материалов, никакой специальной предварительной подготовки не требуется.

СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:

Убедитесь, что учащиеся определяют максимальное количество скрепок, которые могут быть подвешены к любой точке магнита. Обязательно используйте стальные канцелярские скрепки, а не пластиковые.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

2. Как стержневой, так и подковообразный магнит сильнее всего на концах .

3. На рисунках учащихся должно быть показано наибольшее количество скрепок, подвешенных к концам. Скрепки не должны свисать с середины любого магнита .

4. Студенты должны нарисовать X на каждом конце стержневого магнита и подковообразного магнита. Эти X показывают расположение полюсов магнита .

6. Скрепки не притягиваются к середине магнита .

7. Полюса находятся на плоских сторонах дисковых магнитов .

ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:

1.

Магнит в одних местах сильнее, в других.

2.

Места, где магнит наиболее силен, называются полюсами.

3.

Каждый магнит имеет как минимум два полюса.

4.

Полюса стержневого магнита и подковообразного магнита расположены на концах магнита.

5.

Точка на полпути между полюсами магнита не притягивает скрепки.

ВОЗМОЖНЫЕ УДЛИНЕНИЯ:

Всегда ли полюса находятся на концах магнита? Попробуйте поэкспериментировать с дисковыми, кольцевидными или цилиндрическими магнитами, чтобы определить расположение полюсов. Также попробуйте кусок магнитной ленты (аналогичный тому, который часто используется для магнитов на холодильник).Попробуйте найти полюса магнитного шарика. Они будут похожи на Магнитные полюса Земли.

Большинство магнитов имеют четкие северный и южный полюса; однако плоские магниты на холодильник изготавливаются с чередованием северного и южного полюсов на одной и той же поверхности. Вы можете проверить это, сдвинув два магнита холодильника друг за друга так, чтобы намагниченные стороны были обращены друг к другу. Магниты будут попеременно отталкиваться и притягиваться при перемещении на несколько миллиметров. Такое расположение обеспечивает практически немагнитную переднюю часть магнита (на картинке).Расположение называется массивом Хальбаха.

Подвесьте стержневой магнит, как показано выше, и спросите учащихся:

•. Почему в некоторых местах больше скрепок?

( Ответ: Магнит сильнее на полюсах. )

•. Почему средние скрепки наклонены друг к другу?

( Ответ: Концы средних канцелярских скрепок имеют противоположные полюса и, таким образом, притягиваются друг к другу.

Горячим приклеиванием маленького прозрачного компаса 2 на конце дюбеля получается хороший магнитный зонд. 3 Медленное перемещение магнитного зонда при приближении к стержневому или подковообразному магниту позволит учащимся найти самую сильную часть магнита. Стрелка компаса указывает на магнитный полюс, который является самой сильной частью магнита. Этот зонд-компас также позволит вам определять положение северного или южного полюса на немаркированном магните.

Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________

Мероприятие 5. Какой путь на север?

Необходимые материалы:

Магнит-подкова

Магниты с 2 стержнями

Нить или нить

Белая бумага 8-1 / 2 по 11

Строка (e.g., воздушный змей)

Большая скрепка (Jumbo)

Направленный компас

Неодимовый магнит

0

2

Кольцевая стойка с поперечиной

Малярная лента

Бумага с разметкой

1.Приклейте к столу лист бумаги. На бумаге укажите направления север, юг, восток и запад.

2. Согнув большую скрепку (Jumbo – 2 дюйма), сделайте держатель для стержневого магнита, как показано справа.

3. Закрепите или привяжите кусок лески или нити к держателю скрепки.

4. Повесьте леску так, чтобы магнит висел прямо над центром листа бумаги. (Магнит должен быть сбалансирован по горизонтали и свободно качаться по горизонтали).

5.Покрутите магнит на пару оборотов. Отпустите его, и когда он перестанет раскачиваться, обратите внимание на направление, в котором указывает северный полюс магнита. В каком направлении указывает северный полюс магнита? __________ южный полюс? __________

6. Сравните ориентацию вашего магнита с другими, висящими в комнате. Как они сравниваются? 7. Теперь удалите магнит и поместите направленный компас в центр листа бумаги. Убедитесь, что стержневой магнит не находится рядом с компасом. В каком направлении указывает стрелка компаса? 8.Попробуйте повернуть компас несколько раз. Всегда ли игла указывает в одном направлении? 9. Чем стрелка компаса похожа на свободно подвешенный стержневой магнит? 10. Предположим, у вас есть стержневой магнит, и отметки N и S на концах стерты. Как вы могли определить, какой конец был северным полюсом, а какой – южным? 11. Как вы думаете, почему полюса магнита называются северным и южным? 12. Проверьте оба конца подвесного магнита, приблизив неодимовый магнит. Опишите и объясните свои наблюдения.

Задание 5: Какой путь на север? ( Teacher’s Notes )

IDEA:

Конец магнита, направленный на север, называется северным полюсом магнита и обычно обозначается буквой «N.»

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ УЧАЩИХСЯ:

Студенты должны быть знакомы с терминами северный полюс и южный полюс, а также с отметками N и S на стержневом магните.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Помогите ученикам прикрепить листы бумаги с указанием направления к их рабочим столам.Используйте циркуль, чтобы убедиться, что бумага правильно выровнена.

СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:

Учащимся может потребоваться скотч, чтобы закрепить магнит на держателе скрепки. Во время упражнения обойдите вокруг, чтобы убедиться, что ученики правильно подвесили свои магниты, чтобы они находились горизонтально. Если у ваших учеников наступает перерыв, лучше настроить его, а затем попросить их выполнить другое задание, пока они ждут.

Часто стрелки компаса имеют перевернутые полюса и, таким образом, конец «N» компаса указывает на южный географический полюс.Чтобы исправить это:
1.

Медленно поднесите компас к полюсу стержневого магнита.

2.

Остановитесь на мгновение и дайте стрелке компаса успокоиться.

3.

Очень быстро переместите компас к другому концу магнита. Если вы сделаете это быстро, стрелка не успеет повернуться, и вы перевернете полюса стрелки компаса. Чем меньше и сильнее магнит, тем легче это сделать.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

5. Северный полюс магнита всегда должен указывать на север, когда он находится в состоянии покоя. Южный полюс, конечно, будет смотреть на юг .

9. Оба могут свободно вращаться и имеют северные полюса, которые всегда указывают на север .

10. Подвесьте магнит и поверните его. Что касается отдыха, то концом, указывающим на север, является северный полюс .

12. Неодимовый магнит настолько силен, что притягивает как северную, так и южную сторону обычного стержневого магнита. Таким образом, притяжение – это не тест на то, чтобы материал был магнитом. Отталкивание – это проверка того, что материал представляет собой магнит .

ТОЧКИ, КОТОРЫЕ МОЖНО ВЫДЕЛАТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:

1.

Конец свободно подвешенного магнита, направленный на север, помечен как северный полюс. Этот полюс называется «Северный полюс».Конец, указывающий на юг, помечен как «Южный полюс».

2.

Стрелка компаса – это свободно подвешенный магнит.

3.

Очень сильный магнит (например, неодимовый) притягивает обе стороны обычного магнитного стержня.

ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:

Если имеется немаркированный стержневой магнит, попросите учащихся повторить эксперимент, чтобы определить и пометить полюса N и S.Если нет немаркированного стержневого магнита, переверните или заклейте один из отмеченных стержней.

Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________

Мероприятие 6. Влияют ли магниты друг на друга?

Необходимые материалы:

2 стержневых магнита

Веревка (например, веревка для воздушного змея)

Большая скрепка (Jumbo, 2 дюйма) изогнута для удержания магнита

Карандаш №2 с магнитами-бубликами для демонстрации

1.Подвешиваем стержневой магнит горизонтально, аналогично Activity 5. Подождите, пока магнит достигнет равновесия.

2. Поднесите северный полюс второго стержневого магнита к северному полюсу подвесного стержневого магнита. Опишите, что вы наблюдаете 3. Предскажите, что, по вашему мнению, произойдет, если вы поднесете южный полюс второго магнита к северному полюсу висящего магнита.

Попробуй. Что вы заметили? Ваш прогноз оказался верным?

4. Предскажите, что, по вашему мнению, произойдет, если вы поднесете северный полюс второго магнита к южному полюсу висящего магнита?

Попробуй.Что вы заметили? Ваш прогноз оказался верным?

5. Теперь поднесите южный полюс второго стержневого магнита к южному полюсу подвесного магнита. Опишите, что вы наблюдаете 6. Что вы узнали в ходе этого эксперимента, когда полюса двух магнитов приблизились друг к другу?

Что произойдет, если соединить разные полюса двух магнитов?

7. То, что вы открыли, иногда называют законом магнитных полюсов. Постарайтесь написать краткое изложение этого закона ниже.Предположим, что у вас есть стержневой магнит, у которого нет маркированных полюсов N и S. Как вы могли бы использовать другой стержневой магнит, у которого были отмечены полюса N и S, для поиска и маркировки полюсов немаркированного магнита?

Задание 6: Влияют ли магниты друг на друга? (Записки учителя)

ИДЕЯ:

В отличие от полюсов магнитов притягиваются друг к другу, а полюсы – отталкиваются.

ИНФОРМАЦИЯ О СТУДЕНТЕ:

Студенты должны знать, что магниты имеют как северный, так и южный полюс.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Убедитесь, что полюса N и S на магнитах стержня правильно помечены.

СОВЕТЫ УПРАВЛЕНИЯ И ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Сохраните подвесные магниты от предыдущего занятия .

2. Магниты расходятся. Северные полюса отталкивают друг друга .

3. Магниты сходятся. Южный полюс одного магнита притягивает северный полюс другого магнита .

4. Полюса будут притягиваться друг к другу .

5. Полюса будут отталкивать друг друга .

6. Подобные столбики отталкиваются. В отличие от полюсов притягивают .

7. Ответы могут быть разными, но, по сути, они должны указывать на то, что одинаковые полюса магнитов отталкиваются, а разные полюса притягиваются .

8. Ответы могут быть разными. Возможный правильный ответ: поднесите северный полюс отмеченного стержневого магнита к одному концу немаркированного магнита.Если он притянут, то немаркированный конец является южным полюсом, потому что противоположные полюса притягиваются друг к другу. Если он отталкивается, то немаркированный конец является северным полюсом, потому что одинаковые полюса отталкиваются друг от друга. Сделайте то же самое на другом немаркированном конце. На самом деле, поскольку магнитные материалы притягиваются к магнитам, притяжение не является настоящим испытанием. Отталкиваться могут только магниты. Ищите отталкивание, чтобы быть уверенным .

« Attract не доказывает факт, но отталкивает принуждение». – Билл Райтц, PTRA, Огайо

ЧТО СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:

1.

Подобные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Это утверждение Закона Магнитных Полюсов.

2.

В отличие от полюсов часто называют противоположными полюсами.

ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:

Когда ваши ученики закончат лабораторную работу и поделятся своими результатами, пора спеть «Песню о магнетизме» на следующей странице.

Традиционные песни с физикой Слова: «Магнетизм» Джейн и Джима Нельсонов

Для исполнения на мелодию «Ты спишь?»

Магнетизм, Магнетизм Север и Юг, Север и Юг Противоположности притягивают, противоположности притягивают симпатии, отталкивают симпатии

Задание 6: Где же полюса? (Демонстрация)

Разместите три магнитных пончика на карандаше или дюбеле так, чтобы они были отделены друг от друга, как показано на рисунке.Покажите, что при соединении три магнита расходятся.

Задайте следующие вопросы:

1. Что вы можете сделать о расположении полюсов трех магнитов? (Одинаковые полюса должны быть обращены друг к другу.)

2. Одинаково ли исходное расстояние между магнитами?

(Два нижних магнита будут сильнее прижаты друг к другу из-за магнитного толчка от верхнего магнита из-за магнитной силы, которая равна весу верхнего магнита.)

3. Предскажите, что произойдет, если средний магнит перевернуть.

(Три магнита притянутся друг к другу и соберутся вместе).

Этот аппарат был доставлен в космос на космическом шаттле, а затем магниты были равномерно распределены. Примерно это условие можно приблизить, удерживая карандаш (дюбель) горизонтально.

4. В качестве обзора диаграмм свободного тела, старшеклассникам может быть поручено построить диаграммы свободного тела для верхнего магнита в стопке из двух магнитов-бублик.

Рассмотрим набор из двух магнитов-пончиков и силы на верхнем магните, как показано на рис. 1:

Поскольку магниты-пончики имеют одинаковую толщину, тогда

(Сила Севера Нижняя На Севере Верхняя )> (Сила Севера Нижняя на юге Верхняя )

= (Сила Севера Верхняя на юге низ )> (сила юга низ на юге верх )

A) Предположим, что (север низ – север верх ) = 8 единиц вверх 1
B)

(Север Низ – Юг Верх ) = 4 единицы вниз

C)

(Север Верх – Юг Низ ) = 4 единицы вниз

D)

(Юг Низ – Юг Верх ) = 2 единицы вверх

E)

Таким образом, сила тяжести на верхнем магните должна = 2 единицы вниз

900 91

Танцующая кукла Экспонат

Сделайте танцующую куклу экспонатом, повесив вырезанную картонную бумажную куклу на легкой веревке, как показано на схеме.Прикрепите к ее ступням горизонтальный «пол» и «спрячьте» в полу магнит-бублик. Под скрытым магнитом куклы, на подставке, отличной от железа, спрячьте еще один магнит-пончик, чтобы полюса магнитов-пончиков отталкивались. Убедитесь, что ни подставка, ни вешалка, на которой подвешена кукла, не могут двигаться относительно друг друга, а расстояние между магнитом, спрятанным в полу, прикрепленным к кукле, и магнитом, спрятанным в подставке, достаточно близко для взаимодействия, но не так близко, что они соприкасаются, когда кукла пролетает мимо.

Пусть ученики увидят, что происходит, когда они осторожно проводят куклу мимо ее подставки. Студенты могут написать свое объяснение того, как работает выставка. Если они понимают, как одинаковые полюса отталкиваются и где полюса находятся на магните-пончике, они смогут дать правильное объяснение.

Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________

Мероприятие 7. Для чего можно использовать компас?

Необходимые материалы:

Компас направления

Подковообразный магнит (опция)

Железный гвоздь длиной 4 дюйма (# 6, 20 пенни) 1

Стержневой магнит

1.Вы уже узнали, что стрелка компаса – это магнит. Обычно цветной или заостренный конец стрелки компаса является северным полюсом компаса. Другой конец стрелки компаса – южный полюс. Ваш учитель скажет вам, какая сторона класса находится на севере, чтобы вы могли убедиться, что у вашего компаса не перевернуты полюса магнита. Ваш учитель скажет вам, что делать, если ваш компас перевернут. (Переключение полюсов будет обсуждено позже.)

2. Поднесите северный полюс стрелки компаса к головке гвоздя и наблюдайте, что произойдет.Затем поднесите южный полюс стрелки компаса к шляпке гвоздя. Запишите все свои наблюдения ниже 3. Основываясь на ваших наблюдениях, считаете ли вы, что железный гвоздь действует как магнит? Почему или почему нет? 4. Как вы думаете, что произойдет, если концы стрелки компаса поднести к заостренному концу гвоздя?

Попробуйте и опишите, что происходит.

5. Как вы думаете, стрелка компаса будет вести себя так же, когда ее поднесут к концам стержневого магнита? Почему? 6. Предскажите, что произойдет, если северный полюс стрелки компаса поместить рядом с южным полюсом стержневого магнита.

Попробуйте и опишите, что на самом деле происходит.

7. Предскажите, что произойдет, когда северный полюс стрелки компаса приблизится к северному полюсу стержневого магнита.

Попробуйте и запишите, что происходит на самом деле.

8. Чем по-разному ведет себя циркуль по отношению к гвоздю и стержневому магниту? 9. Объясните простой способ использования компаса, чтобы определить, является ли объект магнитом. На схеме справа показан компас, помещенный рядом с концом стержневого магнита без маркировки. Этикетка на концах магнита.

Конец магнита, ближайший к компасу, – это северный или южный полюс?

На картинке выше попробуйте показать положение стрелки компаса, если она находится рядом с другим концом того же немаркированного стержневого магнита.

11. Попробуйте поместить компас прямо над серединой стержневого магнита. Нарисуйте положение стрелки компаса на диаграмме справа. Обязательно покажите, какой конец стрелки компаса является северным полюсом, а какой – южным.

Попытайтесь объяснить, почему стрелка компаса расположена именно так.

12. ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Попробуйте поднести стрелку компаса к концам подковообразного магнита. Игла ведет себя одинаково на каждом конце? Почему или почему нет?

Задание 7: Для чего можно использовать компас? (Записки учителя)

ИДЕЯ:

Подобные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются.

НАВЫКИ ПРОЦЕССА:

Наблюдение

Предсказание

Вывод

ИСТОРИЯ УЧАЩИХСЯ:

Студенты уже должны были быть знакомы с Законом магнитных полюсов.Студенты также должны знать, что стрелка компаса – это магнит, и уметь определять северный и южный полюса стрелки компаса.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Убедитесь, что используемые гвозди не намагничены. Убедитесь, что поблизости нет магнитов или магнитных материалов, которые могут повлиять на результаты эксперимента. Убедитесь, что цветные концы стрелок компаса действительно соответствуют северным полюсам. (Иногда полюса стрелок компаса меняются местами, особенно если они хранятся рядом с сильными постоянными магнитами.Если это произошло, погладьте компас одним концом сильного стержневого магнита, чтобы стрелка компаса изменила свое направление.) Попросите учащихся время от времени проверять компас во время занятия. Они легко меняют полярность.

Если компас намагничивается в обратном направлении, см. Направление в примечаниях учителя в упражнении 5 , чтобы поменять местами полюса стержневого магнита.

СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:

Когда ученики изучают поведение компаса возле гвоздя в первой части упражнения, убедитесь, что стержневой магнит нигде поблизости, иначе он может повлиять на стрелку компаса.Фактически, рекомендуется подождать, чтобы распределить стержневые магниты, до тех пор, пока ученики не завершат первую часть задания.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

2. Оба конца стрелки компаса притягиваются (или, по крайней мере, не отталкиваются) головкой гвоздя .

3. Нет, если бы гвоздь был магнитом, конец гвоздя отталкивал бы один конец стрелки компаса .

4. И снова оба конца иглы циркуля притягиваются к кончику гвоздя .

5. Нет, стрелка компаса будет отталкиваться или притягиваться одним полюсом магнита .

6. Северный полюс стрелки компаса будет притягиваться к южному полюсу магнита. Это потому, что одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягивают .

7. Северный полюс стрелки компаса отражается от северного полюса магнита .

8. Оба конца гвоздя притягивают северный (и южный) полюса стрелки компаса.Только один конец стержневого магнита (южный полюс) притягивает северный полюс стрелки компаса; другой конец стержневого магнита (северный полюс) отталкивает северный полюс стрелки компаса .

9. Если один конец объекта отталкивает северный полюс стрелки компаса, то объект представляет собой магнит .

10. Конец – это южный полюс, потому что он притягивает северный полюс стрелки компаса. В отличие от полюсов притягивают .

а. Северный полюс магнита притянет южный полюс компаса .

11. Стрелка компаса будет выровнена горизонтально (параллельно магниту). Северный полюс стрелки компаса будет указывать в направлении южного полюса стержневого магнита. Южный полюс иглы будет указывать в направлении северного полюса стержневого магнита. Поскольку компас находится на одинаковом расстоянии от двух полюсов стержневого магнита, оба полюса магнита одинаково притягивают противоположные полюса стрелки компаса.

12. ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Один конец подковообразного магнита (южный полюс) притягивает северный полюс стрелки компаса, а другой конец подковообразного магнита (северный полюс) отталкивает северный полюс стрелки компаса .

ТОЧКИ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:

1.

С помощью компаса можно определить, является ли объект магнитом или нет. Если какой-либо конец объекта отталкивает северный полюс компаса, то объект является магнитом. Отталкивание является окончательным. Магнитные материалы можно притягивать, не будучи магнитами.

2.

Для определения полюсов магнита можно использовать компас. Полюс, который отталкивает южный конец стрелки компаса, является южным полюсом.Полюс, который отталкивает северный полюс стрелки компаса, является северным полюсом.

ВОЗМОЖНОЕ РАСШИРЕНИЕ:

Учащиеся могут найти и рассказать об истории компаса.

Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________

Мероприятие 8: Где находятся магнитные полюса Земли?

Необходимые материалы:

Схема Земли на странице 33

Стержневой магнит

Глобус – диаметром около 12 дюймов

Маленький направленный компас (диаметр около 16 мм)

Дип-компас

Это упражнение под руководством учителя при эффективном проведении позволяет ученикам «обнаружить» магнитный полюс Земли, расположенной в северном полушарии, на самом деле является южным магнитным полюсом, а магнитный полюс Земли в южном полушарии – северным магнитным полюсом.

1. Перед выполнением упражнения проверьте каждый компас, чтобы убедиться, что его полюса не перевернуты. Цветной конец стрелки компаса должен указывать на южный полюс стержневого магнита.

2. Раздайте каждой группе студентов схему Земли, стержневой магнит и небольшой компас (диаметром около 16 мм). Убедитесь, что ученики осознают, что цветной конец стрелки компаса указывает на север. Обсудите идею о том, что Земля ведет себя как гигантский магнит.Обратите внимание на то, что магнитные полюса «земного магнита» расположены близко, но не в одном и том же месте с географическими полюсами Земли, и именно поэтому контур магнита на их диаграмме Земли искажен.

3. Попросите каждую группу поместить стержневой магнит и его компас в места, обозначенные для них на схеме Земли. Попросите каждую группу проверить стрелку компаса, чтобы увидеть, указывает ли цветной конец в целом на магнитный полюс Земли в Северном полушарии.(Большинство обнаружит, что это не так; вместо этого цветная стрелка указывает на южное полушарие Земли. Это потому, что они сориентировали стержневой магнит так, чтобы его северный полюс находился рядом с географическим Северным полюсом Земли.)

4. Напряжение на ученики, которых мы ЗНАЕМ, что цветной конец стрелки компаса указывает на север. Попросите их найти способ заставить стрелку компаса вести себя так, как мы знаем. Большинство студентов скоро обнаружат, что это можно сделать, изменив положение стержневого магнита на обратное, так чтобы северный полюс стержневого магнита находился в южном полушарии Земли!

5.Обсудите представление о том, что Северный магнитный полюс Земли на самом деле расположен в Южном полушарии (на Земле Уилкса в Антарктике) примерно в 1400 милях от географического Южного полюса. И наоборот, Южный магнитный полюс Земли расположен недалеко от острова Батерст на севере Канады, примерно в 1400 милях от географического Северного полюса.

Задание 8: Где находятся магнитные полюса Земли? ( Заметки учителя)

Задание 8: Стрелка компаса указывает на магнитный север (демонстрация и обсуждение)

В этой демонстрации используются прозрачные пленки, чтобы показать, что северный полюс стрелки компаса указывает на магнитный, а не географический полюс Земля.Его также можно использовать, чтобы помочь учащимся научиться правильно читать компас. (Вы будете удивлены количеством людей, которые не знают, что вы должны вращать основание компаса до тех пор, пока метка N не окажется под цветной половиной стрелки!) Обычно северный полюс компаса отмечен или цветные.

Навигаторы используют термин «магнитный север», когда они ссылаются на расположение магнитного полюса, расположенного в северном полушарии. Помните, что магнитный полюс, расположенный в северном полушарии, на самом деле является южным магнитным полюсом.

Стрелка компаса указывает на магнитный север 3

Пример:

Если вы находитесь в Нью-Йорке, то магнитный север находится на 10 ° западнее географического севера.

Перепечатано / адаптировано с разрешения журнала The Science Teacher , журнала для преподавателей естественных наук, издаваемого Национальной ассоциацией преподавателей естественных наук (www.nsta.org)

МАГНИТНЫЕ БАКТЕРИИ

Объединение различных областей науки наука

Джейн Брей Нельсон и Джим Нельсон

Все организмы реагируют на окружающую среду.Мы классифицируем каждую реакцию (такси) по типу стимулов, которые ее вызывают. Например, хемотаксис – это реакция на химические вещества, фототаксис – это реакция на свет, а тигмотаксис – это реакция на давление или прикосновение.

Редкое, но интересное такси – это реакция некоторых организмов на магнетизм, или, в частности, на магнитное поле Земли. Способность следовать линиям магнитного поля была открыта только относительно недавно у таких разнообразных организмов, как птицы, пчелы, дельфины и бабочки.Магнитотаксическая группа, которая идеально подходит для изучения в средних классах, – это магнитные бактерии.

Хотя бактерии являются одними из самых простых организмов, их генетика и способность развиваться в различных условиях делают их идеальными объектами для исследований канцерогенов и мутагенов. В контролируемых условиях в классе эти организмы могут стать ценным дополнением к вашему классу.

Фотография ниже слева показывает магнитные бактерии в обычной среде, а фотография справа показывает их в магнитном поле.

ЗЕМЛЯ КАК МАГНИТ

С древних времен было известно, что некоторые материалы могут подстраиваться под магнитные поля, когда они находятся в свободном подвешенном состоянии. Магниты управляли исследователями задолго до того, как магнетизм был объяснен Уильямом Гилбертом в 1600 году.

Стрелки компаса подвешены, поэтому они могут свободно вращаться. Если вы присмотритесь, вы заметите, что игла наклонена так, что один конец указывает ниже, чем другой. Эта конструктивная особенность компенсирует угол между магнитным полем Земли и поверхностью Земли (впервые измеренный в 1590 году Робертом Норманом, который изобрел «игольчатый компас»).На рисунке 1 показан угол падения компаса, который увеличивается с широтой (от 0 ° на экваторе до 90 ° на магнитном полюсе Земли). Направление магнитного поля произвольно определяется как направление, в котором магнитный полюс, направленный на север. компаса. Таким образом, ядро ​​Земли соответствует магниту с магнитным «южным» полюсом около северного географического полюса планеты (см. Рисунок 2).

ПРИВЛЕКАТЕЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ

В 1975 году Ричард Блейкмор (аспирант микробиологии Массачусетского университета в Амхерсте) изучал бактерии в грязи солоноватых болот.Он отметил, что бактерии, казалось, мигрировали в одном определенном направлении и накапливались вдоль одного края культуры висячей капли. Он использовал освещение темного поля (метод, который заставляет прозрачные организмы мерцать и преломлять свет), чтобы сделать живые бактерии видимыми в культуре. Сначала он подумал, что наблюдаемое им явление было фототаксисом, и что организмы реагировали на свет микроскопа или комнаты. Но когда он накрыл микроскоп или передвинул его, произошла такая же преимущественная миграция.Было очевидно, что бактерии реагируют на географию, а не на лабораторную среду.

В конце концов, Блейкмор поднес стержневой магнит к капельной культуре, содержащей бактерии. Он был рад отметить, что они всегда плыли к южному полюсу магнитного поля (конец, который притягивает «северный» конец компаса). Если перевернуть магнит, бактерии мигрируют в противоположном направлении.

Адрианус Калмийн присоединился к изучению магнитных бактерий, изучая поведение организмов в полях, которые приблизительно равны силе поля Земли – примерно один гаусс или 10 -4 тесла.Калмийн добился этого, используя катушки Гельмгольца для создания однородного магнитного поля вокруг микроскопа, пока он наблюдал за организмами (см. Рис. 3). Катушки Гельмгольца – это две электрические катушки, разделенные расстоянием, равным радиусу одной из катушек, расположение, которое создает почти однородное магнитное поле в области между катушками. Сила в катушке контролируется изменением величины и направления электрического тока, а общее поле определяется путем вычисления векторной суммы магнитного поля катушки и магнитного поля Земли.

Калмийн обнаружил, что если магнитное поле, создаваемое катушкой Гельмгольца, было больше, чем горизонтальная составляющая поля планеты, бактерии плавали в направлении поля, создаваемого катушкой. Однако, если поле катушки было изменено на противоположное, миграция бактерий также изменилась. Организмы действительно смогли сделать разворот и следовать за внешним магнитным полем, что является исключительно сильной реакцией, учитывая, что движения бактерий контролируются жгутиками и в значительной степени случайны.Даже когда магнитотаксические бактерии были убиты, их клетки оставались выровненными с магнитным полем, а их направление менялось на противоположное, когда поле менялось, что позволяет предположить, что реакция была пассивной функцией структуры их клеток или капсул.

С момента открытия Блейкмора было обнаружено более 12 морфологически различных типов магнитных бактерий: кокки, бациллы и спириллы как в пресной, так и в соленой воде. Чтобы определить механизм, вызвавший реакцию, Блейкмор и исследователь из Университета Иллинойса Ральф Вулф выделили и культивировали вид под названием Aqnaspirillum magnetotacticum .Эта бактерия имеет жгутики на каждом конце и непрозрачную цепочку, идущую параллельно оси клетки. С момента их работы было обнаружено, что все магнитотаксические бактерии содержат такую ​​цепь в своей цитоплазме. Звенья цепи называются магнитосомами и, кажется, заключены в оболочку, прилегающую к клеточной мембране. Оболочка, кажется, удерживает магнитосомы в постоянной ориентации относительно клеточной стенки бактерии. Рентгеновские эмиссионные исследования показали, что магнитосомы содержат железо.

Чтобы определить, является ли железо решающим для реакции организма, Блейкмор и Вулф вырастили бактерии в культуре без железа. Ответ исчез. Дальнейшие эксперименты показали, что для создания магнитосом бактериям требовалась среда, содержащая приблизительно 1,0 мг железа на литр раствора в легкодоступной форме (растворимый органический комплекс). Мёссбауэровская спектроскопия показывает, что большая часть железа, обнаруженного в органеллах, находится в форме, подобной магнетиту, Fe 3 O 4 .

ПОЧЕМУ МАГНИТНЫЙ ОТВЕТ?

Биологи ищут эволюционные преимущества в строении живых организмов. Почему магнитные бактерии эволюционировали? Один ключ к разгадке, кажется, исходит из наблюдения, что все виды, обнаруженные до сих пор, были анаэробными; они не нуждаются в кислороде и обычно хорошо себя чувствуют в его отсутствие. Если это правда, то мигрирующие вниз бактерии будут иметь больше шансов на выживание в болотах, болотах или илистых равнинах. Это объяснение кажется верным для северных областей, но поскольку «угол падения» магнитного поля планеты уменьшается по мере приближения к экватору, связь между глубиной и доступностью кислорода становится менее очевидной.Магнитные бактерии, собранные в Бразилии около экватора, похоже, беспорядочно (50:50) ищут север и юг.

Если теория верна, то магнитные бактерии, которые эволюционировали в южном полушарии, должны мигрировать в направлении, противоположном тем, которые развиваются в северном полушарии. Чтобы проверить эту теорию, Блейкмор и Калмийн отправились в Новую Зеландию и Тасманию в 1981 году для сбора бактерий. Эти места были выбраны потому, что они находятся на таком же расстоянии от экватора, что и Массачусетс, и имеют схожий климат.Они обнаружили, что собранные там бактерии действительно мигрировали против силовых линий магнитного поля, чтобы создать более анаэробную среду. Кажется очевидным, что магнитотаксис предотвращает «случайную» миграцию анаэробных почвенных бактерий вверх к токсичному кислороду.

Эксперименты также показали, что стремящиеся к северу и югу бактерии могут менять свою магнитную ориентацию под действием сильных обратных полей. При приложении сильных импульсов магнетизма бактерии постоянно меняют свою ориентацию.Также было возможно размагнитить бактерии на полях, которые постепенно увеличиваются до примерно 1000 гаусс. В этой среде новые бактерии примерно на 50% стремятся к северу и на 50% – к югу. Эти результаты предполагают, что тактическая реакция не является истинно поведенческой, но связана со структурой и ориентацией железа в магнитосомах.

Поскольку бактерии размножаются очень быстро, легко продемонстрировать влияние естественного отбора на магнитотаксические реакции.В эксперименте с магнитными бактериями, ищущими север, полюс был перевернут. За шесть дней численность бактерий, стремящихся к югу, увеличилась. А за восемь недель полярность населения полностью изменилась. Способность развиваться в ответ на изменение полей могла быть преимуществом в прошлом, поскольку полярность Земли периодически менялась.

ИССЛЕДОВАНИЯ В КЛАССЕ

В классах биологии или физики, где учащихся обучают правильным асептическим методам изучения бактерий, эксперименты с магнитными бактериями могут обеспечить увлекательную связь между двумя науками, которые часто преподаются отдельно в средних школах.С помощью фазово-контрастного микроскопа или микроскопа, создающего темнопольное освещение, можно наблюдать миграцию магнитных бактерий. (Если в вашей школе нет такого оборудования, вы можете получить ссуду в университете или местной лаборатории.)

В качестве альтернативы учащиеся могут собирать пробы прудовой воды, отложений и грязи с разных участков водно-болотных угодий. и образец магнитных бактерий в разных частях пруда. Также можно взять образец лабораторной культуры, чтобы определить, произошла ли миграция бактерий различных видов.

Магнитотаксис предотвращает «случайную» миграцию анаэробных почвенных бактерий вверх к токсичному кислороду .

При сборе воды из пруда ученики должны брать и отстой, и воду. Чтобы просмотреть образцы, собранные в северном полушарии, ученики должны сфокусировать фазово-контрастный микроскоп на северном крае капли, поскольку именно там собираются магнитные бактерии. Капли образца могут содержаться в уплотнительном кольце, приваренном к предметному стеклу и покровному стеклу с вазелином (см. Рисунок 4).Если количество бактерий слишком мало для идентификации, культуры можно хранить в теплом темном месте в течение нескольких дней. После идентификации магнитотаксических бактерий можно разместить небольшой стержневой магнит так, чтобы южный полюс (полюс, притягивающий стрелки компаса, указывающие на север) был близко к южному краю образца. Если присутствуют магнитные бактерии, они будут мигрировать к магниту. Студенты, прошедшие некоторое обучение асептическим методам и методам работы с микроскопом, а также отбору проб населения, могут попытаться исследовать следующие проблемы с использованием культур магнитотаксических организмов:
1)

Может ли культура ищущих север бактерий стать ищущей юг? Направьте южный полюс магнита на дно неглубокой культуры (лучшая среда для анаэробных почвенных бактерий) и каждые несколько дней отбирайте образцы культуры.

2)

Измерьте скорость движения бактерий в зависимости от силы магнитного поля. Это пассивная или активная миграция? (Могут ли бактерии двигаться с помощью жгутиков в определенном направлении?)

3)

Может ли магнитотаксис со временем исчезнуть? Нейтрализуйте полярность Земли вокруг культуры, сориентируя катушку Гельмгольца с полем в один гаусс так, чтобы сумма ее вектора и вектора планеты была равна нулю.

4)

Могут ли магнетобактерии использовать железо в различных формах (ионах)? Меняется ли минимальная концентрация, необходимая для образования магнитосом, в зависимости от формы минерала?

5)

Связана ли реакция бактерии с температурой?

СВЯЗАТЬ ВМЕСТЕ

Хотя наука часто преподается как отдельные дисциплины (например, биология, химия и физика), изоляционизм профессиональных ученых становится все более невозможным.Загадка магнитных бактерий иллюстрирует не только научный метод, но и важную идею о том, что современная наука является междисциплинарной. Хотя Блейкмор интересовался микробиологией, его исследования привели его в области, наиболее часто связанные с химией и физикой. Возможно, учебная программа по естествознанию, которую мы используем сегодня, должна включать больше междисциплинарных проблем.

Джейн Брэй Нельсон – учитель в средней школе университета, 11501 Eastwood Dr.Амелия Стрит, Орландо, Флорида 32801 .

ПРИМЕЧАНИЕ

Эта статья основана на презентации Ричарда Б. Франкеля из Политехнического государственного университета Калифорнии, Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, во время Физического института Фонда Вудро Вильсона в Принстонском университете в июле 1988 года.

Имя (s): __________ Дата: __________ Период: __________

Задание 11: Как сделать магнит? (Примечания учителя)

ИДЕЯ:

Стальную иглу можно превратить в магнит, поглаживая сталь постоянным магнитом.Поглаживание приводит к тому, что домены имеют одинаковую магнитную ориентацию. Намагниченную стрелку можно использовать для изготовления компаса.

НАВЫКИ ПРОЦЕССА:

Наблюдение

Вывод

Прогнозирование

Идентификация и контроль переменных

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ:

В начале упражнения убедитесь, что иглы немагнитны. Нагревание их на горячей плите приведет к рандомизации доменов. Подойдут иглы для штопки (или любая длинная игла).

СОВЕТЫ РУКОВОДИТЕЛЮ:

Предупредите учащихся об иглах.Выпрямленную скрепку или финишный гвоздь можно заменить иглой. Пластиковую фишку для игры в покер можно использовать, чтобы удерживать иглу в воздухе. Ребристость по краю препятствует скатыванию иглы. Имейте в виду, что у учащихся могут быть предубеждения относительно выполнения аналогичной деятельности. Диаметр емкости с водой должен быть больше 10 см, чтобы игла с меньшей вероятностью ударилась о стенки емкости. Подойдет пластиковая крышка для кофейной чашки.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

2. Игла останавливается в одном направлении – выстраивается в направлении север-юг. Глаз указывает на юг .

8. Чтобы игла могла двигаться свободно .

9. Это заставляет магнитные домены в игле выстраиваться в одну линию и указывать в одном направлении. Это заставляет иглу вести себя как магнит .

10. Трение иглы сильным магнитом-стержнем выравнивает магнитные домены в игле. Конец иглы, на котором удаляется магнит, становится противоположным полюсом.Например, если протереть иглу от точки до ушка северным полюсом, ушко станет южным концом иглы.

11. Глаз. Северный полюс магнита должен образовывать южный полюс в острие иглы.

ТОЧКА, КОТОРАЯ МОЖЕТ ПОДЧЕРКНУТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:

Стальная игла состоит из «крошечных магнитов» или магнитных доменов.

РЕЗЮМЕ ОБСУЖДЕНИЯ:

У каждого домена есть северный и южный полюс. Но полюса не выровнены по порядку, и поэтому игла не действует как магнит.

В этом упражнении, поглаживая объект северным полюсом магнита, магнит притягивает противоположные полюса магнитных доменов в игле и заставляет их выровняться своими полюсами в одном направлении.

Если северный полюс магнита выходит из иглы в игольном ушке, этот конец иглы будет южным магнитным полюсом. Острие стрелки будет северным магнитным полюсом и будет указывать на географический северный полюс, поскольку это южный магнитный конец Земли.

ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:

1.

Попросите учащихся идентифицировать объект в направлении, указанном стрелкой. Попробуйте отклонить иглу и посмотрите, вернется ли игла к объекту. Затем возьмите емкость и медленно развернитесь. Посмотрите, продолжает ли игла указывать в том же направлении.

2.

Это упражнение можно выполнять с различными предметами, такими как скрепки, гвозди, старые металлические пилы, кусочки часовой пружины, вязальные спицы и другие.Студенты могут попробовать их в расширении. Вместо того, чтобы плавать металл в воде, проверьте магнит с помощью компаса или поднимите железные опилки или скрепки.

3.

После этого задания предложите студентам сделать трехполюсный магнит. Некоторые промышленные магниты имеют несколько полюсов. Например, некоторые бензонасосы имеют диск с 50 полюсами на краю диска. Бензонасос делает 20 оборотов для выдачи одного галлона бензина. Двадцать оборотов с 50 полюсами на оборот означают 1000 проходов датчика и позволяют отображать точность в одну тысячную галлона.

Имя (имена): __________ Дата: __________ Период: __________

Задание 12: Как «разобрать» магнит? [Примечания учителя)

ИДЕЯ:

Нагревание или удары молотком приведут к потере магнита магнита.

НАВЫКИ ПРОЦЕССА:

Наблюдение

Общение

Вывод

Гипотеза

ИСТОРИЯ УЧАЩИХСЯ:

Студенты должны быть знакомы с концепцией магнитных доменов.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА:

Практикуйтесь перед демонстрацией в классе.

СОВЕТЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ:

Источник тепла должен быть очень горячим. Свеча не даст достаточно тепла. Поскольку атомы твердых тел обычно не меняют своего положения, требуется высокая температура, чтобы разрушить магнетизм постоянного магнита. Некоторые конфорки будут работать, если они станут достаточно горячими. Для железного магнита необходима температура выше 770 ° C (1043 ° F). При нагревании докрасна железо не будет притягиваться к сильному магниту.

Осторожно: Обязательно используйте горячую подушку для удержания плоскогубцев .

Попробуйте нагреть магнит при различных температурах в духовке и протестируйте магнит, пока он горячий, а также после того, как он остынет. Возможно, действительно удастся увеличить магнетизм (перегруппировку молекул) при таких низких температурах.

В целях безопасности это упражнение может быть выполнено в виде демонстрации для учителей или учащихся.

ОТВЕТЫ НА НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ:

8. Джостлинг перестраивает выровненные молекулы так, что магнетизм уменьшается .

9. Не ронять, не ударяться и т. Д. .

ЧТО СЛЕДУЕТ ВЫДЕЛИТЬ В ОБЩЕМ ОБСУЖДЕНИИ:

Нагревание вызывает повышенное перемещение магнитных доменов в ногте. Полюса доменов внутри гвоздя рассыпаются, и гвоздь теряет свой магнетизм. Удары молотком сдавливают домены таким образом, что они не совпадают, и гвоздь теряет свой магнетизм.

ВОЗМОЖНЫЕ РАСШИРЕНИЯ:

Попробуйте нагреть и / или встряхнуть постоянный стержневой магнит, чтобы увидеть, не уменьшился ли его магнетизм или нет.

Попросите учащихся сравнить этот результат с тем, что они обнаружили, встряхивая пробирку с железными опилками на этапе 9, Задание 10.

Связанная история о размагничивании кораблей во время Второй мировой войны

Во время Второй мировой войны магнитный переключатель активировал несколько мин, размещенных под водой. Когда корабли строились в сухом доке, клепка постоянно сотрясала стальной корпус корабля, и магнитные домены имели тенденцию выравниваться с магнитным полем Земли.Когда корабль проходит над миной, магнитный переключатель активирует мину и повреждает корабль. Чтобы предотвратить это, корабли были «размагничены». Обертывание корабля проводом, пропускающим переменный ток, было методом, используемым для размагничивания кораблей. Первоначально ток был большим и постепенно уменьшался, в результате чего магнитные домены в стальном корпусе корабля зашевелились. Корабль по-прежнему был сделан из магнитного материала, но не был магнитом.

Это можно продемонстрировать, поместив намагниченный гвоздь внутрь соленоида с воздушным сердечником.Подключите соленоид к источнику переменного тока переменного тока (например, Variac). Убедитесь, что у соленоида достаточно обмоток, чтобы выдерживать напряжение 120 В в течение как минимум нескольких секунд без перегрева. Увеличьте напряжение примерно до 20 вольт или до тех пор, пока гвоздь в соленоиде не начнет стучать, а затем очень постепенно уменьшайте ток. Гвоздь размагнитится.

Информация:

Температура Кюри для железа = 770 Цельсия

Температура Кюри для кобальта = 1100 Цельсия

Температура Кюри для никеля = 360 Цельсия

Метан (например,g., в горелке Бунзена) температура горения = около 1950 по Цельсию

Температура горения пропана (например, пропановой горелки) = около 2000 по Цельсию

1. Канадские никели, произведенные до 1981 года, имеют больше никеля, чем в новых монетах, поэтому они больше притягиваются к магниту.

1. Рисунок 2 и метод, предложенный Дэвидом Тейлором, PTRA, KY.

1. Это действие было просмотрено Дэйвом МакКэчреном, PTRA, PA

2. См. Sargent-Welch WLS1762-46 Двусторонний прозрачный компас

3. Предложено Дейлом Фриландом, PTRA, MI

1. Значения этих сил зависят от размера и расстояния между магнитами пончика . Приведены произвольные значения.

1. Гвоздь необходимо размагнитить. Инструкции по размагничиванию см. В мероприятии 12.

1. Ссылка на 18.07.2012

2. Ссылка на 18.07.2012

3. Карта из Operation Physics manual on Magnetism

1. Примечание : Чтобы быть уверенным, какой конец изначально является северным полюсом; мы предлагаем, чтобы один ученик держал проволоку за оба конца, а другой учащийся разрезал проволоку.

1. Дно чашки из пенополистирола создает отличную плавучесть.

1. Диаграмма из руководства «Операционная физика по магнетизму».

2. Диаграмма из руководства «Операционная физика по магнетизму».

Руководство по проектированию постоянных магнитов | Рекомендации по проектированию магнитов

Соображения по проектированию, конструированию и производству магнитов

1.0 Введение

Магниты являются важной частью нашей повседневной жизни, выступая в качестве основных компонентов во всем: от электродвигателей, громкоговорителей, компьютеров, проигрывателей компакт-дисков, микроволновых печей и семейного автомобиля до контрольно-измерительных приборов, производственного оборудования и исследований. Их вклад часто упускается из виду, потому что они встроены в устройства и обычно находятся вне поля зрения.

Магниты действуют как преобразователи, преобразуя энергию из одной формы в другую без постоянной потери собственной энергии. Общие категории функций постоянного магнита:

  1. от механического к механическому – притяжение и отталкивание. Примеры применений, в которых это используется, – магнитные сепараторы, удерживающие устройства, магнитные приводы крутящего момента и магнитные подшипники.
  2. Mechanical to Electrical – преобразование движения в электрическую энергию.Примеры приложений – генераторы, магнето и микрофоны.
  3. От электрического к механическому – преобразование электрической энергии в движение. Примеры приложений: двигатели, измерители, реле, исполнительные механизмы, громкоговорители и устройство отклонения заряженных частиц, лампы бегущей волны, ионные насосы и циклотроны.
  4. Mechanical to Heat – преобразование движения в тепловую энергию. Примером применения являются вихретоковые нагреватели.
  5. Специальные эффекты – например, сопротивление магнето, устройства на эффекте Холла и магнитный резонанс.

В следующих разделах дается краткое представление о конструкции и применении технических постоянных магнитов. Команда разработчиков и инженеров Integrated Magnetics будет рада помочь вам в дальнейшем в ваших приложениях, связаться с нами или отправить нам запрос ценового предложения и сообщить, чем мы можем помочь.

2.0 Современные магнитные материалы

Существует четыре класса современных выпускаемых на рынок магнитов, каждый в зависимости от состава материала. В каждом классе есть группа марок со своими магнитными свойствами.Эти общие классы:

  1. Неодим Железо Бор
  2. Самарий Кобальт
  3. Керамика
  4. Алнико

NdFeB и SmCo вместе известны как редкоземельные магниты, потому что оба они состоят из материалов группы редкоземельных элементов.

  • Неодим Железо Бор (общий состав Nd 2 Fe 14 B, часто сокращенно NdFeB) является самым последним коммерческим дополнением к семейству современных магнитных материалов.При комнатной температуре магниты из NdFeB демонстрируют самые высокие свойства из всех магнитных материалов.
  • Samarium Cobalt производится в двух составах: Sm 1 Co 5 и Sm 2 Co 17 – часто называемые типами SmCo 1: 5 или SmCo 2:17. Типы 2:17 с более высокими значениями H ci обладают большей внутренней стабильностью, чем типы 1: 5.
  • Феррит
  • , также известный как керамические магниты (общий состав BaFe 2 O 3 или SrFe 2 O 3 ), продается с 1950-х годов и продолжает широко использоваться сегодня из-за их низкой стоимости.Особой формой ферритового магнита является «гибкий» материал, полученный путем связывания ферритового порошка в гибкую связку.
  • Магниты Alnico (общий состав Al-Ni-Co) были коммерциализированы в 1930-х годах и широко используются до сих пор.

Эти материалы обладают целым рядом свойств, которые подходят для самых разных областей применения. Нижеследующее предназначено для того, чтобы дать широкий, но практический обзор факторов, которые необходимо учитывать при выборе подходящего материала, марки, формы и размера магнита для конкретного применения.В таблице ниже показаны типичные значения основных характеристик для выбранных марок различных материалов для сравнения. Эти значения будут подробно обсуждаться в следующих разделах. (верх)

Таблица 2.1. Сравнение материалов магнитов

Материал

Марка Br Hc Hci BHmax Tмакс (° C) *

NdFeB

39H 12 800 12 300 21 000 40 150

SmCo

26 10 500 9 200 10 000 26 300

NdFeB

B10N 6,800 5,780 10 300 10 150

Алнико

5 12 500 640 640 5.5 540

Феррит

8 3 900 3 200 3,250 3,5 300

Гибкий

1 1,600 1,370 1,380 0,6 100

* T max (максимальная практическая рабочая температура) только для справки.Максимальная практическая рабочая температура любого магнита зависит от схемы, в которой он работает.

3,0 Единицы измерения

Распространены три системы единиц измерения: система СИ (сантиметр, грамм, секунда), система СИ (метр, килограмм, секунда) и английская (дюйм, фунт, секунда). Здесь мы использовали систему cgs для магнитных единиц, если не указано иное. (верх)

Таблица 3.1 Единицы измерения Системы

Единица Символ cgs Система Система SI Английская система

Флюс

Φ Максвелл Вебер Максвелл

Плотность потока

B гаусс тесла линий / дюйм 2

Магнитодвижущая сила

F гилберт ампер оборот ампер оборот

Сила намагничивания

H Эрстед Ампер-виток / м ампер витков / дюйм

Длина

L см м в

Проницаемость вакуума

µ v 1 0.4π x 10 -6 3,192

Таблица 3.2 Коэффициенты пересчета

Умножить

по Получить

дюймов

2,54 см

линий / дюйм 2

0.155 гаусс

линий / дюйм 2

1,55 x 10 -5 тесла

гаусс

6,45 линий / дюйм 2

гаусс

0 -4 тесла

гильберт

0.79577 ампер витков

эрстед

79,577 Ампер-виток / м

ампер-витков

0,4π гильберт

ампер-витков / дюйм

0,495 эрстед

ампер-витков / дюйм

39.37 Ампер-виток / м

мега гаусс эрстед

7.
килоджоулей / м 3

Щелкните здесь, чтобы просмотреть интерактивную версию этой таблицы преобразования.

4.0 Рекомендации по проектированию

Основные проблемы конструкции постоянных магнитов вращаются вокруг оценки распределения магнитного потока в магнитной цепи, которая может включать постоянные магниты, воздушные зазоры, проводящие элементы с высокой проницаемостью и электрические токи.Точные решения для магнитных полей требуют сложного анализа многих факторов, хотя приближенные решения возможны на основе некоторых упрощающих предположений. Получение оптимальной конструкции магнита часто требует опыта и компромиссов. (верх)

4.1 Анализ методом конечных элементов

Программы моделирования

Finite Element Analysis (FEA) используются для анализа магнитных проблем, чтобы прийти к более точным решениям, которые затем могут быть протестированы и адаптированы к прототипу магнитной структуры.Используя модели FEA, можно рассчитать плотности потока, крутящие моменты и силы. Результаты могут быть выведены в различных формах, включая графики векторных магнитных потенциалов, карты плотности потока и графики пути потока. Команда разработчиков и инженеров Integrated Magnetics имеет обширный опыт работы со многими типами магнитных конструкций и может помочь в разработке и исполнении моделей FEA. Чтобы узнать больше, посетите нашу страницу анализа методом конечных элементов. (верх)

4.2 Кривая B-H

Основой конструкции магнита является кривая B-H или петля гистерезиса, которая характеризует каждый материал магнита.Эта кривая описывает циклическую смену магнита в замкнутой цепи, когда он доводится до насыщения, размагничивается, насыщается в противоположном направлении, а затем снова размагничивается под действием внешнего магнитного поля.

Второй квадрант кривой B-H, обычно называемый «кривой размагничивания», описывает условия, при которых постоянные магниты используются на практике. Постоянный магнит будет иметь уникальную статическую рабочую точку, если размеры воздушного зазора фиксированы и если любые соседние поля поддерживаются постоянными.В противном случае рабочая точка будет перемещаться по кривой размагничивания, способ которой должен быть учтен при проектировании устройства.

Три наиболее важных характеристики кривой BH – это точки, в которых она пересекает оси B и H (при B r – остаточная индукция – и H c – коэрцитивная сила – соответственно), и точка при которые произведение B и H являются максимальными (BH max – максимальное энергетическое произведение). B r представляет собой максимальный магнитный поток, который магнит может создать в условиях замкнутой цепи.В реальной полезной работе постоянные магниты могут только приблизиться к этой точке. H c представляет собой точку, в которой магнит размагничивается под действием внешнего магнитного поля. BH max представляет собой точку, в которой произведение B и H на плотность энергии магнитного поля в воздушном зазоре, окружающем магнит, является максимальным. Чем выше это произведение, тем меньше должен быть объем магнита. При проектировании следует также учитывать изменение кривой B-H в зависимости от температуры.Этот эффект более подробно рассматривается в разделе «Стабильность постоянного магнита». (верх)

При построении кривой B-H значение B получается путем измерения общего потока в магните (φ) и последующего деления его на площадь полюса магнита (A) для получения плотности потока (B = φ / A). Общий поток складывается из потока, создаваемого в магните намагничивающим полем (H), и собственной способности материала магнита создавать больший поток из-за ориентации доменов.Таким образом, магнитная индукция магнита состоит из двух компонентов, одна из которых равна приложенной H, а другая создается внутренней способностью ферромагнитных материалов создавать магнитный поток. Собственная магнитная индукция обозначается символом B i , где общий поток B = H + B i , или, B i = B – H. В нормальных рабочих условиях внешнее намагничивающее поле отсутствует, и магнит работает во втором квадранте, где H имеет отрицательное значение. Хотя это строго отрицательное число, H обычно называют положительным числом, и поэтому в обычной практике B i = B + H.Можно построить как внутреннюю, так и нормальную кривую B-H. Точка, в которой собственная кривая пересекает ось H, представляет собой внутреннюю коэрцитивную силу и обозначается символом H c i . Высокие значения H c и являются показателем стабильности материала магнита. Нормальная кривая может быть получена из внутренней кривой и наоборот. На практике, если магнит работает в статическом режиме без внешних полей, нормальной кривой будет достаточно для целей проектирования.При наличии внешних полей нормальная и внутренняя кривые используются для определения изменений внутренних свойств материала. (верх)

4.3 Расчет магнита

При отсутствии возбуждения катушки длину магнита и площадь полюса можно определить по следующим уравнениям:

Уравнение 1
и

Уравнение 2
где:

  • B м = плотность потока в рабочей точке ,
  • H м = сила намагничивания в рабочей точке ,
  • A г = площадь воздушного зазора ,
  • L г = длина воздушного зазора ,
  • B г = плотность потока зазора ,
  • A м = площадь полюса магнита ,
  • L м = длина магнита .

Комбинируя два уравнения, коэффициент проницаемости P c можно определить следующим образом:

Уравнение 3

Строго,

, где µ – проницаемость среды, а k – коэффициент, учитывающий утечку и сопротивление, которые зависят от геометрии и состава магнитной цепи.

(коэффициент внутренней проницаемости P ci = B i / H.Поскольку нормальный коэффициент проницаемости P c = B / H, а B = H + B i , P c = (H + B i ) / H или P c = 1 + B i / Н. Несмотря на то, что значение H во втором квадранте на самом деле отрицательное, H обычно называют положительным числом. Принимая во внимание это соглашение, P c = 1 – B i / H или B i / H = P ci = P c + 1. Другими словами, коэффициент внутренней проницаемости равен к нормальному коэффициенту проницаемости плюс 1.Это полезное соотношение при работе с магнитными системами, которые связаны с наличием внешних полей.) (вверху)

Коэффициент проницаемости – это полезное соотношение первого порядка, помогающее указать на подходящий материал магнита и приблизительные размеры магнита. Цель хорошей конструкции магнита обычно состоит в том, чтобы минимизировать требуемый объем материала магнита за счет работы магнита на BH max . Коэффициент проницаемости, при котором встречается BH max , указан в таблицах свойств материалов. (верх)

Мы можем сравнить различные магнитные материалы по общим характеристикам, используя уравнение 3 выше.

Учтите, что в данном воздушном зазоре требуется определенное поле, поэтому известны параметры B g , H g (сила намагничивания воздушного зазора), A g и L g .

  • Alnico 5 обладает способностью обеспечивать очень высокие уровни плотности магнитного потока B м , что часто желательно в электромеханических устройствах с высокими рабочими характеристиками.Однако это сопровождается низкой коэрцитивной силой H м , и поэтому потребуется немалая длина магнита.
  • Alnico 8 работает при более высокой силе намагничивания, H м , для чего требуется меньшая длина L м , но даст меньшее значение B м и, следовательно, потребуется большая площадь магнита A м .
  • Материалы
  • из редкоземельных металлов предлагают от разумных до высоких значений плотности потока при очень высоких значениях силы намагничивания. Следовательно, необходимы очень короткие магниты, и требуемый объем этого материала будет небольшим.
  • Феррит
  • работает при относительно низких плотностях магнитного потока, и поэтому ему потребуется соответственно большая площадь поверхности полюса, A м .

Метод коэффициента проницаемости с использованием кривых размагничивания позволяет первоначальный выбор материала магнита в зависимости от доступного пространства в устройстве, что определяет допустимые размеры магнита. (верх)

4.3.1 Расчет плотности потока на центральной линии магнита

Щелкните здесь, чтобы рассчитать магнитную индукцию прямоугольных или цилиндрических магнитов в различных конфигурациях.

Для магнитных материалов с прямолинейными нормальными кривыми размагничивания, таких как редкоземельные элементы и керамика, можно с достаточной точностью рассчитать плотность потока на расстоянии X от поверхности полюса (где X> 0) на центральной линии магнита при различных условиях. условий.

а. Цилиндрические магниты

Уравнение 4

В таблице 4.3.1 показаны расчеты плотности потока для магнита диаметром 0,500 дюйма на 0.Длина 250 дюймов на расстоянии 0,050 дюйма от поверхности полюса для различных материалов. Обратите внимание, что вы можете использовать любую единицу измерения для размеров; поскольку уравнение представляет собой соотношение размеров, результат будет одинаковым для любой системы единиц. Результирующая плотность потока выражается в гауссах. (верх)

Таблица 4.3.1 Плотность потока в зависимости от материала
Материал и марка Остаточная плотность потока, Br Поток на расстоянии 0.050 “от поверхности магнита
Керамика 1 2,200 629
Керамика 5 3,950 1,130
SmCo 18 8,600 2,460
SmCo 26 10 500 3 004
NdFeB 35 12 300 3,518
NdFeB 42H 13 300 3 804

б.Прямоугольные магниты

Уравнение 5 (где все углы указаны в радианах)

г. Для кольцевых магнитов

Уравнение 6

г. Для магнита на стальной задней пластине
Заменить 2L в приведенных выше формулах.

эл. Для одинаковых магнитов, обращенных друг к другу в позициях притяжения
Значение B x в центре зазора вдвое больше значения B x в случае 3.В точке P B p представляет собой сумму B (x-p) и B (x-p) , где (X + P) и (X-P) заменяют X в случае 3. (вверху)

ф. Для одинаковых, скрученных магнитов, обращенных друг к другу в позиции притяжения
Замените 2L на L в случае 4 и примените ту же процедуру для расчета B p .

4.3.2 Расчет сил

Силу притяжения, прилагаемую магнитом к ферромагнитному материалу, можно рассчитать по формуле:

Уравнение 7

, где F – сила в фунтах, B – плотность потока в килогауссах, а A – площадь полюса в квадратных дюймах.Вычисление B – сложная задача, если это нужно делать строго. Однако можно приблизительно оценить удерживающую силу некоторых магнитов, контактирующих с куском стали, используя соотношение:

Уравнение 8

, где B r – остаточная магнитная индукция материала, A – площадь полюса в квадратных дюймах, а L м – магнитная длина.

Щелкните здесь, чтобы рассчитать приблизительное усилие прямоугольного или дискового магнита.

Эта формула предназначена только для определения порядка величины удерживающей силы, доступной от магнита с одним полюсом, находящимся в прямом контакте с плоской обработанной стальной поверхностью. Формула может использоваться только для материалов с линейной кривой размагничивания, то есть для редкоземельных и ферритовых материалов, и где длина магнита, L м , находится в пределах нормальных стандартных конфигураций магнита. (верх)

5,0 Стабильность постоянного магнита

Способность постоянного магнита поддерживать внешнее магнитное поле возникает из-за того, что небольшие магнитные домены «заблокированы» в своем положении из-за кристаллической анизотропии внутри материала магнита.После установления первоначальной намагниченности эти положения удерживаются до тех пор, пока не будут действовать силы, превышающие те, которые блокируют домены. Энергия, необходимая для возмущения магнитного поля, создаваемого магнитом, варьируется для каждого типа материала. Постоянные магниты могут быть изготовлены с чрезвычайно высокими коэрцитивными силами (H c ), которые будут поддерживать выравнивание доменов в присутствии сильных внешних магнитных полей. Стабильность можно описать как повторяющиеся магнитные характеристики материала в определенных условиях в течение срока службы магнита.

Факторы, влияющие на стабильность магнита, включают время, температуру, изменения сопротивления, неблагоприятные поля, радиацию, удары, напряжение и вибрацию.

5.1 Время

Влияние времени на современные постоянные магниты минимально. Исследования показали, что постоянные магниты изменятся сразу после намагничивания. Эти изменения, известные как «магнитная ползучесть», происходят, когда менее стабильные домены подвержены колебаниям тепловой или магнитной энергии даже в термически стабильной среде.Это изменение уменьшается по мере уменьшения количества нестабильных доменов. Редкоземельные магниты вряд ли испытают этот эффект из-за их чрезвычайно высокой коэрцитивной силы. Долгосрочные исследования зависимости времени от потока показали, что недавно намагниченный магнит теряет незначительный процент своего потока в зависимости от возраста. За 100 000 часов эти потери находятся в диапазоне от практически нуля для материалов из самария и кобальта до менее 3% для материалов Alnico 5 при низких коэффициентах проницаемости. (верх)

5.2 Температура

Температурные эффекты делятся на три категории:

  • Обратимые потери.
  • Безвозвратные, но возмещаемые убытки.
  • Безвозвратные и безвозвратные убытки.
5.2.1 Обратимые убытки

Это потери, которые восстанавливаются, когда магнит возвращается к своей исходной температуре. Обратимые потери не могут быть устранены магнитной стабилизацией.Обратимые потери описываются обратимыми температурными коэффициентами (T c ), показанными в таблице 5.1. T c выражается в% на градус Цельсия. Эти цифры различаются для конкретных марок каждого материала, но являются репрезентативными для класса материала в целом. Из-за того, что температурные коэффициенты B r и H c значительно различаются, кривая размагничивания имеет «излом» при повышенных температурах. (верх)

Таблица 5.1 Обратимые температурные коэффициенты B r и H c
Материал T c of B r T c от H c
NdFeb -0,12 -0,6
SmCo -0,04 -0,3
Алнико -0.02 0,01
Керамика -0,2 0,3
5.2.2 Необратимые, но возмещаемые убытки

Эти потери определяются как частичное размагничивание магнита от воздействия высоких или низких температур. Эти потери могут быть восстановлены только путем повторного намагничивания и не восстанавливаются, когда температура возвращается к исходному значению. Эти потери возникают, когда рабочая точка магнита опускается ниже изгиба кривой размагничивания.Эффективная конструкция постоянного магнита должна иметь магнитную цепь, в которой магнит работает с коэффициентом магнитной проницаемости выше изгиба кривой размагничивания при ожидаемых повышенных температурах. Это предотвратит изменение производительности при повышенных температурах. (верх)

5.2.2 Безвозвратные и безвозвратные убытки

Металлургические изменения происходят в магнитах, подвергающихся воздействию очень высоких температур, и их невозможно исправить повторным намагничиванием. Таблица 5.2 показаны критические температуры для различных материалов, где:

  • T кюри – температура Кюри, при которой элементарные магнитные моменты рандомизируются и материал размагничивается; и
  • T max – максимальная практическая рабочая температура * для основных классов материалов. Различные сорта каждого материала имеют значения, немного отличающиеся от значений, представленных здесь.

Таблица 5.2 Критические температуры для различных материалов
Материал T кюри * ° C (° F) T макс. * ° C (° F)
Неодим Железо Бор 310ºC (590ºF) 150ºC (302ºF)
Самарий Кобальт 750ºC (0382ºF) 300ºC (572ºF)
Алнико 860ºC (1580ºF 540ºC (1004ºF
Керамика 460ºC (860ºF) 300ºC (572ºF)

(* Температуры указаны в градусах Цельсия с эквивалентом по Фаренгейту в скобках.)

* Обратите внимание, что максимальная практическая рабочая температура зависит от рабочей точки магнита в цепи. Чем выше рабочая точка на кривой размагничивания, тем выше температура, при которой может работать магнит. (верх)

Гибкие материалы не включены в эту таблицу, поскольку связующие, которые используются для придания гибкости магниту, разрушаются до того, как в магнитном ферритовом порошке произойдут металлургические изменения, которые придают гибким магнитам их магнитные свойства. (верх)

Частичное размагничивание магнита контролируемым воздействием повышенных температур стабилизирует магнит по температуре. Незначительное снижение плотности потока улучшает стабильность магнита, поскольку домены с низкой приверженностью к ориентации первыми теряют свою ориентацию. Стабилизированный таким образом магнит будет демонстрировать постоянный магнитный поток при воздействии эквивалентных или меньших температур. Более того, партия стабилизированных магнитов будет демонстрировать меньшее изменение магнитного потока по сравнению друг с другом, поскольку верхний конец кривой колокола, который характеризует нормальное изменение, будет приближаться к остальной части партии. (верх)

5.3 Изменения сопротивления

Эти изменения происходят, когда магнит подвергается изменениям магнитной проницаемости, таким как изменения размеров воздушного зазора во время работы. Эти изменения изменят сопротивление цепи и могут привести к тому, что рабочая точка магнита упадет ниже изгиба кривой, что приведет к частичным и / или необратимым потерям. Степень этих потерь зависит от свойств материала и степени изменения проницаемости. Стабилизация может быть достигнута путем предварительного воздействия на магнит ожидаемых изменений сопротивления.

5,4 Неблагоприятные поля

Внешние магнитные поля в режимах отталкивания создают размагничивающий эффект на постоянных магнитах. На редкоземельные магниты с коэрцитивной силой, превышающей 15 кЭ, таким образом воздействовать трудно. Однако Alnico 5 с коэрцитивной силой 640 Э столкнется с магнитными потерями при наличии любой силы магнитного отталкивания, включая аналогичные магниты. Применение ферритовых магнитов с коэрцитивной силой около 4 КЭ следует тщательно оценивать, чтобы оценить влияние внешних магнитных полей. (верх)

5.5 Излучение

Редкоземельные материалы обычно используются для отклонения пучка заряженных частиц, поэтому необходимо учитывать возможное радиационное воздействие на магнитные свойства. Исследования (A.F. Zeller и J.A. Nolen, Национальная сверхпроводящая циклотронная лаборатория, 09/87, и E.W. Blackmore, TRIUMF, 1985) показали, что SmCo и особенно Sm 2 Co 17 выдерживают излучение в 2-40 раз лучше, чем материалы NdFeB. SmCo демонстрирует значительное размагничивание при облучении пучком протонов от 10 9 до 10 10 рад.Было показано, что испытательные образцы NdFeB теряют всю свою намагниченность при 7 x 10 7 рад и 50% при дозе 4 x 10 6 рад. В общем, рекомендуется, чтобы магнитные материалы с высокими значениями H ci использовались в радиационной среде, чтобы они работали с высокими коэффициентами проницаемости, P c , и чтобы они были защищены от прямого облучения тяжелыми частицами. Стабилизация может быть достигнута предварительным воздействием ожидаемого уровня радиации. (верх)

5.6 Удар, напряжение и вибрация

Ниже разрушительных пределов эти эффекты очень незначительны для современных магнитных материалов. Однако материалы жесткого магнита хрупкие по своей природе и могут быть легко повреждены или расколоты при неправильном обращении. В частности, самарий Кобальт является хрупким материалом, поэтому при обращении необходимо соблюдать особые меры предосторожности, чтобы избежать повреждений. Тепловой удар, когда ферриты и самарий-кобальтовые магниты подвергаются воздействию высоких температурных градиентов, может вызвать трещины внутри материала, и его следует избегать. (верх)

6.0 Методы производства

Постоянные магниты изготавливаются одним из следующих способов:

  • Спекание (редкоземельные элементы, ферриты и алникосы)
  • Связывание под давлением или литье под давлением (редкоземельные элементы и ферриты)
  • Кастинг, (Alnicos)
  • Экструзия (связанный неодимовый и гибкий)
  • Календарь (гибкий)

Процесс спекания включает прессование мелких порошков под высоким давлением в выравнивающем магнитном поле, а затем спекание для плавления в твердую форму.После спекания форма магнита будет шероховатой, и ее необходимо будет обработать для достижения жестких допусков. Сложность форм, которые можно прессовать, ограничена. (верх)

Редкоземельные магниты могут быть запрессованы в штамп (с приложением давления в одном направлении) или изостатически запрессованы (с одинаковым давлением во всех направлениях). Изостатически прессованные магниты обладают более высокими магнитными свойствами, чем прессованные магниты. Выравнивающее магнитное поле для прессованных магнитов может быть как параллельным, так и перпендикулярным направлению прессования.Магниты, запрессованные с выравнивающим полем, перпендикулярным направлению прессования, обладают более высокими магнитными свойствами, чем прессованная форма с параллельным расположением. (верх)

Редкоземельные и ферритовые магниты также могут быть изготовлены путем соединения под давлением или литья под давлением магнитных порошков в несущей матрице. Плотность магнитного материала в этой форме ниже, чем в чистой спеченной форме, что дает более низкие магнитные свойства. Однако магниты на связке или литье под давлением могут изготавливаться с жесткими допусками «вне инструмента» и иметь относительно сложные формы.

Alnico производится в литом или спеченном виде. Алнико могут быть отлиты в больших или сложных формах (например, обычная подкова), в то время как спеченные магниты Алнико изготавливаются относительно небольших размеров (обычно одна унция или меньше) и простых форм.

Гибкие редкоземельные или ферритовые магниты изготавливаются путем каландрирования или экструзии магнитных порошков в гибкой несущей матрице, такой как винил. Плотность магнитного порошка и, следовательно, магнитные свойства в этой форме производства даже ниже, чем в связанной или литьевой форме.Гибкие магниты легко режутся или перфорируются по форме. Посетите нашу страницу «Производство и сборка», чтобы узнать больше о наших специализированных возможностях.

7.0 Физические характеристики и обработка постоянных магнитов

Спеченные самариево-кобальтовые и керамические магниты имеют небольшие трещины внутри материала, которые возникают в процессе спекания. При условии, что трещины не распространяются более чем на половину длины сечения, они обычно не влияют на работу магнита. Это также верно для небольших стружек, которые могут возникнуть во время обработки и обращения с этими магнитами, особенно на острых кромках.Магниты можно поворачивать, чтобы сломать края: это сделано, чтобы избежать «зазубрин» острых краев из-за хрупкости материалов. При переворачивании кромки излома может составлять от 0,003 дюйма до 0,010 дюйма. Хотя неодим-железо-бор относительно прочен по сравнению с самарием, кобальтом и керамикой, он все же хрупкий, и при обращении необходимо соблюдать осторожность. Из-за этих неотъемлемых характеристик материала не рекомендуется использовать какие-либо постоянные магниты в качестве структурного компонента сборки.

Редкоземельные, алнико и керамические магниты обрабатываются шлифованием, что может значительно повлиять на стоимость магнита.Поэтому с экономической точки зрения желательно сохранение простой геометрии и широких допусков. Прямоугольные или круглые сечения предпочтительнее сложных форм. Квадратные отверстия (даже с большим радиусом) и очень маленькие отверстия трудно обрабатывать, и их следует избегать. Магниты можно шлифовать практически с любым заданным допуском. Однако для снижения затрат следует по возможности избегать допусков менее + 0,001 “.

Литые материалы Alnico обладают пористостью, что является естественным следствием процесса литья.Это может стать проблемой для небольших форм, которые изготавливаются из более крупных отливок. Пустоты занимают небольшую часть отливки большего размера, но могут составлять большую часть изготовленных магнитов меньшего размера. Это может вызвать проблему, когда критичны однородность или низкая вариация, и может быть целесообразно использовать спеченный Alnico или другой материал. Несмотря на несколько более низкие магнитные свойства, спеченный Alnico может давать более высокую или более однородную чистую плотность, что приводит к равному или более высокому чистому магнитному выходу. (верх)

В приложениях, где важны косметические свойства магнита, особое внимание следует уделять выбору подходящего материала, поскольку трещины, сколы, поры и пустоты являются обычным явлением в жестких магнитных материалах.

Компания

Integrated Magnetics имеет большой опыт обработки и обработки любых материалов с постоянными магнитами. Наше собственное обрабатывающее оборудование позволяет доставлять прототипы в серийное производство в короткие сроки.Свяжитесь с нами или отправьте нам запрос предложений и сообщите, чем мы можем помочь.

8.0 Покрытия

Материалы Samarium Cobalt, Alnico и Ferrite устойчивы к коррозии и не требуют покрытия от коррозии. Алнико легко покрывается гальваническим покрытием для достижения косметических качеств, а на ферриты можно наносить покрытие для герметизации поверхности, которая в противном случае будет покрыта толстой пленкой ферритового порошка (хотя это не проблема для большинства применений).

Магниты с неодимом, железом и бором

подвержены коррозии, поэтому необходимо учитывать условия эксплуатации, чтобы определить необходимость нанесения покрытия.Для магнитов из неодима, железа и бора можно использовать никелирование или лужение, однако для успешного нанесения покрытия необходимо правильно подготовить материал и должным образом контролировать процесс нанесения покрытия. Гальванические цеха, имеющие опыт нанесения покрытия на материалы NdFeB, трудно найти, и они должны быть снабжены необходимой информацией для надлежащей подготовки и контроля процесса. Вакуумное осаждение хромата алюминия или кадмия было успешно испытано с толщиной покрытия всего 0,0005 дюймов.Тефлон и другие органические покрытия относительно недороги и также успешно прошли испытания. Еще один вариант для критических применений – это нанесение двух типов защитных покрытий или помещение магнита в корпус из нержавеющей стали или другой корпус, чтобы снизить вероятность коррозии. (верх)

9.0 Рекомендации по сборке

Integrated Magnetics имеет производственные мощности для изготовления сложных полюсных наконечников и корпусов магнитов для обеспечения полного узла магнита.При проектировании магнитных узлов следует учитывать следующие моменты.

9.1 Крепление магнитов к корпусу

Магниты можно успешно прикрепить к корпусу с помощью клея. Чаще всего используются цианоакрилатные клеи, которые рассчитаны на температуру до 350 ° F и имеют быстрое время отверждения. Быстрое время отверждения исключает необходимость в приспособлениях для удержания магнитов на месте во время отверждения связки. Также доступны клеи с более высокими температурными характеристиками, но они требуют отверждения в печи и фиксации магнитов, чтобы удерживать их на месте.Если магнитные узлы должны использоваться в вакууме, следует учитывать возможное выделение газов из клея.

9.2 Конструкция корпуса

Integrated Magnetics оснащена современным оборудованием с ЧПУ и электроэрозионной обработкой, что позволяет изготавливать сложные корпуса. В конструкции корпуса должны быть предусмотрены эффективные секции для установки магнитов, чтобы поддерживать и точно определять местонахождение магнитов.

9.3 Механическое крепление

Когда необходимо собрать массивы магнитов, особенно когда магниты должны быть размещены в отталкивающих положениях, очень важно учитывать вопросы безопасности.Современные магнитные материалы, такие как редкоземельные элементы, чрезвычайно мощны, и при отталкивании они могут вести себя как снаряды, если клеи разрушатся. Настоятельно рекомендуем в таких ситуациях, помимо клея, в конструкцию включать механическое крепление. Возможные методы механической фиксации включают в себя кожух, закрепление или связывание магнитов на месте немагнитными металлическими компонентами. Наша группа инженеров-конструкторов имеет опыт в разработке корпусов магнитов и креплений, и мы будем рады помочь вам разработать соответствующий дизайн.Свяжитесь с нами или отправьте нам запрос предложений и сообщите, чем мы можем помочь.

9,4 Заливка

Магнитные узлы могут быть залиты для заполнения зазоров или для покрытия целых массивов магнитов. Компаунды для заливки затвердевают до твердой и долговечной отделки и могут противостоять различным средам, таким как повышенные температуры, поток воды и т. Д. После отверждения компаунды для заливки могут подвергаться механической обработке для получения точных готовых деталей.

9,5 Сварка

Сборки, требующие герметичного закрытия, можно сваривать либо лазерной сваркой (на которую не влияет присутствие магнитных полей), либо сваркой TIG (с использованием соответствующих шунтирующих элементов для уменьшения влияния магнитных полей на сварочную дугу). Особые меры предосторожности следует принимать во внимание при сварке магнитных сборок, чтобы тепловыделение сварного шва не влияло на магниты.

10,0 Намагничивание

Материалы с постоянными магнитами, как полагают, состоят из небольших областей или «доменов», каждый из которых демонстрирует чистый магнитный момент. Немагниченный магнит будет иметь домены, которые ориентированы случайным образом относительно друг друга, обеспечивая нулевой чистый магнитный момент. Таким образом, магнит при размагничивании размагничивается только с точки зрения наблюдателя. Поля намагничивания служат для выравнивания случайно ориентированных доменов, чтобы получить чистое внешне наблюдаемое поле.

10.1 Цель намагничивания

Целью намагничивания является изначально намагничивание магнита до насыщения, даже если позже он будет слегка размагничен для стабилизации. Насыщение магнита и последующее его размагничивание контролируемым образом гарантирует, что домены с наименьшей приверженностью к ориентации будут первыми, кто потеряет свою ориентацию, что приведет к более стабильному магниту. С другой стороны, недостижение насыщения приводит к ориентации только наиболее слабо зафиксированных доменов, следовательно, к менее стабильному магниту.

Анизотропные магниты должны быть намагничены параллельно направлению ориентации для достижения оптимальных магнитных свойств. Изотропные магниты можно намагничивать в любом направлении с небольшой потерей магнитных свойств или без нее. Немного более высокие магнитные свойства получаются в направлении прессования.

10.2 Намагничивающее оборудование

Намагничивание достигается путем воздействия на магнит внешнего магнитного поля. Это магнитное поле может быть создано другими постоянными магнитами или текущим потоком в катушках.Использование постоянных магнитов для намагничивания практично только для материалов с низкой коэрцитивной силой или тонких сечений. Удаление намагниченного образца из намагничивающего устройства с постоянным магнитом может быть проблематичным, поскольку поле нельзя отключить, а граничные поля могут отрицательно повлиять на намагничивание образца.

Двумя наиболее распространенными типами намагничивающего оборудования являются намагничивающие устройства постоянного тока и конденсаторные устройства.

10.2.1 Намагничивающие устройства постоянного тока
В намагничивателях постоянного тока

используются большие катушки, через которые кратковременно пропускается ток путем замыкания переключателя.Ток, протекающий через катушку, создает магнитное поле, которое обычно направляется с помощью железных сердечников и полюсных наконечников, а магниты помещаются в зазор между полюсными наконечниками. Намагничивающие устройства постоянного тока подходят только для намагничивания материалов Alnico, которые требуют низкой силы намагничивания, или небольших участков ферритовых материалов.

10.2.2 Конденсаторные намагничивающие устройства

В намагничивателях для разряда конденсаторов используются батареи конденсаторов, которые заряжаются, а затем разряжаются через катушку.Если у катушки есть сопротивление R, которое больше, чем, где L – индуктивность, а C – емкость, ток, протекающий через катушку, будет однонаправленным. Чрезвычайно высокие поля намагничивания (в диапазоне 100 кЭ) могут быть достигнуты с помощью специальных катушек и источников питания.

10.3 Требуемые поля насыщенности

Некоторые магниты из редкоземельных элементов требуют очень сильных намагничивающих полей в диапазоне от 20 до 50 кЭ. Эти поля сложно создать, требуя больших источников питания в сочетании с тщательно спроектированными намагничивающими устройствами.Изотропные связанные неодимовые материалы требуют, чтобы поля в диапазоне высоких 60 кЭ были полностью насыщены. Однако поля в диапазоне 30 кЭ могут достичь 98% насыщения. Керамика требует полей порядка 10 кЭ, в то время как Alnicos требует полей в диапазоне 3 кЭ для насыщения. Из-за легкости, с которой Alnico 5 может быть непреднамеренно размагничен, предпочтительно, чтобы этот материал был намагничен непосредственно перед или даже после окончательной сборки магнита в устройство. (верх)

10.3 Многополюсное намагничивание

В некоторых случаях может потребоваться намагничивание магнита с более чем одним полюсом на поверхности одного полюса. Это может быть достигнуто путем создания специальных приспособлений для намагничивания. Многополюсные намагничивающие приспособления относительно просты в изготовлении для Alnico и Ceramic, но требуют большой осторожности при проектировании и изготовлении редкоземельных материалов.

Многополюсное намагничивание иногда устраняет необходимость в нескольких дискретных магнитах, снижая затраты на сборку, хотя для создания соответствующего приспособления для намагничивания потребуется стоимость.Изготовление многополюсных магнитов для редкоземельных магнитов может стоить несколько тысяч долларов, в зависимости от размера магнита, количества требуемых полюсов и полей, необходимых для достижения насыщения.

10.5 Направление ориентации

Для некоторых приложений требуется, чтобы магниты были ориентированы в определенном направлении с высокой степенью точности. Это направление может совпадать, а может и не совпадать с геометрической плоскостью магнита. Для анизотропных материалов направление ориентации обычно может поддерживаться в пределах 3º от номинала без каких-либо специальных мер предосторожности.Однако для более точных требований могут потребоваться специальные измерения и испытания. Это достигается за счет использования катушек Гельмгольца, которые измеряют полный поток по различным осям и, следовательно, вычисляют результирующий вектор магнитного момента. Материалы должны резаться и обрабатываться с учетом фактического угла ориентации для достижения требуемой точности. Изотропные материалы могут намагничиваться в любом направлении и, следовательно, не представляют проблемы в этом отношении. (верх)

11.0 Измерения и тестирование

Важно, чтобы входной контроль магнитных характеристик был четко и правильно задан.Характеристики конечной точки (такие как B r или H c ) нельзя непосредственно наблюдать; поэтому инспекционный персонал не должен рассчитывать на измерение 8 500 Гаусс на магните SmCo 18, даже если для B r указано значение 8 500 Гаусс.

Метод тестирования или комбинация методов тестирования должны основываться на критичности требования, а также стоимости и простоте выполнения тестов. В идеале результаты испытаний должны быть напрямую переведены на функциональные характеристики магнита.Должен быть определен план выборочного контроля, в котором проверяются параметры, которые имеют решающее значение для приложения. Ниже приводится краткое описание некоторых распространенных методов тестирования.

11,1 Кривые B-H


Кривые B-H могут быть построены с использованием пермеаметра. Эти кривые полностью характеризуют магнитные свойства материала при определенной температуре. Чтобы построить кривую B-H, необходимо использовать образец определенного размера, который затем должен пройти цикл намагничивания / размагничивания.Этот тест дорогостоящий из-за длительного времени, необходимого для его выполнения. Во многих случаях испытание разрушительно для образца, и его нецелесообразно проводить на большом образце готовых магнитов. Однако, когда магниты изготавливаются из более крупного блока, поставщика могут попросить предоставить кривые B-H для исходного сырья магнитного материала. (верх)

11,2 Общий поток

Используя испытательную установку, состоящую из пары катушек Гельмгольца, подключенных к измерителю потока, можно выполнить измерения общего потока для получения полных дипольных моментов и интерполировать для получения близких оценок B r , H c и BH max .Угол ориентации магнита также можно определить с помощью этого метода. Это быстрый и надежный тест, который не слишком чувствителен к размещению магнита внутри катушки.

11,3 Плотность потока

Измерения плотности потока выполняются с помощью гауссметра и подходящего зонда. Зонд содержит устройство на эффекте Холла, выходное напряжение которого пропорционально встречающейся плотности потока. Два типа конструкции зонда ( осевой , , где линии потока, идущие параллельно держателю зонда, и , поперечный , где измеряются линии потока, движущиеся перпендикулярно держателю зонда) позволяют измерять плотность потока. магнитов в различных конфигурациях.Размещение зонда по отношению к магниту имеет решающее значение для получения сопоставимых измерений от магнита к магниту. Это достигается путем создания удерживающего приспособления для магнита и зонда, так что их положения фиксируются относительно друг друга.


11.4 Карты потоков

Используя специальные сканеры, оснащенные 3-осевыми датчиками Холла, можно нанести на карту магнитные массивы, чтобы зафиксировать плотности потока в направлениях x, y и z с указанным количеством точек данных по всему массиву.Полученные данные затем можно вывести в виде контурной карты потока, в виде векторов потока или в виде таблицы данных для дальнейшего анализа.

11,5 Испытания на вытягивание

Это обычно используемый тест для магнитов. Сила притяжения магнита пропорциональна B 2 и поэтому очень чувствительна к значению B. Изменения B происходят из-за изменений внутренних свойств самого магнита, а также воздействия окружающей среды, например температуры. , состав и состояние материала, на котором испытывается магнит, измерительное оборудование и оператор.Поскольку B экспоненциально затухает из-за отсутствия воздушного зазора, небольшие непреднамеренно созданные воздушные зазоры между магнитом и исследуемым материалом могут иметь большое влияние на измеряемое усилие. Поэтому рекомендуется проводить испытание на растяжение при положительном воздушном зазоре. Проведение испытаний на растяжение в нескольких воздушных зазорах и построение графика зависимости воздушного зазора от ˆš (тяги) дает более точное описание тяговых характеристик магнита. Можно рассчитать экстраполяцию этого усилия при нулевом воздушном зазоре. (верх)

Щелкните здесь, чтобы перейти к онлайн-стандарту MDFA для проверки силы тяги магнита.

11.6 Прочие функциональные тесты

Они должны быть определены в соответствии с заявкой и после обсуждения с поставщиком. Они могут включать сложные тесты, такие как профиль плотности потока вдоль указанной оси, требования к однородности потока в определенном объеме или относительно простые тесты, такие как испытание крутящего момента.

12.0 Обращение и хранение

Обращайтесь с магнитами осторожно!

  • Персоналу, использующему кардиостимуляторы, нельзя прикасаться к магнитам.
  • Магниты следует хранить вдали от чувствительного электронного оборудования.
  • Современные магнитные материалы чрезвычайно сильны в магнитном отношении и несколько слабы механически. Любой человек, который должен обращаться с магнитами, должен быть соответствующим образом обучен потенциальным опасностям обращения с магнитами. Персонал может получить травму, а сами магниты могут легко повредиться, если им позволено щелкнуть по направлению друг к другу или если позволить близлежащим металлическим предметам притягиваться к магнитам.
  • Обратите внимание, что магниты классифицируются как опасные грузы для целей авиаперевозок, и для этой цели необходимо соблюдать строгие правила перевозки воздушным транспортом в отношении упаковки, маркировки и сертификации. Кликните сюда, чтобы узнать больше.
  • Материалы с низкой коэрцитивной силой, такие как Alnico 5, требуют осторожного обращения и хранения в намагниченном состоянии. При хранении эти магниты должны храниться на «держателе», который обеспечивает замкнутый контур, защищающий магнит от неблагоприятных полей.Соединение полюсов в отталкивании приведет к необратимым, хотя и перемагничиваемым потерям.
  • Samarium Cobalt требует осторожного обращения и хранения из-за чрезвычайно хрупкой природы материала. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о характеристиках SmCo.
  • Неодимовые магниты без покрытия следует хранить так, чтобы минимизировать риск коррозии. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о характеристиках Neo.
  • В целом, предпочтительно хранить намагниченные материалы под вакуумно запаянной пленкой, чтобы магниты не собирали частицы ферромагнитной пыли с течением времени, поскольку очистка этой скопившейся пыли требует времени.

13.0 Краткая справка Контрольный список спецификаций

При обращении за помощью в проектировании информация должна указывать на неблагоприятные условия, которым может подвергаться магнит – например, необычные температуры, влажность, излучение, размагничивающие поля, создаваемые другими частями магнитной цепи и т. Д. Различные материалы магнита по-разному реагируют в различных условиях окружающей среды. условий, и наиболее вероятно, что может быть выбран материал, который максимизирует шансы на успех, при условии, что будет передана вся соответствующая информация. (верх)

Следующий контрольный список может оказаться полезным при составлении и передаче спецификаций для постоянных магнитов:

Тип материала

  • Номинальные, минимальные и / или максимальные магнитные свойства (B r , H c , H ci , BH max
  • Геометрия и допуски магнита
  • Направление ориентации (и допуски или направление ориентации, если критично)
  • Должны ли поставляться намагниченные
  • Требования к маркировке
  • Требования к покрытию
  • Приемочные испытания или требования к рабочим характеристикам
  • План выборочного контроля
  • Упаковка и идентификация >

Команда разработчиков Integrated Magnetics будет рада помочь вам в дальнейшем в ваших приложениях. Свяжитесь с нами или отправьте нам запрос предложений и сообщите, чем мы можем помочь. (вверху)

Магнитные научные проекты для начальной школы

Магнитная наука в действии

Магниты – это твердые предметы из камня, металла или другого материала, которые обладают свойством притягивать железосодержащие материалы. Это притягивающее свойство либо естественное, как в случае магнитного камня, либо индуцированное (образованное неестественными средствами). Вы можете продемонстрировать науку о магнитах дома, создавая и проверяя силу магнитного поля.

Магнитные научные проекты

Проект 1: Что привлекает?

Все магниты обладают способностью притягивать другие магниты или магнитные объекты (например, железо и некоторые другие металлические предметы).Но магнит не обязательно должен касаться магнитного объекта, чтобы объект к нему притягивался. Попробуйте этот эксперимент, чтобы узнать почему.

Что вам понадобится:
  • Пластиковая или деревянная линейка
  • Скрепка
  • Два или более разных магнита
  • Блокнот
  • Карандаш
Что вы делаете:

1. Выровняйте скрепку вдоль конца линейки так, чтобы одна сторона скрепки находилась на нулевой отметке линейки.

2.Поместите один магнит на другой конец линейки. Теперь, удерживая линейку одной рукой, медленно сдвиньте магнит к скрепке другой рукой. Когда скрепка прикрепится к магниту, перестаньте двигать магнит.

3. Посмотрите, где был магнит вдоль линейки, чтобы увидеть, как далеко были друг от друга магнит и скрепка, когда они соединились. (Возможно, вам придется попробовать это несколько раз, прежде чем вы будете уверены!) Запишите расстояние в блокноте. Нарисуйте изображение магнита, который вы использовали, чтобы запомнить, какой это был.

4. Повторите шаги 1–4 еще раз с каждым из имеющихся у вас магнитов.

Что случилось:

Все магниты имеют магнитное поле – область вокруг магнита, где его магнетизм влияет на другие объекты. Измеряя расстояние от магнита до скрепки, когда они прикрепляются, вы определяли длину магнитного поля. Более сильные магниты обычно могут притягивать магнитные материалы с большего расстояния, чем более слабые. Основываясь на этом факте и результатах, которые вы записали в своей записной книжке, какой из ваших магнитов был самым сильным? Какой из них был самым слабым?

Проект 2: какой магнит самый сильный?

Хороший способ проверить, насколько сильны разные магниты, – это посмотреть, сколько магнитных объектов они могут притягивать.Попробуйте этот эксперимент со своими магнитами!

Что вам понадобится:
  • Несколько магнитов
  • Коробка со скрепками
  • Блокнот
  • Карандаш
  • Кто-нибудь, чтобы помочь вам
Что вы делаете:

1. Пусть ваш помощник держится за один конец одного из магнитов. Приклейте одну скрепку к другому концу магнита. Один конец скрепки должен свисать с магнита. (Ваш магнит может быть очень сильным, поэтому вам может понадобиться помощник, чтобы удерживать скрепку, чтобы только конец касался магнита, а не стороны скрепки, как на картинке.)

2. Теперь прикоснитесь другой скрепкой к концу первой скрепки, чтобы начать цепочку скрепок. Продолжайте добавлять скрепки, пока они не перестанут прилипать к цепочке. Запишите в блокнот, сколько скрепок магнит смог удержать в цепочке, прежде чем скрепки начали отваливаться.

3. Выполните шаги 1 и 2 с другими магнитами, записав в блокнот, сколько скрепок будет прикреплено в цепочке к каждому магниту.

Что случилось:

Когда магнит касается другого магнитного объекта (например, скрепки), этот объект становится временным магнитом до тех пор, пока он касается настоящего магнита! Теперь его можно использовать, чтобы забрать больше скрепок.

Каждая дополнительная скрепка также становится временным магнитом с более слабой магнитной силой, чем предыдущая. Некоторые магниты могут удерживать цепочку из пяти скрепок, в то время как другой магнит может удерживать только одну или две скрепки.

Сколько скрепок может удерживать магнит, является хорошим показателем его прочности. Если у вас есть достаточно сильный магнит и вы достаточно долго поднимаете скрепки, вы можете обнаружить, что некоторые из скрепок сохранят способность действовать как магниты в течение некоторого времени, даже если они не касаются магнита.

Если это произойдет, вы только что сделали очень сильный временный магнит.

Научные слова

Эти слова о магнитах используются в научных проектах. Если вы не уверены, что они означают, просто прочтите определения ниже!

Магнитный объект – любой объект, который можно притягивать к магниту. Скрепки, железные опилки, ключи и заколки – все это примеры магнитных предметов.

Магнитное поле – невидимая область вокруг магнита, где его магнитная сила воздействует на другие объекты.Магнитное поле – это то, что на самом деле притягивает другие магнитные объекты к магниту.

Временный магнит – магнитный объект, который может стать магнитом, когда он касается постоянного магнита, но теряет свои магнитные свойства, когда он больше не касается постоянного магнита.

Урок магнитологии

Магниты в предметах домашнего обихода

Магнит – это твердый объект, обычно камень или кусок металла, который может притягивать определенные материалы.

Чтобы узнать, что привлекает, а что нет, отправляйтесь на поиски магнитов.

Осмотрите комнату и помогите своему ребенку составить список объектов, которые, по его мнению, будут притягиваться магнитом, а также список объектов, которые не будут притягиваться. После составления списков протестируйте каждый из объектов.

(Не используйте магниты на компьютерах, кассетах, дисках и других электронных устройствах – это может повредить магниты внутри них!)

Сравните свои результаты с тем, что, по вашему мнению, привлечет внимание.Были ли вы правы во всех своих прогнозах? Вы ошибались?

Обсудите, почему предметы прилипали или не прилипали, когда вы изначально думали, что все будет наоборот.

Например, объект сделан из пластика, но покрыт блестящей краской, чтобы он выглядел металлическим; не все металлы притягиваются к магнитам; или, может быть, к магниту притягивались только части объекта. Что это говорит нам о магнитном притяжении?

(Что объект должен быть сделан из металла, чтобы притягиваться, но не все металлы притягиваются.)

Металлы, такие как железо, никель и кобальт, притягиваются к магнитам. В стали есть железо, поэтому она также притягивается к магнитам.

Кроме того, вы можете использовать раскраску как часть охоты за магнитами. Обойдите дом и найдите магнитные предметы. Обведите предметы на раскраске, которые притягиваются к магниту, и нарисуйте любые другие предметы, которые вы нашли, также магнитные.

Как упоминалось ранее, во многих обычных предметах домашнего обихода есть магниты, которые являются частью того, что заставляет эти предметы работать.В электронных устройствах, таких как холодильники, стиральные машины, лампы, телефоны, телевизоры и стереосистемы, есть магниты.

Притяжение и отталкивание

У всех магнитов есть два конца, где сила притяжения наиболее высока – северный полюс и южный полюс. Полюса названы так, потому что, если магнит плавает в воде или подвешен на веревке, привязанной к его середине, он выровняется в направлении север-юг в соответствии с магнитным полем Земли.

Чтобы лучше всего показать, как полюса магнитов взаимодействуют друг с другом, возьмите два стержневых магнита с обозначенными северными и южными полюсами.Крепко держась за магниты, попросите ребенка попытаться соединить руки и концы магнитов так, чтобы северные полюса обоих магнитов встретились. Что происходит? Теперь переверните один из магнитов и попробуйте сдвинуть концы вместе так, чтобы северный полюс одного магнита встретился с южным полюсом другого магнита. Что случилось на этот раз? Наконец, переверните другой магнит так, чтобы южные полюса были обращены друг к другу, и попытайтесь сдвинуть их вместе. Что случилось?

Дети должны обнаружить, что, когда северный полюс был обращен к южному полюсу, они чувствовали силу, стягивающую магниты вместе.Но когда северные полюса были обращены друг к другу или южные полюса были обращены друг к другу, они должны были почувствовать силу, раздвигающую их. Помогите детям понять, что противоположные полюса притягиваются (сближаются), в то время как одинаковые полюса отталкиваются (отталкиваются).

Магнитное поле

Невидимая область вокруг магнита, которая притягивает другой объект, называется магнитным полем.

Магнитные объекты (например, скрепки) будут притягиваться к магниту, если их поместить в это поле.Вы можете увидеть магнитное поле магнита, используя металлические опилки в пакете Ziploc или железные опилки в запечатанном футляре.

(Мы настоятельно рекомендуем складывать незакрепленные стружки в запечатанный пакет, чтобы избежать беспорядка.)

Положите стержневой магнит на стол. Аккуратно встряхните сумку или футляр, чтобы равномерно распределить железные опилки, и положите их поверх магнита.

(Вы также можете попробовать положить магнит на сумку Ziploc.)

Обратите внимание на рисунок железных опилок.Магнитное поле самое сильное на полюсах. Вы можете видеть это, потому что в этих точках скапливаются железные опилки.

Теперь поместите два стержневых магнита на стол с одинаковыми полюсами друг напротив друга.

Поместите их как можно ближе друг к другу, чтобы они не отходили друг от друга.

Поместите железные опилки поверх магнитов. Наблюдайте за рисунком железных опилок.

Теперь переверните один магнит так, чтобы противоположные полюса были обращены друг к другу, и поднесите их как можно ближе, чтобы они не смещались вместе.

Положите сверху железные опилки и снова наблюдайте за полученным рисунком.

В каждом из этих экспериментов железные опилки позволяют нам визуально увидеть, как формируется магнитное поле и как несколько магнитных полей могут взаимодействовать друг с другом.

Увеличьте это, пробуя различные формы магнитов (кольцевой магнит, подковообразный магнит и т. Д.), Чтобы увидеть, как выглядят их магнитные поля. Также попробуйте с несколькими магнитами близко друг к другу, чтобы увидеть, как их магнитные поля взаимодействуют друг с другом.

Когда дети играют с магнитами, всегда следует обеспечивать присмотр взрослых.


Дополнительная физика и техника:

магнетизм | Национальное географическое общество

Магнетизм – это сила, проявляемая магнитами, когда они притягиваются или отталкиваются друг от друга. Магнетизм вызывается движением электрических зарядов.

Каждое вещество состоит из крошечных единиц, называемых атомами. В каждом атоме есть электроны, частицы, несущие электрические заряды.Вращаясь, как волчки, электроны вращаются вокруг ядра или остова атома. Их движение генерирует электрический ток и заставляет каждый электрон действовать как микроскопический магнит.

В большинстве веществ одинаковое количество электронов вращается в противоположных направлениях, что нейтрализует их магнетизм. Вот почему такие материалы, как ткань или бумага, считаются слабомагнитными. В таких веществах, как железо, кобальт и никель, большинство электронов вращаются в одном направлении. Это делает атомы в этих веществах сильно магнитными, но они еще не магниты.

Чтобы стать намагниченным, другое сильномагнитное вещество должно войти в магнитное поле существующего магнита. Магнитное поле – это область вокруг магнита, обладающая магнитной силой.

Все магниты имеют северный и южный полюса. Противоположные полюса притягиваются друг к другу, а одни и те же полюса отталкиваются. Когда вы протираете кусок железа по магниту, северные полюса атомов в железе выстраиваются в одном направлении. Сила, создаваемая выровненными атомами, создает магнитное поле.Железка стала магнитом.

Некоторые вещества могут намагничиваться электрическим током. Когда электричество проходит через катушку с проволокой, создается магнитное поле. Однако поле вокруг катушки исчезнет, ​​как только отключится электрический ток.

Геомагнитные полюса

Земля – ​​это магнит. Ученые не до конца понимают, почему, но они думают, что движение расплавленного металла во внешнем ядре Земли порождает электрические токи.Токи создают магнитное поле с невидимыми силовыми линиями, протекающими между магнитными полюсами Земли.

Геомагнитные полюса не совпадают с Северным и Южным полюсами. Магнитные полюса Земли часто перемещаются из-за активности далеко под поверхностью Земли. Смещение геомагнитных полюсов фиксируется в породах, которые образуются, когда расплавленный материал, называемый магмой, проникает сквозь земную кору и изливается в виде лавы. Когда лава остывает и превращается в твердую породу, сильно магнитные частицы внутри породы намагничиваются магнитным полем Земли.Частицы выстраиваются вдоль силовых линий в поле Земли. Таким образом, камни фиксируют положение геомагнитных полюсов Земли в то время.

Как ни странно, магнитные записи горных пород, образовавшихся в одно и то же время, похоже, указывают на разные местоположения полюсов. Согласно теории тектоники плит, скальные плиты, составляющие твердую оболочку Земли, постоянно перемещаются. Таким образом, плиты, на которых застывала порода, переместились с тех пор, как породы зафиксировали положение геомагнитных полюсов.Эти магнитные записи также показывают, что геомагнитные полюса менялись на противоположный вид – сотни раз с момента образования Земли.

Магнитное поле Земли не движется быстро и часто не меняется. Следовательно, это может быть полезным инструментом, помогающим людям сориентироваться. Сотни лет люди использовали магнитные компасы для навигации по магнитному полю Земли. Магнитная стрелка компаса совпадает с магнитными полюсами Земли. Северный конец магнита указывает на северный магнитный полюс.

Магнитное поле Земли доминирует в области, называемой магнитосферой, которая охватывает планету и ее атмосферу. Солнечный ветер, заряженные частицы от Солнца, прижимает магнитосферу к Земле со стороны, обращенной к Солнцу, и растягивает ее в форме капли на теневой стороне.

Магнитосфера защищает Землю от большинства частиц, но некоторые из них просачиваются сквозь нее и попадают в ловушку. Когда частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами газа в верхних слоях атмосферы вокруг геомагнитных полюсов, они создают световые эффекты, называемые полярными сияниями.Эти полярные сияния появляются над такими местами, как Аляска, Канада и Скандинавия, где их иногда называют «Северным сиянием». «Южное сияние» можно увидеть в Антарктиде и Новой Зеландии.

Часто задаваемые вопросы – BuyMagnets.com

Керамические или ферритовые магниты недороги и легки, они относятся к семейству постоянных магнитов с относительно высокой энергией. Оксид железа и карбонат стронция, два материала в керамических магнитах, легко доступны и доступны по более низким ценам, чем другие материалы, используемые для изготовления постоянных магнитов.

Керамические магниты дешевле других постоянных магнитов. Они также способны выдерживать рабочие температуры до 480 ° F.

Электромагниты представляют собой сочетание электричества и магнетизма. В электромагните магнитное поле создается электрическим током и исчезает при выключении магнита. Благодаря контролируемому использованию электричества электромагнит может притягивать и удерживать тяжелое железо, стальной лом и другие черные металлы.Основное преимущество электромагнита перед стандартным магнитом состоит в том, что его силу можно контролировать. Наша линейка электромагнитов безопасно поднимет и переместит ваш материал.

Их максимальная мощность достигается благодаря многополюсной схеме намагничивания, которая обеспечивает большую концентрацию магнитной силы на лицевой стороне. Также доступно обычное намагничивание. Полоски с клейким слоем, чувствительным к давлению, являются гибкими и прочными, что делает их идеальными там, где нельзя использовать жесткие или хрупкие материалы.

Магнитные полосы

Bunting® продаются в рулонах и предварительно отрезанными отрезками. Длина указана на страницах продукта. Кроме того, если вы не можете найти нужную ширину, мы можем разрезать или надрезать до любой ширины.

Применения включают защелки и защелки; прокладки; дверные уплотнители; держатели инструмента; фиксирующие приспособления; знаки и схемы; маркировка полок; и ремесла.

Мы предлагаем ленты стандартной ширины, которые есть в наличии и готовы к отправке, но мы можем разрезать или надрезать нашу магнитную ленту до нестандартной ширины в соответствии с вашими требованиями.Магнитная лента продается в рулонах или предварительно нарезанными полосами. Он доступен как в стандартной, так и в высокоэнергетической версии.

Магнитная лента позволяет превратить любую поверхность в магнитную, просто снимая ее и приклеивая. Этот продукт отлично подходит для энтузиастов DIY, розничных продавцов, студентов и многих других. Его разнообразный характер позволяет использовать его в широком спектре приложений.

Гибкие магнитные листы

типа S доступны со склада в виде простых листов с самоклеящимся клеем и доступны в натуральном, глянцевом белом или глянцевом белом цвете.Гибкие магнитные листы могут деформироваться, особенно при высоких температурах, и их следует хранить плоскими или свернутыми намагниченной стороной внутрь.

Используется для обозначения транспортных средств, декоративно-прикладного искусства, магнитов на холодильник, рекламных товаров и т. Д.

Задвижки серии IS представляют собой цилиндрические магнитные фиксаторы, заключенные в пластмассовую втулку. Лицевая поверхность круглая. В ребристом корпусе они плотно удерживаются в заданном положении, а фланец обеспечивает точное позиционирование.

Фиксаторы серии CF устанавливаются в углублении и регулируются.

Уловители серии Raly предназначены для поверхностного монтажа на дереве или металле. Полюсные наконечники зафиксированы в пластиковом корпусе. Два продолговатых паза позволяют регулировать. Поскольку полюсные наконечники закреплены, поставляется соответствующая мобильная контрпластина.

Klip серии имеют гибкие защелкивающиеся проушины, которые составляют неотъемлемую часть корпуса.

Фиксаторы серии CS предназначены для поверхностного монтажа с силой притяжения, параллельной фиксирующей поверхности.

Фиксаторы серии F имеют белый ударопрочный корпус из полистирола с пружиной из ацетиловой смолы, которая действует как амортизатор и удерживает полюсные наконечники впереди.

В модели Slimline Series эта сверхплоская модель изготовлена ​​из высококачественной магнитной резины. Подвижные полюсные наконечники смягчены демпфером для амортизации ударов и компенсации люфта. Сконструированные из магнита, встроенного в стальной канал, или магнита, зажатого между двумя стальными пластинами, эти магниты обеспечивают сильное притяжение для своих размеров.Большинство из них имеют монтажные отверстия.

Elite Brass Series и Elite Chrome Series – это серия высококачественных защелок современной конструкции для использования со шкафами. Эти уловки Elite можно устанавливать на поверхности. В этой серии магнитный узел заключен в латунный или хромированный корпус. Магнитные защелки Elite Knock In предназначены для установки заподлицо и вбиваются под поверхность дерева, не требуя клея. Они будут продолжать работать над воздушным зазором, чтобы обеспечить почти бесшумное, изысканное и плавное закрытие.

Elite Tap In и Elite Tap In с шипом – это магнитные защелки, также предназначенные для установки заподлицо и врезания под поверхность дерева. Они будут продолжать работать над воздушным зазором, чтобы обеспечить почти бесшумное, изысканное и плавное закрытие. Эти защелки Elite имеют резьбу, чтобы надежно удерживать их на месте. BUYMAGNETS.com проводит испытания на плоской обработанной стальной пластине толщиной 1/2 дюйма. Если поверхность шероховатая, ржавая или окрашенная, удерживающая сила может быть уменьшена.Для критически важных приложений предусмотрите коэффициент безопасности два или три.

В дополнение к линейке дверных ограничителей у нас есть широкий выбор магнитов Lattam. Магниты Lattam состоят из ферритовых или неодимовых магнитов, прикрепленных к металлической пластине. Магнитная сторона имеет несколько полюсов, а противоположная сторона не имеет магнитного притяжения. Магниты Lattam используются для любого типа крепления, положения, устройства или захвата. Антискользящий магнит Lattam обеспечивает превосходное сопротивление скольжению. Также есть варианты с отливкой.

Стандартные листовые вентиляторы

полностью автономны и имеют как предварительно просверленные монтажные отверстия для постоянной установки, так и ручки для переноски для перемещения между рабочими станциями. Они доступны с двумя стандартными ширинами лицевой стороны и могут быть размещены друг над другом или установлены бок о бок, чтобы соответствовать широкому диапазону размеров стопки и листов.

Доступны три класса; 18, 22 и 26. Энергетическими продуктами самариево-кобальтового магнита из этих сплавов являются 18 мегагаусс-эрстедов (MGOe), 22 (MGOe) и 26 (MGOe).Магниты богаты кобальтом и содержат другие элементы, такие как железо и медь.

Общие приложения для керамических магнитов включают:

  • Многочисленные производственные или домашние применения
  • Магниты для динамиков
  • Двигатели постоянного тока
  • Герконовые переключатели
  • Подметальные машины
  • МРТ
  • Устройства на эффекте Холла в сборе
  • Автомобильные датчики

Керамические магниты изготавливаются методом спекания.В процессе мокрого помола образуется суспензия, которая подается в фильеру. Из этого материала прессуется продукт, который затем спекается при высокой температуре. После охлаждения керамические магниты шлифуют и нарезают желаемой формы.

Самыми популярными сортами керамики являются 5 и 8. Классы 5 и 8 считаются анизотропными и являются самыми мощными. Это означает, что они намагничиваются только в направлении нажатия.

Керамические магниты хрупкие и легко ломаются.При использовании имейте в виду, что керамические магниты могут расколоться, сломаться или даже расколоться, если их уронить или позволить прыгнуть на что-то, что их привлекает.

Серия 1 надежно удерживает панели, ворота или двери, которые необходимо надежно удерживать при наличии вибрации, сквозняков или резкого ускорения. Корпус дверного упора немного гибкий. Настенные дверные ограничители оснащены компактным магнитом, заключенным в гибкий неопреновый чехол.

Серия 2 надежно удерживает панели, ворота или двери, которые необходимо надежно удерживать при наличии вибрации, сквозняков или резкого ускорения.Корпус дверного упора немного гибкий. Вариант напольного монтажа имеет корпус из ПВХ.

Магниты с решеткой

(магниты-бункеры) создают правильно настроенное магнитное поле высокой плотности для улавливания и удержания мелких металлических частиц, фрагментов и мелких металлических предметов при прохождении через трубку из нержавеющей стали. Их можно установить – или просто уложить – внутри бункеров, кожухов и бункеров – и легко снять для очистки. Решетки созданы для применений с низким уровнем абразивного износа и должны иметь размер как минимум в два раза больше вашего выпускного отверстия, чтобы не ограничивать поток продукта.Магниты-решетки (магниты-бункеры) доступны с керамическими магнитами или высокоинтенсивными редкоземельными неодимовыми магнитами, круглыми или квадратными, различных размеров.

Пластинчатые магниты

легко и экономично устанавливаются в замкнутые трубопроводы для удаления мелких частиц железа, а также крупных кусков металлического мусора. Идеальное применение пластинчатых магнитов – это сыпучие или пневматические порошкообразные, влажные, комковатые или абразивные продукты, которые могут забивать или вызывать быстрый износ сепараторов на основе картриджей.Пластинчатые магниты также могут быть установлены над конвейерами или под шкивами привода конвейеров для улавливания загрязняющих веществ при падении материала с открытых лент. Доступны с керамическими магнитами или высокоинтенсивными редкоземельными магнитами различных размеров. Для очень мелких металлических частиц мы предлагаем магниты из редкоземельных элементов.

Магниты ящика для овсянки

являются лучшими в отрасли для превосходного улавливания загрязняющих веществ при свободном падении под действием силы тяжести. Сегодня используется более 100 000 ящиков магнитной сепарации Bunting, что делает их наиболее надежными, используемыми и популярными магнитами в пластмассовой промышленности для обеспечения чистоты продукта.Расположенные в шахматном порядке ряды неодимовых магнитов высокой интенсивности с температурной компенсацией мгновенно останавливают металл, очищая ваш продукт, прежде чем он попадет в ваше дорогое оборудование для экструзии, литья под давлением или выдувного формования. Bunting предлагает здесь самую полную линейку магнитов для ящиков. Однако, если вам нужен стандартный магнит для выдвижного ящика, выберите квадрат 6 дюймов или 8 дюймов и закажите сегодня для немедленной отправки.

Наши шкивы с магнитной головкой (шкивы-сепараторы или шкивы магнитного конвейера) – это простое и надежное решение для отделения черных металлов от цветных в потоке вашей продукции.Используемые на разгрузочном конце ленточных конвейеров, они обеспечивают максимальную постоянную защиту от случайного железа при обработке таких материалов, как переработанные продукты, химикаты, продукты питания и зерно, пластмассы, уголь и другие горнодобывающие предприятия. Легко устанавливаются, не требуют обслуживания или очистки. Магнитные шкивы стандартно поставляются с керамическими магнитами; редкоземельные магниты доступны по запросу. Конструкция корпуса из нержавеющей стали. Шкивы доступны в диаметрах 6 дюймов, 8 дюймов, 10 дюймов и 12 дюймов. Ширина варьируется от 14 до 38 дюймов.Ступицы и втулки XT входят в стандартную комплектацию.

Отдельно сложенные листы из черных металлов с постоянным магнитом. Прекратите вручную разбирать масляные, липкие, полированные или предварительно обработанные листы черных металлов. Развертки листов с постоянным магнитом Bunting® – более быстрая и безопасная альтернатива для работы со стопками листов. Они создают постоянную мощную магнитную силу, которая автоматически раздувает листы без риска поражения электрическим током. Электромагнитное поле автоматически разделяет листы.

Электромагнитное поле автоматически разделяет листы. Как только верхний лист будет удален, следующий лист сразу же поднимется и готов к работе. Операторы станков и роботизированные манипуляторы могут надежно и безопасно снимать листы по одному, исключая возможность «двойного» заклинивания или повреждения вашего оборудования.

Внутри своих прочных корпусов из нержавеющей стали фанеры Bunting® Sheet Fanner используют высокоэнергетические постоянные магниты для разделения стопок, создавая одинаковые полярности в соседних листах, вызывая магнитное отталкивание между ними.Это отталкивание раздувает листы. Когда верхний лист снимается, следующий лист поднимается, чтобы занять его место. Расстояние между двумя верхними листами в среднем составляет от 3/4 дюйма до 1 1/4 дюйма, в зависимости от магнитной силы Fanner и размера листов. Вентиляторы могут быть объединены в группы для обработки особенно больших или толстых листов.

Переключаемые листовые вееры

Bunting® доступны в моделях Generation I и Generation II, которые могут быть «выключены», чтобы избежать несчастных случаев при пополнении запаса листов.Обе модели запатентованы (патент США № 6,481,706) и оснащены мощными магнитами из редкоземельных элементов, обеспечивающими превосходную сепарационную способность. Оба оснащены надежными пневматическими механизмами для включения и выключения магнитного поля.

Поколение I Переключаемые листовые вееры используют пневматический поворотный привод для управления размахом путем вращения однополюсного редкоземельного магнитного элемента, который установлен рядом с центром корпуса. Переключаемые вентиляторы поколения I имеют компактную ширину 4 дюйма, подходят для ограниченного пространства и выдерживают более легкие грузы.


Поколение II переключаемые листовые вееры имеют лицевую панель шириной 7 дюймов и обеспечивают более сильное размахивание, подходящее для больших заготовок и более толстой стали. Они используют обычный пневматический цилиндр для вращения двухполюсного редкоземельного магнитного элемента, установленного в точке поворота, расположенной рядом с боковой стороной корпуса. С такой геометрией с боковым шарниром поворот магнита всего на 90 градусов направлен к встроенной цепи короткого замыкания, чтобы нейтрализовать внешнее поле.

Магнитные ручки из листового металла

экономичны и надежны.Ручки из листового металла позволяют безопасно и эффективно работать с листовым металлом и металлическими деталями, с которыми трудно обращаться. Выберите модель, которая вам нужна для работы от легких до тяжелых. Наши ручки идеально подходят для разделения промасленных листов, снятия листов со стоек и размещения листов для сварки. Просто опустите ручку для быстрого освобождения.

Устройства подачи с магнитным прессом

– это инструменты, которые имеют легкую конструкцию, мгновенное срабатывание и малый зазор. Эти одобренные с точки зрения безопасности приспособления для подачи с постоянным магнитом обладают положительным захватом и быстрым высвобождением.Легкие, они снижают утомляемость, повышают эффективность труда и сокращают потерю времени в результате несчастных случаев. Грузоподъемность зависит от общей длины инструмента, размера листов, шкалы на листах, если они есть, и плоскостности листов в точке контакта с магнитом.

Наш магнитный инструмент для очистки извлекает предметы из черных металлов в погружных резервуарах, резервуарах для гальваники, сушильных печах или масляных резервуарах. Его магнит Alnico 5 прикреплен к 48-дюймовой деревянной ручке.

Наш гибкий магнитный инструмент – это удобный предмет для наборов инструментов механиков, машинистов и ремонтников.Этот 18-дюймовый гибкий магнитный инструмент значительно экономит время при подборе мелких деталей, упавших в труднодоступные места.

Простая в эксплуатации магнитная подметальная машина с ручным управлением.

Их можно закрепить под вилочными погрузчиками или подвесить под транспортными средствами, чтобы ускорить магнитное подметание и собрать более крупный мусор.

Их можно прицепить к вашим вилочным погрузчикам, тракторам или ремонтным машинам для удаления черных деталей и мусора.Их также можно толкать или тянуть вручную.

Приводные ролики перемещают и контролируют листовой материал толщиной от 0,010 дюйма до более 0,250 дюйма. Эксклюзивный дизайн Bunting разработан для бесперебойной и эффективной работы с листами.

A – стандартный шаг: подходит для заготовок более 3 мм.


AA – это мелкий полюсный шаг: подходит для небольших или более тонких деталей менее 3 мм и помогает избежать деформации в более тонких деталях.

Преимущества патрона BuyMagnets.com перед стандартными методами удержания:

  • Минимальное время зажима между заменами деталей.
  • Более высокая скорость подачи в сочетании с более высоким съемом материала по сравнению со стандартными магнитными патронами.
  • Отличный доступ, позволяющий обрабатывать до 5 торцов.
  • Конструкция с постоянным магнитом означает, что деталь всегда зажата даже в случае сбоя питания.

Наша высокопроизводительная линейка магнитных шлифовальных и фрезерных патронов была разработана для обеспечения нового ведущего в своем классе удерживающего усилия.Это приводит к еще большему увеличению производительности, чем стандартные магнитные патроны.

Наши высокоточные параллельные шлифованные поверхности чрезвычайно долговечны и требуют минимального обслуживания. Магнитные патроны дополняют прочную конструкцию и исключительную технологию изготовления редкоземельных неодимовых магнитов.

Источник питания необходим для правильной работы электромагнита, поскольку электромагниты должны иметь возможность освобождать металлические предметы так же легко, как они притягивают и удерживают их.Отпускание – это функция источника питания, а не магнита.

Блоки питания

выдают обратный ток, который обеспечивает положительное высвобождение даже тех легированных сталей, которые очень хорошо сохраняют наведенный магнетизм. Все блоки питания Bunting предназначены для подачи постоянного тока на промышленные электромагниты.

Источники питания

BPS3 идеально подходят для робототехники или приложений «подобрать и разместить».

Обратитесь за техническими рекомендациями.

Электромагниты

не требуют особого обслуживания и могут использоваться во многих различных ручных и автоматизированных приложениях.Электромагниты часто используются для увеличения производства и упрощения автоматизации на различных объектах. Они хорошо подходят для приложений, где материалы необходимо собирать в одном месте, крепко удерживать во время транспортировки, а затем выпускать в пункт назначения.

Да! Возможность включать и выключать ток электромагнита имеет несколько преимуществ. Одно из преимуществ состоит в том, что когда электромагнит не используется, он может быть отключен для безопасной передачи без риска. При передаче постоянного магнита магнитное поле останется и может привести к неудобствам или травмам, если при транспортировке постоянный магнит притягивается к нежелательным предметам.Возможность включать и выключать ток электромагнита – вот что обеспечивает уникальную портативность электромагнитов. Когда магнитное поле электромагнита включено, он может подбирать предмет, такой как тяжелый металлический лист, и безопасно удерживать его, например, когда предмет перемещается по складу. Затем, как только предмет достигнет места назначения, электромагнит можно выключить, что обеспечит безопасное высвобождение предмета.

Основное преимущество электромагнита по сравнению со стандартным или постоянным магнитом состоит в том, что его силу можно контролировать.Поскольку электромагнит работает на электричестве, его силу можно отрегулировать в любое время в зависимости от того, сколько электрического тока может проходить через него. Это самое большое преимущество электромагнитов, но также и их самый большой недостаток, поскольку электромагниты должны иметь постоянный электрический ток, чтобы поддерживать свое магнитное поле.

Электромагниты работают, используя комбинацию электричества и магнетизма. В электромагните магнитное поле создается электрическим током, который затем исчезает при выключении магнита.Благодаря контролируемому использованию электричества электромагнит способен притягивать и удерживать черные металлы, такие как тяжелое железо, стальной лом и многое другое.

Развертки листов с постоянным магнитом Bunting® – более быстрая и безопасная альтернатива для работы со стопками листов. Магнитные листовые вееры могут положить конец ручному отделению масляных, липких, полированных или предварительно обработанных листов черных металлов.

Магнитные вееры для листов создают постоянную мощную магнитную силу, которая автоматически раздувает листы на части без риска поражения электрическим током.Операторы станков и роботизированные манипуляторы могут надежно и безопасно снимать листы по одному, исключая возможность «двойного» заклинивания или повреждения вашего оборудования.

Неодимовые магниты относятся к семейству редкоземельных магнитов и являются самыми постоянными магнитами в мире. Они состоят из неодима (Nd), железа (Fe) и бора (B), что делает их уязвимыми для ржавчины, если они подвергаются воздействию элементов. Чтобы защитить магнит от коррозии и укрепить хрупкий материал магнита, магнит обычно покрывают никелем.

Если оставить на открытом воздухе, железо в магните заржавеет. Чтобы защитить магнит от коррозии и укрепить хрупкий материал магнита, мы рекомендуем покрыть магнит никелированным покрытием. Другие варианты покрытия: цинк, олово, медь, эпоксидная смола, серебро и золото.

С неодимовыми магнитами

следует обращаться осторожно, чтобы избежать травм и повреждения вас и магнита. При обращении с неодимовыми магнитами помните следующее:

  • Пальцы и руки можно сильно зажать между двумя притягивающими магнитами.Важно хранить их в недоступном для маленьких детей месте.
  • Неодимовые магниты хрупкие и могут отслаиваться, треснуть или расколоться, если они сошлись вместе.
  • Необходимо использовать средства защиты глаз.
  • Неодимовые магниты также могут повредить такие предметы, как кредитные карты, магнитные идентификационные карты или видеокассеты.
  • Никогда не размещайте неодимовые магниты рядом с электронными устройствами. Крайне важно ни в коем случае не подпускать их к человеку с кардиостимулятором или подобной медицинской помощью.
  • Неодимовые магниты нельзя обрабатывать.Материал хрупкий, склонен к скалыванию и растрескиванию, поэтому его нельзя хорошо обрабатывать обычными методами. Обработка магнитов будет генерировать тепло, которое, если его не контролировать, может размагнитить магнит или даже воспламенить материал, который является токсичным при сгорании.
Неодимовые магниты

имеют множество применений, что вполне логично, учитывая, что они чрезвычайно прочные и доступные. Вот лишь несколько примеров применения неодимовых магнитов в повседневной жизни:

  • Электроника – в сотовых телефонах, динамиках, наушниках и другой бытовой электронике используются неодимовые магниты.
  • Промышленное применение – Генераторы переменного тока, расходомеры, линейные приводы, гироскопы.
  • Зажимы – пара неодимовых блоков или кубиков идеально подходят для удержания металлических деталей на месте. Чаще всего это используется для сварки, сверления или механической обработки.
  • Зеленая энергия – И в гибридных, и в электромобилях используются неодимовые магниты, как и в ветряных турбинах.
  • Здравоохранение – В кардиостимуляторах и аппаратах магнитно-резонансной томографии (МРТ) используются неодимовые магниты.
  • Масляные фильтры – Вы когда-нибудь задумывались, как отфильтровывают металлическую стружку из масла? Неодимовые магниты!
  • Поисковые устройства – Эти магниты достаточно мощны, чтобы находить спрятанные гвозди и другие металлические предметы внутри стен.
  • Магнитная терапия – для тех, кто использует магнитную терапию в качестве лечебного инструмента, неодимовые магниты идеально подходят для этих целей. Есть блоки разного размера на выбор, в зависимости от размера обрабатываемого тела.
  • Доводчики – Вам нужно закрыть брошюру, коробку, скоросшиватель или другой предмет презентации? Неодимовые магниты идеально подходят для этой работы.
  • Игрушки. Возможно, вы когда-то играли с магнитами. Вероятно, это были неодимовые магниты! Их довольно часто используют в качестве развлечения.
  • Перемагничивание – неодимовые магниты можно использовать для восстановления намагниченности в других типах магнитов, таких как подковы Alnico и другие стержневые магниты.
  • Металлоискатели – Знаете ли вы, что в металлоискателях используются неодимовые магниты?

Как и другие магниты из редкоземельных элементов, неодимовые магниты обладают высокой устойчивостью к размагничиванию. Они не потеряют своей намагниченности вокруг других магнитов или при падении. Однако неодимовые магниты полностью теряют намагниченность при нагревании выше температуры Кюри, которая составляет 590 ° F (310 ° C) для стандартных марок N.BuyMagnets.com предлагает широкий выбор неодимовых дисковых магнитов из жаропрочного материала, которые могут выдерживать более высокие температуры без потери прочности.

Неодимовые магниты доступны для стандартных и высокотемпературных применений. Неодимовые магниты со стандартной температурой начнут терять прочность, если их нагреть выше максимальной рабочей температуры, которая составляет 180 ° F (80 ° C). Высокотемпературные неодимовые магниты можно безопасно использовать при рабочих температурах до 300 ° по Фаренгейту (149 ° Цельсия).

Самариево-кобальтовые магниты чрезвычайно твердые и хрупкие, поэтому при работе с ними следует защищать их от ударов и механических воздействий. Те, которые относительно тонкие по сравнению с их поперечным сечением полюса (длина магнита / площадь полюса), размагнитятся легче, чем толстые. Магнитная геометрия с использованием опорных пластин, ярм или структур обратного пути лучше реагирует на повышенные температуры. Член команды BuyMagnets.com может помочь определить, требуется ли индивидуальная обработка или возможна опция «подогнать под размер».

Общие области применения и типичные применения самариево-кобальтовых магнитов включают технические приложения, в которых применяются повышенные температуры, например:

  • Компьютеры
  • Электроника
  • Переключатели
  • Автомобильные приложения «под капотом»

Некоторые другие области применения самариево-кобальтовых магнитов – в двигателях, компактных магнитных узлах большой силы, турбомашинах, дипольных узлах, микрофонах, динамиках и т. Д. системы распыления для вакуумного напыления, срабатывания датчиков Холла, ускорителей частиц и многих других приложений.

Самариево-кобальтовые магниты устойчивы к коррозии и сохраняют большую часть своей энергии при температуре до 575 ° по Фаренгейту, что делает их идеальной заменой магнитам Alnico, когда требуется использование при высоких температурах или миниатюризация. Они обладают хорошей температурной стабильностью – максимальная температура использования составляет от 250 до 550 ° C; Температуры Кюри колеблются от 700 до 800 ° C.

Они будут работать в приложениях, где требуется, чтобы система работала при криогенных (или очень высоких) температурах – более 350 ° F или 180 ° C.В приложениях, где требуется, чтобы характеристики соответствовали изменению температуры, плотность магнитного потока самариево-кобальтового магнита будет изменяться менее чем на 5% при изменении температуры на 100 ° C (в диапазоне 25–250 ° C или 77–480 ° F). . Магниты из спеченного редкоземельного сплава самарий-кобальт чрезвычайно устойчивы к размагничиванию и могут работать при температурах до 500 ° F (260 ° C).

Самариево-кобальтовые магниты – это редкоземельные магниты, которые предлагают лучшее качество и ценность при сравнении характеристик и размеров в высокотемпературных средах (подробнее об этом ниже).Они чрезвычайно прочные и обычно позволяют использовать магнитные профили меньшего размера. Хотя самариево-кобальтовые магниты не так сильны, как неодимовые магниты, они обладают тремя значительными преимуществами:

  • Они работают в более широком диапазоне температур.
  • Они имеют превосходный температурный коэффициент
  • Они обладают большей устойчивостью к коррозии.

Поскольку самарий-кобальт обеспечивает отличную коррозионную стойкость, эти магниты обычно не требуют обработки поверхности.Они также обладают хорошей устойчивостью к внешним размагничивающим полям из-за их высокой внутренней коэрцитивной силы (Hci). Это сопротивление делает магниты из редкоземельных металлов на основе самария и кобальта отличным выбором для электромеханических применений.

Алнико твердый и хрупкий, склонен к растрескиванию и растрескиванию. Для обработки этого материала необходимо использовать специальные методы обработки. Магниты Alnico требуют намагничивающих полей примерно 3 кЭ (кило Эрстеда). Из-за их относительно низкой коэрцитивной силы следует проявлять особую осторожность, чтобы гарантировать, что алнико-магниты не подвергаются неблагоприятным отталкивающим полям, поскольку они могут частично размагнитить магниты.Намагниченные магниты следует хранить с «держателями», чтобы уменьшить возможность частичного размагничивания. Если алнико-магниты частично размагничены, они могут быть легко повторно намагничены.

Спеченные алнико-магниты производятся путем прессования мелкого алнико-порошка в прессе, а затем спекания из спеченного порошка в твердый магнит. Спеченный альнико имеет несколько более низкие магнитные свойства, но лучшие механические свойства, чем литой альнико. Оба являются твердыми и хрупкими материалами и требуют умелой обработки на специализированном оборудовании.Как правило, не рекомендуется использовать эти материалы в конструкционных или декоративных целях. Магниты Alnico можно впрессовать непосредственно в немагнитные материалы. Для стальных штамповок они должны быть заключены во втулку из цветного металла. Sintered alnico 8H обладает высокой температурной стабильностью, коэрцитивной силой и сопротивлением размагничиванию, как и Cast alnico 8, но его можно производить с более жесткими допусками. Его мелкозернистая структура обеспечивает очень равномерное распределение магнитного потока и механическую прочность, поэтому он идеально подходит для приложений, требующих небольшой магнитной длины или связанных с высокоскоростным движением.Некоторые приложения включают в себя измерители сердечника, пакеты трубок бегущей волны, поляризованные реле, герконовые переключатели, устройства передачи крутящего момента и удерживающие устройства сэндвич-типа.

Литые алнико-магниты производятся путем заливки расплавленного металлического сплава в форму с последующей его обработкой в ​​различных циклах термообработки. Полученный магнит имеет темно-серый цвет и может иметь шероховатую поверхность. Обработанные поверхности выглядят блестящими, как сталь. Литые магниты могут изготавливаться сложной формы, например подковы, что невозможно с другими магнитными материалами.

Типы литых магнитов Alnico

Cast Alnico 5 – наиболее часто используемый. Этот материал алнико широко используется во вращающемся оборудовании, измерителях, инструментах, чувствительных устройствах и удерживающих устройствах, и это лишь некоторые из них. Для достижения наилучших результатов с магнитами alnico 5 длина должна быть не менее 5-кратного диаметра поперечного сечения; или в 5 раз больше диаметра круга, равного по площади поперечному сечению.

Литой Alnico 8 HE – Этот магнит обладает высочайшей температурной стабильностью среди всех имеющихся в продаже магнитных материалов.Усовершенствованная кристаллическая структура и методы легирования позволяют получить продукт энергии 6,0 и высокое сопротивление размагничиванию. Типичное применение – компьютерные клавиатуры, приводы, принтеры, микрофоны, счетчики, двигатели, генераторы, реле, герконовые реле и преобразователи.

Магниты

Alnico получили свои магнитные свойства и название от этих элементов – алюминия, никеля и CObalt. У них самый широкий диапазон температурной стабильности среди всех стандартных магнитных материалов – до 1000 ° F, при котором сохраняется примерно 85% намагниченности при комнатной температуре.Температурные изменения выше этого значения в основном являются структурными и не полностью обратимы или повторно намагничиваются. Магниты алнико производятся с использованием процесса порошковой металлургии (спеченный альнико) или литейного процесса (литье альнико). Другие характеристики включают высокую остаточную индукцию, а также относительно высокую энергию. Коррозионная стойкость алнико считается превосходной, и никакой обработки поверхности не требуется, но на магниты алнико можно легко нанести покрытие.

Современные постоянные магниты изготовлены из специальных сплавов, которые, как было обнаружено в ходе исследований, позволяют создавать все более совершенные магниты.Сегодня наиболее распространены семейства магнитных материалов, изготовленные из алюминия-никеля-кобальта (Alnico), стронция-железа (ферриты, также известные как ферриты), неодима-железа-бора (неомагниты, иногда называемые «супермагнитами»). »), И самарий-кобальт. (Семейства самарий-кобальт и неодим-железо-бор вместе известны как редкоземельные элементы).

Подробнее о постоянных магнитах

Магниты выполняют следующие функции:

  • Притягивать определенные материалы, такие как железо, никель, кобальт, некоторые стали и другие сплавы
  • Создавать притягивающую или отталкивающую силу на другие магниты (противоположные полюса притягиваются, как полюса отталкиваются)
  • Воздействовать на электрические проводники, когда магнит и проводник движутся относительно друг друга
  • Влияют на путь, пройденный электрически заряженными частицами, движущимися в свободном пространстве

На основе этих эффектов магниты преобразуют энергию из одной формы в другую без каких-либо необратимых собственных потерь энергия.Примеры функций магнита:

  • От механического к механическому – например, притяжение и отталкивание
  • От механического к электрическому – например, генераторы и микрофоны
  • От электрического к механическому – например, двигатели, громкоговорители, отклонение заряженных частиц
  • От механического к нагреву – например, вихревой ток и гистерезисный момент устройства
  • Специальные эффекты, такие как магниторезистивность, устройства на эффекте Холла и магнитный резонанс

Подробнее о том, как работают магниты

Magnetic Seal – обзор

4.5 Уплотнения

Если ввод / вывод мощности осуществляется путем подсоединения вала маховика к системе передачи вне вакуумной камеры, требуется вращающееся вакуумное уплотнение.

Основная проблема здесь связана с высокой окружной скоростью уплотнительного элемента, особенно если передаваемая мощность высока. Минимальный внешний диаметр трубчатого вала, изготовленного из материала, допустимое напряжение сдвига которого составляет τ a , можно легко вычислить как

(4,33) (ds) min = 22πτa [1- (ris / ros) 4] (Pω) max3

Если передаваемая мощность не зависит от скорости, максимальное значение крутящего момента ( P / ω ) max происходит при минимальной рабочей скорости.

Тогда минимальное значение окружной скорости в уплотнении сплошного вала составляет:

(4,34) Vmin = 2ωmax3πτa (Pω) max3≤2ωmax2Pmaxπτa (ωmin / ωmax) 3

Использование уплотнения на вал с минимально возможной угловой скоростью: первый редуктор следует по возможности разместить внутри вакуумной камеры.

При работе зубчатых колес в вакууме, по крайней мере, при давлении до 1 Па, проблем быть не должно, поскольку большинство смазочных масел имеют соответственно низкое давление паров.Однако для более низких давлений рекомендуется использование специальных вакуумных масел.

Уплотнение можно выбрать из множества типов; широкий выбор описан в [76–13], который также включает некоторые из наиболее необычных типов. Однако для практических целей существует всего несколько широко используемых типов.

Наиболее распространенным типом является контактное торцевое уплотнение, в котором уплотняющее действие осуществляется вращающимся графитовым кольцом, которое прижимается к неподвижному кольцу в корпусе. В качестве альтернативы кольцо из углеродного графита может быть неподвижным, в то время как стальное кольцо вращается.Сила, удерживающая два кольца в контакте, может создаваться либо пружинами, либо постоянным магнитом. Типичное магнитное уплотнение этого типа, используемое для поддержания вакуума до 1,3 × 10 −3 Па (10 −5 торр) против атмосферного давления, показано на Рис. 4.12 .

Рисунок 4.12. Магнитное уплотнение с угольным уплотнительным кольцом. Уплотняющее давление обеспечивается неподвижным постоянным магнитом, который действует на вращающееся кольцо из магнитного материала. Неподвижным уплотняющим элементом является магнит

. В соответствии со спецификациями производителя эти уплотнения могут достигать окружной скорости 86 м / с, что соответствует большинству применений.Торцевая нагрузка принимается в диапазоне 70–140 кПа с пределом произведения давления и скорости pV <35 × 10 6 Па м / с (Н / мс). Коэффициент трения находится в диапазоне 0,05–0,1.

Мощность P s , потерянная в уплотнении, легко вычисляется из среднего радиуса r м и радиальной ширины w r кольца по простой формуле:

(4,35) Ps = 2πrm2wrpfω

, что дает значения, значительно превышающие те, которые могут быть выведены из спецификаций некоторых производителей.

Уплотнение может сильно нагреваться, и, если стоимость продукта pV высока, может потребоваться охлаждение масла, используемого в уплотнении. Графитовые кольца могут выдерживать высокие температуры, но уплотнительные кольца круглого сечения ненадежны при температурах от 230 до 290 ° C, в зависимости от режимов работы машины. Как и для всех типов уплотнений, некоторые проблемы возникают из-за вибрации и перемещений вала, хотя осевые смещения до 0,2 мм и радиальные до 0,125 мм считаются допустимыми.

Другой тип механического уплотнения, который успешно использовался, по крайней мере, в экспериментальных маховиках, показан на Рис. 4.13 . Это уплотнение дешево и, если для манжетных уплотнений используется соответствующий материал, может использоваться для довольно высоких окружных скоростей. «Витоновые» уплотнения считаются безопасными при скорости до 31 м / с при нормальном использовании, когда разница давлений между двумя сторонами уплотнения мала. Уплотнение со стороны «атмосферы» подвергается небольшому давлению, но другое уплотнение должно выдерживать все атмосферное давление. В этом состоянии давление выступа на вал слишком велико. С этим можно справиться, немного уменьшив диаметр вала, но следует проконсультироваться с производителем уплотнения, чтобы выбрать правильное значение; слишком большой вал резко сократит срок службы уплотнения, а маленький – приведет к утечкам.

Рисунок 4.13. Схема вакуумного уплотнения с двумя стандартными манжетными уплотнениями

Типом уплотнения, который представляет собой жизнеспособную альтернативу механическим уплотнениям, является «магнитное жидкостное» уплотнение (продается под торговым названием «Ferrofluidic»).

«Феррожидкость» – это суспензия мелких частиц магнетита в жидкости. Частицы очень маленькие и покрыты слоем коллоидного вещества, которое предотвращает их осаждение. Жидкость может удерживаться на месте с помощью магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом.Три типа уплотнений, произведенных Ferrofluidic Corp., показаны на рис. 4.14 . Это стандартное оборудование, хотя и дорогое, и доступно в широком диапазоне размеров. Окружная скорость не должна превышать 50 м / с, поскольку тепло, выделяемое во время движения, вызывает испарение магнитной жидкости, если полюсные наконечники не охлаждаются водой, как в некоторых устройствах, специально разработанных для работы на высоких скоростях.

Рисунок 4.14. Схематические чертежи трех типов промышленных магнитных жидкостных уплотнений, которые могут использоваться для работы в вакууме.

(a)

Вращающийся проходной тип.

(б)

Тип картриджа.

(в)

Модульный тип. Это не герметичный узел

Момент трения уплотнений этого типа ниже, чем у механических уплотнений, поскольку трение между твердыми частицами отсутствует, но зависит от рабочей температуры.

Формула для оценки мощности, рассеиваемой в уплотнении:

(4.35) Ps = Cds3ηω2

, где постоянная C зависит от типа уплотнения, а вязкость η сильно зависит от температуры и, следовательно, от скорости, с которой работает уплотнение.

Пусковой момент обычно высокий из-за увеличения магнитных потерь, когда частицы ориентируются магнитным полем в состоянии покоя, и из-за высокого значения вязкости при низкой температуре. Магнитные потери исчезают после нескольких оборотов вала, и сопротивление быстро падает до более низкого значения, медленно уменьшаясь до тех пор, пока не будет достигнута равновесная температура; это может занять несколько минут.

Крутящий момент сопротивления феррожидкостного уплотнения, показанный на рис. рис. 4.14 (b) показан как функция скорости вала на рис. 4.15 как функция скорости вместе со значениями, вычисленными по уравнению (4.35). Значение C было получено как функция количества ступеней, осевой длины каждой ступени l и радиального зазора δ по простой формуле:

Рисунок 4.15. Затяните момент затяжки M s уплотнения типа, показанного на Рисунок 4.14 (b) в зависимости от скорости. Уплотнение для вала диаметром 12,5 мм.

(4,36) C = πnl / 4δ

вязкость была принята как функция угловой скорости по формуле:

(4,37) η = aω − b

Значения a и b были получены из экспериментальные измерения температуры равны 0,7425 и 0,57, чтобы получить вязкость в Pl , когда ω выражается в рад / с.

Большое количество ступеней и низкое значение радиального зазора δ такого уплотнения приводят к тормозному моменту, который не так низок, как можно было бы ожидать от уплотнений этого типа.

Альтернативным решением является уплотнение центробежно-магнитного типа, в котором магнитная жидкость выбрасывается центробежным полем в камеру, где она ведет себя аналогично центробежным уплотнениям. Поскольку зазор во внешней камере может быть больше, крутящий момент может быть низким, но, в отличие от обычных центробежных уплотнений, уплотняющее действие сохраняется на низкой скорости или даже в состоянии покоя, поскольку магнитные силы удерживают жидкость в нужном положении.

Магнитные жидкостные уплотнения могут использоваться в высоком вакууме, так как давление паров используемой жидкости низкое.Для некоторых жидкостей для работы в высоком вакууме давление до 10 -8 Па может поддерживаться при атмосферном давлении.

Утечка магнитных жидкостных уплотнений очень мала, и, если обеспечивается надлежащее охлаждение, сообщается значение 10 −12 Па · м 3 / с (7,6 × 10 −12 торр 1 / с). от производителя. Это также относится к высокоскоростной работе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *