Постоянный магнит: взаимодействие с объектами, магнитное поле, размагничивание

Как намагнитить магнит в домашних условиях?

Для многих людей магнит до сих пор является загадкой, хотя с данным металлом и явлением в принципе, люди познакомилась очень давно. Уже тогда была разработана целая система по изготовлению различных магнитов. Сегодня же это далеко не редкость и даже мощные магниты можно сделать в домашних условиях.
Создание магнита с подручных средств

Конечно, для многих это покажется даже чем-то сверхъестественным и возможно даже будет шоком, но даже сейчас, сидя дома, большинство людей могут изготовить магнит своими руками. Ниже представлено четыре способа, в которых описано, как сделать мощный магнит в домашних условиях.

Первый и наверняка поэтому самый простой способ: для его осуществления нужно лишь взять любой предмет, который можно намагнитить (предмет должен быть металлическим) и провести им несколько раз вдоль постоянного магнита, причем делать это следует только в одном направлении. Но, к сожалению, такой магнит будет недолговечным и очень быстро потеряет свои магнитные свойства.

Данный метод намагничивания производится с помощью батарейки или аккумулятора на 5 или 12 вольт. Чаще всего он применятся для намагничивания отверток и выполняется следующим образом:

• Берется медная проволока определенной длины, которой будет достаточно для того, чтобы обмотать стержень отвертки 280 — 350 раз. Лучше всего подходит проволока из трансформаторов, или та, что предназначена для их производства. • Изолируется предмет, в данном случае, при помощи изоленты выполняется обмотка всего стержня отвертки. • Выполняется сама обмотка и подключение ее к батарее. Один конец — к плюсу, другой – к минусу. Обмотку следует проводить виток к витку, равномерно. Изоляция также должна быть плотной.

В результате данных манипуляций, с отверткой будет намного приятнее работать. Такой операцией можно превратить любые старые ненужные отвертки в действительно удобный инструмент.

Этот вариант описывает то, как сделать мощный магнит довольно простым способом. На самом деле он полностью уже был описан выше, но конкретно этот способ подразумевает под собой другой материал. В данном случае будет использоваться обычный металл, а точнее небольшой кусок из него, желательно кубической формы и более мощная катушка. Теперь количество витков нужно увеличить в 2-3 раза, чтобы намагничивание прошло успешно.

Этот метод очень опасен и категорически запрещен для исполнения людьми, не являющимися профессионалами в сфере электрики. Выполняется строго с соблюдением техники безопасности, главное помнить, что ответственность за жизнь и здоровье несете только Вы и никто больше.

Он рассказывает о том, как сделать сильный магнит в домашних условиях, при этом затратив небольшую сумму денег. В этом случае будет использоваться еще более мощная катушка, намотанная исключительно из меди, а также плавкий предохранитель для сети в 220 вольт.

Предохранитель нужен для того, чтобы катушку можно было вовремя отключить. Сразу же после подключения в сеть он сгорит, но при этом за такой промежуток времени успеет пройти процесс намагничивания. Сила тока в таком случае будет максимальной для сети и магнит будет достаточно мощным.

Мощный электромагнит своими руками

Во-первых, нужно разобраться с тем, что это такое. Электромагнит представляет из себя целое устройство, которое при подаче на него определенного тока, работает как обычный магнит. Сразу же после прекращения он теряет эти свойства. О том, как сделать мощный магнит из обычной катушки и железа было описано выше. Так вот, если вместо железа использовать магнитопровод, то как раз и получится тот самый электромагнит.

Для того, чтобы разобраться с тем, как сделать сильный магнит в домашних условиях, который будет работать от сети, нужно всего лишь вспомнить немного информации из курса школьной физики и понять, что при увеличении катушки, а также магнитопровода, возрастет и мощность магнита. Но при этом потребуется больше тока, для раскрытия полного потенциала магнита.

Но самыми мощными все же остаются именно неодимовые, они обладают всеми самыми желанными свойствами и при своей силе имеют небольшой размер и вес. О том, как делать неодимовые магниты собственными руками и возможно ли это вообще и пойдет речь дальше.

Изготовление неодимового магнита

Из-за сложного состава и специальной методики производства, вопрос о том, как сделать неодимовый магнит своими руками в домашних условиях отпадает сам собой. Но многих все же интересует, как делать неодимовые магниты, ведь, казалось бы, если можно сделать обычный магнит, то и неодимовый также вполне реально изготовить.

Но все не так просто, как кажется в действительности. Производством таких магнитов занимаются серьезные компании, они используют специальные технологии очень мощного намагничивания материала. И это помимо того, что используется достаточно сложный в добыче и производстве сплав. Поэтому на данный вопрос можно четко ответить – никак. Если у кого-то получится это сделать, то он с легкостью сможет открыть свое производство, так как необходимое оборудование у него уже будет.

Применение созданных магнитов

Применение в промышленно-хозяйственных целях

Применяются в различных электроприборах. Особенно часто встречаются в устройствах, оборудованных динамиками. Любая динамическая головка включает в себя магнит, ферритовый или неодимовый, в редких случаях используются и другие. Также используются магниты в мебельном производстве, игрушках. На производствах, при фильтрации сыпучих материалов.

Применение в домашних условиях

Магниты на холодильник – это одно из самых распространенных направлений применения магнитов. Также некоторые используют их для остановки счетчиков, для того чтобы снизить плату на коммунальные услуги, но делать так категорически запрещено, да и нецелесообразно.

Исходя из этой статьи можно понять то, как сделать мощный магнит в домашних условиях, при этом не затратив на это каких-то особых усилий и материальных средств. Но не стоит экспериментировать с мощной сетью людям, которые не разбираются в электричестве и вообще не имеют представления о том, как это работает, потому как это серьезно и очень опасно для жизни человека.

Чем намагнитить отвертку

Использование намагниченной отвертки или отвертки — это все равно, что иметь дополнительную руку.

Изобретатели делают покупки в бюджетном китайском интернет-магазине.

Завинчивание винтов — это задача, которая иногда требует третьей руки.

Вам нужна одна рука, чтобы удерживать винт, одна для того, чтобы повернуть отвертку или управлять сверлом, а третья, чтобы выровнять закрепляемые объекты.

Ни у кого нет трех рук, но если ваша отвертка сможет удерживать винт, вы легко сможете выполнять большинство работ с двумя имеющимися у вас. Это одна из причин, почему профессиональные торговцы используют намагниченные отвертки и насадки.

Намагниченная отвертка служит и для других целей. Это устраняет необходимость удерживать винт, когда вам приходится вбивать его в месте, слишком плотном для другой руки.

Она также может удерживать винты, которые вы удаляете из труднодоступных мест, чтобы они не упали и не потерялись.

Более того, если винт или какой-либо другой металлический предмет упал, вы можете использовать его, чтобы извлечь его.

Только ферромагнитные материалы могут быть намагничены

Электроника для самоделок в китайском магазине.

Атомы выравниваются с полем постоянного магнита.

Вы можете приобрести намагниченную отвертку или биты отвертки, но нет смысла тратить деньги, потому что достаточно легко намагнитить отвертку самостоятельно. Однако есть одно условие: вал привода должен быть изготовлен из ферромагнитного материала, что означает ,что он должен содержать железо, никель, кобальт или редкоземельный элемент, такой как гадолиний или рутений.

К счастью, практически все отвертки и биты сделаны из стального сплава, содержащего железо, самый известный ферромагнитный материал. Специальные отвертки, изготовленные из неферромагнитных материалов, таких как сверхтвердый титан или титановые сплавы, не могут намагничиваться.

Как намагнитить отвертку намагничивателем

Прикосновение стального вала любой отвертки к постоянному магниту намагнитит сталь примерно на 3 месяца. Подойдет любой магнит, но сильные работают лучше, чем слабые.

Как минимум, вы должны использовать магнит с силой тяги от 1/4 до 1 фунта. Неодимовые магниты, доступные в любом хозяйственном магазине, работают лучше всего.

Магазин бытовой техники, скорее всего, также продает намагничиватели отвертки, специально предназначенные для этой цели.

Вы можете купить намагничиватель отвертку, которая в основном представляет собой магнит в пластиковом корпусе.

1. Очистите отвертку или резьбовую головку тряпкой, чтобы удалить ржавчину и грязь. Возможно, вы захотите использовать растворитель для краски или смазку, такую ​​как WD-40, если вал особенно маслянистый.
2. Удерживая отвертку или резьбовой наконечник, прикоснитесь одной рукой, а затем прикрепите магнит к валу. Если он «прилипает», вал — железный материал, и вы готовы к работе. Если вы не чувствуете никакой привлекательности, вы не сможете навсегда намагнитить инструмент.
3. Проведите магнит вдоль вала от основания до наконечника. Поверните вал на 1/4 оборота и повторите движение в том же направлении, начиная от основания к наконечнику. Продолжайте, пока вы не поверните вал на полный оборот.
4. Проверьте магнитную силу, используя отвертку, чтобы взять винт. Если притяжение недостаточно сильное, повторите шаги 2 и 3.
5. При необходимости размагнитить отвертку, пропустив магнит вдоль вала в противоположном направлении.

подсказки

Если магнит не прилипает к валу отвертки, вал изготовлен из неферромагнитного материала, такого как титан.

Многие из этих материалов являются парамагнитными , что означает, что они могут действовать как магниты, пока они находятся в контакте с постоянным магнитом.

Если вы хотите сделать титановое резьбовое сверло для вашей магнитной дрели, используйте его вместе с магнитным держателем бит.

Если вы не хотите идти в магазин, чтобы купить магнитную отвертку или винтовое сверло, маловероятно, что вы захотите совершить поездку, чтобы купить неодимовый магнит или коммерческий намагничиватель. Нет проблем. У вас, вероятно, есть магниты вокруг дома, которые будут работать так же хорошо. Вот некоторые места, чтобы посмотреть:

Любое из этих забавных украшений, прикрепленных к вашему холодильнику, может намагнитить вашу отвертку.

• Предметы, прилипшие к дверям холодильника, часто имеют достаточно сильные магниты, чтобы справляться с работой. Чем сложнее вытащить объект из холодильника, тем лучше он будет работать.
• колонки построены с сильными постоянными магнитами. Если вы можете получить доступ к задней части динамика, протрите вал отвертки вдоль плоской части, где прикреплены провода динамика. В целях безопасности не забудьте сначала отсоединить провода.
• Кухонные и ванные шкафы часто имеют магнитные защелки. Потрите отвертку вдоль одного из этих магнитов, чтобы намагнитить его.
• Ваша дрель для батареи может иметь магнитный держатель винта на основании. Этот магнит должен быть достаточно сильным, чтобы намагнитить вашу отвертку или резьбовую головку.

Другие способы намагнитить отвертку

Изменяющийся ток внутри катушки создает магнитное поле.

Использование электричества: можно намагничить отвертку, обмотав вал привода изолированным проводящим проводом и подключив этот провод к источнику питания.

Этот метод работает только с переменным током, потому что изменение силы тока и направления, известного как поток, создает магнитное поле.

Если вы попробуете этот метод, который не рекомендуется , вам понадобится понижающий трансформатор, чтобы преобразовать напряжение из вашей розетки в безопасное значение в несколько вольт. Опасно вставлять провода прямо в розетку. Никогда не делай этого.

Гораздо безопаснее использовать батарею 9 В, которая является источником постоянного тока. Ток течет в одном направлении от батареи, и его интенсивность остается постоянной, поэтому нет потока для создания магнитного поля.

Тем не менее, вы можете построить зарядный соленоид, обмотав провод вокруг короткой 1/2-дюймовой медной водопроводной трубы, через которую вал отвертки может свободно проходить. Подсоедините провод к 9-вольтовой батарее и сдвиньте отвертку назад и вперед внутри трубы, чтобы создать поток.

Используйте изолированный провод от 16 до 22 AWG и оберните его как минимум 20 раз вокруг трубы для достижения наилучших результатов.

Использование молотка: если вы достаточно часто ударяете молотком по валу отвертки, вы можете толкнуть атомы железа в стали достаточно, чтобы выровнять их в одном направлении и создать магнитное поле.

Это может занять некоторое время, но это хорошо знать, если вам срочно требуется магнитная отвертка и у вас нет доступных магнитов.

Точно так же, как только отвертка намагничивается, удар молотком может вывести атомы железа из строя и выровнять намагниченность.

Как намагнитить неодимовый магнит в домашних условиях?

Магнитный значок применяется практически в любом месте. Если в детстве мы игрались этими магнитными знаками, а в школе их использовали для того, чтобы закрепить определённую тему, то на деле, они применяются почти во всех сферах деятельности, представляя собой важный элемент различных электрических устройств, трансформаторов, электронных генераторов и двигателей.

Частенько магниты также используются во время производства разных зажимов, держателей, игрушек и сувениров.

Неодимовый магнитик является самым сильным, так как он сформирован из специального вида сплава, где в состав входит железный материал, бор и неодим. Такие материальные средства определяют то, насколько хорош определённый материал. Сейчас магнитные изделия из неодимового материала начинают занимать всё более высокие позиции на рынке, так как их начинают применять намного больше, чем стандартные ферритовые магнитики.

Магниты соединились между собой − как их разъединить

Как размагнитить магнит от магнита (разъединить), особенно, если они мощные? Сразу оговоримся, что мощные магниты способом просто разлома разделять бесполезно, и можно получить травму. В этом случае тоже можно дать, по меньшей мере, два совета:

Способ 1. Использование диамагнитного металлического листа

1. С помощью металлического клина из какого-либо диамагнитного материала (дюралюминий, медь и т.п.) попытайтесь расширить зазор между магнитами, но будьте осторожны − не пользуйтесь железным молотком (притягивается).
2. Вставьте в зазор лист (можно металлический) по площади больший магнитов, который будет служить гарантом, что все может вернуться обратно и магниты снова притянутся друг к другу.
3. Закрепите нижний магнит, а верхний начните сдвигать, пока не ощутите, что он освободился от притяжения нижнего.

Способ 2. Использование фанеры

1. Для разъединения магнитов используется лист толстой фанеры (10 мм). В нем делается отверстие под магнит (если невозможно создать зазор между магнитами). Этот лист послужит своеобразным упором для одного из магнитов в процессе разъединения.
2. Разъединение происходит таким же образом, как и в первом примере.

Все описанное выше − маленькие хитрости в основном для слесарей-любителей. А теперь немного о перипетиях с магнитами во время шопинга, который так обожает большинство наших милых дам.

Как магнит из неодима намагничивается, когда размагнитился неодимовый магнит?

Когда размагнитился неодимовый магнит, то его больше нельзя будет намагнитить. Всё, потому что, для намагничивания такого магнитика, нужно было бы использовать очень сильное магнитное поле.

К примеру, если взять определённый диск, имеющий магнитные свойства, размером 70 на 50 миллиметров, обладающий силой сцепления двухсот девяноста пять килограмм, то можно примерно понять, какое магнитное поле нужно для того, чтобы намагнитить неодимовый магнит. Это говорит о том, что в домашних условиях будет невозможным намагнитить неодимовый магнит, а это значит – нужно будет брать новое магнитное изделие.

Основные способы для постоянных магнитов

В быту иногда удобно использовать намагниченные инструменты, к примеру, отвертку, с которой лишний раз не спадет закручиваемый шуруп в самый неподходящий момент и в труднодоступном месте. Но свойства постоянного магнита не всегда полезны и нужны. С теми же намагниченными в процессе работы напильниками, сверлами, метчиками и т.д. будет явно сложнее работать из-за прилипающих металлических опилок.

В этом случае есть несколько решений этой задачи. Отметим из них два.

Способ 1. Нагревание до температуры выше точки Кюри

Точка Кюри − это температура разрушения симметрии атомов ферромагнетика. Проще говоря, берёте ваш намагниченный инструмент и довольно сильно нагреваете его. Строгая атомная симметрия нарушается, и инструмент теряет свои магнитные свойства под воздействием тепла.

Способ 2. Самодельный размагничиватель

Для этого способа понадобится наличие электромагнита, работающего от переменного тока, в виде любой катушки (полого соленоида), рассчитанной на имеющееся напряжение в доме. Вариантов катушек множество. Годится, скажем, катушка от старого электромагнитного звонка, втягивающее реле автомобильного стартера и т.п. Подойдет и первичная обмотка от какого-нибудь трансформатора, особенно, если его каркас цилиндрической формы. Вторичную − можно смотать за ненадобностью. Размагничиваемый инструмент помещаем внутрь на несколько секунд и «агрегат» включаем в электросеть переменного тока.

Как размагнитить постоянный магнит гарантированно, и при каком напряжении? Есть пара нюансов:

• Катушку, рассчитанную на 220 V, подключаем прямо в электросеть. Катушку на 110 вольт аналогично можно подключить прямо в сеть, но ненадолго. Катушку на 12 вольт подключаем через понижающий трансформатор.

• При размагничивании сначала извлекаем инструмент из катушки и только потом отключаем электропитание. Иначе, металл может не размагнититься.

Если упомянутых соленоидов (из старой катушки либо обмотки трансформатора) нет, можно намотать небольшую катушку-размагничиватель своими руками. Как ею успешно размагнитить постоянный магнит? Понадобится соблюдение ряда параметров:

сопротивление такой обмотки будет около 8 Ом, если:

— каркас соленоида будет 80 мм длиной, с внутренним диаметром − 30-35 мм;

— по краям каркаса при наматывании оставить щечки 80 мм диаметром, и толщиной − 5-6 мм;

— на соленоид наматывать примерно тысячу витков провода марки ПЭЛ (или ПЭВ), и диаметром 0,7-0,9 мм.

Для крупных слесарных инструментов понадобится более мощный (большего диаметра) размагничиватель. Его можно смонтировать из петли (петель) размагничивания старого кинескопа.

Каким образом можно размагнитить магнит из неодима в домашних условиях?

Чтобы магнит из неодима перестал магнититься и потерял все свои силы, нужно применить очень сильное физическое воздействие в виде удара, или же нагреть материал под высокой температурой. Такой вид магнитика имеет состав, который не позволяет ему выдержать мощные удары и обогревы, доходящие до высокого уровня температуры.

К примеру, при ударе молоточком по неодимовому магниту можно надеяться на то, что он потеряет собственные магнитные мощности. Или же, если нагреть такой магниты до температуры, превышающей восемьдесят градусов тепла, то он ослабнет. Такими особенностями обладают многие изделия из неодимового материала. Правда, бывают и исключительные средства, которые могут выдержать обогрев до двухсот градусов плюсовой температуры.

По сути, нужно использовать магниты из неодима в деле весьма аккуратным образом, так как тогда не придётся думать над тем, каким образом прикрепить такой магнит при утрате им всех качеств. Естественно, нельзя подвергать такие изделия мощным ударам, а также нагревать их при высокой температуре. В случаях, когда неодимовый магнит размагничивается, нужно его просто выбросить.

Не нужно подвергать изделие определённым изменениям в плане формы. Если попытаться изменить модель магнита, то можно утратить все магнитные свойства, а также получить ожоги, так как при распиливании изделия материал может начать возгораться.

Когда полноценная структура защитной оболочки, созданной из цинкового материала или никеля, нарушается, начинает появляться коррозия. В тех ситуациях, когда магнит из неодима самостоятельным образом размагничивается, то можно нарушить такое требование.

Проверить то, уменьшается ли сила магнита без подходящих приборов – непосильная задача. Чтобы не думать о том, каким образом можно намагнитить неодимовый магнит, лучше всего учитывать все требования по использованию данного материала.

Светлой памяти блистательного ученого и удивительного человека,

профессора Нестерина Валерия Алексеевича, посвящается

Намагничивание, размагничивание и калибровка постоянных магнитов в импульсном магнитном поле

Гусев С.А., Приказщиков А.В., Ткачишин Э.В.

Многочисленные виды технических устройств (электрические аппараты, электродвигатели, генераторы, магнитные муфты, магнитные сепараторы и др.) используют в своей конструкции постоянные магниты (ПМ) различных марок, размеров, конфигурации, количества магнитных полюсов и другие характеристики. Широкое применение ПМ потребовало решения технологических задач по их магнитной обработке: намагничивание, размагничивание и калибровка. Калибровку ПМ можно рассматривать как частный случай процесса размагничивания, производимого для получения заданного значения магнитных параметров для группы ПМ. Одним из основных методов решения этих задач служит применение импульсного оборудования, основанного на разряде электрической энергии, накопленной в конденсаторных батареях (емкостной накопитель энергии — ЕНЭ) в сочетании с намагничивающем приспособлением, в рабочей зоне которого создается необходимое магнитное поле. В качестве намагничивающих приспособлений служат соленоиды и индукторы, обеспечивающие формирование магнитного поля требуемого направления и конфигурации.

При разработке импульсного оборудования, наиболее подходящего по параметрам для решения конкретных задач по магнитной обработке ПМ, следует учитывать ряд факторов:

— марка материала ПМ;

— магнитная обработка единичного ПМ в разомкнутой или замкнутой цепи;

— магнитная обработка ПМ до или после монтажа в изделии;

— вид и размеры единичного ПМ или сборочной единицы изделия с магнитом (системой магнитов) в ее составе;

— схема магнитной обработки ПМ: осевая или радиальная, однополюсная или многополюсная, при многополюсной схеме наличие или отсутствие нейтральной области между соседними полюсами, т.п.;

— количество итераций магнитной обработки ПМ в единицу времени (производительность установки).

Намагничивание.

Намагничивание – это процесс, в результате которого под воздействием внешнего магнитного поля возрастает намагниченность магнитного материала.

Чтобы достичь максимальной выходной энергии магнита, он должен быть насыщенным, то есть намагничен полностью, хотя магнит впоследствии может быть стабилизирован термически или частично размагничен обратным полем. Для определения полной намагниченности магнита используется понятие намагниченности технического насыщения, это намагниченность магнитного материала, подвергнутого воздействию такого внешнего магнитного поля, при увеличении напряженности которого намагниченность не может быть существенно повышена.

Напряженность магнитного поля, необходимая для насыщения магнита зависит от коэрцитивной силы магнитного материала и в меньшей степени от характеристики компонентов, к которым он может быть прикреплен во время намагничивания (например, при намагничивании ПМ в составе магнитной цепи). Общее правило состоит в том, что для насыщения магнита необходимо применять поле в 2‑2,5раза больше коэрцитивной силы ПМ. В таблице 1 представлены основные характеристики распространённых постоянных магнитов.

Таблица 1. Типичные свойства некоторых распространенных постоянных магнитов.

Например, при коэрцитивной силе ПМ по намагниченности равной , значение напряженности магнитного поля (пиковое значение), необходимое для намагничивания ПМ до насыщения, составит величину не менее 4800кА/м. Типичный характер изменения остаточной индукции Br постоянного магнита, выраженной в процентах, от изменения величины намагничивающего поля представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 — Характеристика изменения Br, % от пикового значения намагничивающего поляHнамаг.

Кроме того, изотропные материалы достигают 98% максимального значения при более высокой требуемой величине поля, в 2,5–3 раза превышающей . Это связано с намагничиванием доменов, для выравнивания которых необходимо приложить поле, равное приложенному пиковому полю, умноженному на косинус угла между направлением приложенного поля и направлением выравниваемого домена. Например, при поле 2785кА/м достигается 97% от полной намагниченности для большинства изотропно связанных магнитов, но для достижения 99% насыщения требуется поле в 5170кА/м.

В случае магнитов, прикрепленных к электропроводящей арматуре, в материале арматуры во время намагничивающего импульса генерируются вихревые токи. Эти токи создают обратное магнитное поле, что может препятствовать тому, чтобы намагничивающий поток полностью проникал в проводящий материал, возможно, даже магнит, в течение короткого импульса, и это уменьшает намагничивающее магнит поле. Иногда это влияет на направление магнитного потока в магните и окружающем материале. В этих случаях при изготовлении оборудования необходимо отрегулировать параметры RLC цепи намагничивания, чтобы увеличить ширину импульса намагничивания, модифицировать намагничивающее приспособление. Большой по амплитуде и расширенный пиковый импульс генерируют больше тепла в намагничивающем приспособлении, что снижает производительность намагничивающего оборудования и требует применение принудительного охлаждения или других мер. Длительность импульса, достаточная для намагничивания постоянных магнитов в большинстве приложений, находится в диапазоне от 100мкс до 10мс. Таким образом, проектирование оборудования часто являться компромиссным решением для получения оптимальных режимов намагничивания ПМ и технических параметров установки.

Размагничивание.

Полное размагничивание ПМ может потребоваться при сборке их в изделии, когда это необходимо по требованию технологии сборки, определенных конструктивных особенностей изделия (при наладке, регулировке и т.п.) или при измерении гистерезисных характеристик ПМ с «нулевого» состояния.

Существует ряд способов получения полного размагничивания ПМ:

— термический способ, т.е. нагрев магнитов до температуры Кюри TС (°С). Для магнитов различных марок значение этой температуры различно. В таблице 2 приведены значения этих температур.

Таблица 2 Температура Кюри для ряда ПМ

Данный метод в отношении РЗМ-кобальтовых ПМ имеет существенные недостатки, связанные с частичной необратимой потерей магнитных свойств материала вследствие возможных изменений в его структуре, а также из-за интенсивного окисления поверхности.

— способ размагничивания ПМ в знакопеременном затухающем магнитном поле. Для высококоэрцитивных магнитов этот способ требует достаточно мощную установку, обеспечивающую возможность получение затухающих знакопеременных импульсов поля значительной величины в начале колебательного процесса. Направление размагничивающего затухающего переменного поля направлено встречно и согласно направлению намагниченности ПМ. Для получения более качественного размагничивания ПМ на магнит воздействуют основным полем, направление которого противоположно направлению остаточной намагниченности магнита, и дополнительным полем заданной амплитуды, затем отключают дополнительное поле, изменяют направление основного поля на противоположное и воздействуют дополнительным полем с меньшей амплитудой, этот процесс повторяется до уменьшения амплитуды дополнительного поля до нуля, затем воздействуют только основным полем, уменьшая амплитуду поля до нуля с периодическим изменением его направления.

— комбинированный способ размагничивания ПМ заключается в одновременном воздействии на ПМ нагрева и знакопеременного затухающего магнитного поля. В основе комбинированного способа размагничивания лежит явление обратимого уменьшения коэрцитивной силы ПМ с увеличением температуры нагрева. Нагрев ПМ производится до температуры не превышающей значения 0,6TС. Таким образом размагничивание ПМ достигается при относительно невысокой температуре и небольшой начальной амплитуде затухающего знакопеременного магнитного поля, величины которых могут быть определены для конкретных ПМ.

Калибровка.

Постоянные магниты, поставляемые одним производителем в составе одной поставочной партии или различных поставочных партиях за период времени, либо в составе партий разных производителей ПМ, должны работать одинаково в составе комплектуемого изделия. Для этого необходимо соответствие определенному допустимому диапазону отклонения (разбросу) их магнитных характеристик. Согласно данным для конкретной марки ПМ общепринятые диапазоны параметров ПМ варьируются в пределах от ±3% до ±5% для Br и от ±7% до ±10% для Hсм. В том случае, когда применение ПМ в составе тех или иных изделий требует более жестких допусков магнитных характеристик, необходимо выполнить селективную сортировку магнитов по величине параметров, либо произвести регулирующее воздействие (калибровку) на магниты приводящее к изменению параметров, соответствующих определенному значению. Материалы высококоэрцитивных магнитов довольно дорогие и процесс регулировки параметров чаще всего более приемлем, чем селективный отбор, использование которого возможно при необходимости применения в изделии магнитов с предельными (максимальными) значениями характеристик. Калибровка может уменьшить диапазон отклонений до значений ± 1,2% и ниже, хотя на практике более применим диапазон ± 1,5%.

Магнитная калибровка ПМ достигается путем последовательного приложения размагничивающего поля к магниту, значение которого каждый раз увеличивается, а параметры магнита контролируются, Процесс продолжается до достижения магнитом параметров требуемого значения в пределах заданного допуска. Следовательно, регулируемые параметры магнита должны быть измерены после каждого применения обратного поля. Этот процесс может быть автоматизирован в соответствии с определенным алгоритмом и выполнен с применением программируемого логического контроллера (ПЛК) или компьютера в составе импульсной установки. Возможны калибровки ПМ в ручном режиме или с однократным применением обратного поля. При применении импульсного оборудования для калибровки ПМ обычно задается, например, точка исходного состояния Bнач и конечное значение индукции Bк. Переход из начального состояние в конечное должен осуществляется путем подачи серии импульсов размагничивающего поля, амплитуда которого увеличивается по определенному закону. Например, процесс калибровки ПМ может быть представлен зависимостью B=f(Uс) представленной на рисунке 2.

Рисунок 2 — Графическая интерпретация линейного алгоритма процесса калибровки ПМ

При этом формирование импульсов осуществляется по оптимальному закону, соответствующему принципу «равного наклона»:

Uсi = Uс(i-1) +tgφ0·(Bi-1 – Bк),

где Uсi -напряжение заряда батареи в i-м цикле размагничивания;

Uс(i-1) — напряжение заряда батареи на (i-l)цикле размагничивания;

Bi-1 — индукция ПМ после воздействия (i-l) размагничивающего импульса;

Bнач и Bк – начальное и конечное значения индукции ПМ;

φ0- угол наклона ступенчатой аппроксимации, выбираемый в зависимости от типа ПМ и требуемого уровня размагничивания.

Возможны и другие законы формирования алгоритма процесса калибровки ПМ в импульсных полях, которые обеспечивают приращение амплитуды импульса в каждом цикле не только в зависимости от уменьшения поля ПМ, но и от скорости сходимости процесса одностороннего приближения к точке заданной индукции. Выбор того или иного закона формирования импульсов зависит как от поставленных требований по точности и скорости процесса, так и от сложности реализации системы управления установкой.

При калибровке ПМ сигналом для обратной связи системы автоматического управления процессом являются изменяемые значения параметров магнита, находящегося в разомкнутой или замкнутой магнитной цепи. В практических применениях процесс размагничивания ПМ, находящегося в составе какого-либо изделия электротехники или механики, в основном используют термин «частичное размагничивание магнита». Сами процессы воздействия на магнит импульсным полем аналогичны, но для сигнала обратной связи при регулировке, могут использоваться различные выходные характеристики самих изделий, снимаемых как напрямую, так и с использованием различного рода датчиков. Это может быть индукция на поверхности магнита в контрольной точке или в воздушном зазоре магнитной системы, определяемая датчиком Холла, сигнал с тензодатчика пропорциональной подъемной силе или сжатия, эдс двигателя или генератора, сигнал с датчика момента магнитной муфты, сигнал напряжения срабатывания и отпускания реле т.п. для различных систем и конструкций с ПМ.

Заключение.

Технологические процессы намагничивания, размагничивания и калибровки постоянных магнитов в импульсном магнитном поле, применяемые при изготовлении различных изделий электротехники и механики, требует внимательного и профессионального подхода при проектировании импульсного намагничивающего оборудования, обеспечивающего высокие технические и эксплуатационные показатели.

Литература:

1. Нестерин В.А. Оборудование для импульсного намагничивания и контроля постоянных магнитов,-М.: Энергоатомиздат,1986. -88 с.: ил.

2. Постоянные магниты: Справочник/Альтман А. Б., Герберг А.Н., Гладышев П. А. и др; Под ред. Ю.М. Пятина. -2-е изд., перераб. и доп.-М.Энергия,1980. -488 с.,ил.

3. А.с.1453453 СССР, МПК H 01 F 13/00. Способ размагничивания постоянного магнита типа РЗМ-Со [Текст]/ Лукин А.А., Супонев Н.П., Левандовский В.В., Ляхова М.В. и Егоров С.М. (СССР).-3948685/24-07; заявлено 09.07.85: опубл. 07.02.88, Бюл. 5.

4. А.с.1141458 СССР, МПК H 01 F 13/00. Устройство для размагничивания постоянных магнитов до заданного уровня[Текст]/ Васильев В.В., Нестерин В.А., Окопник Е.Б., Кудрявцев А.И., , Мельников Ю.А., Бучиню Г.З.(СССР).- 3679212/24-07; заявлено 27.12.83: опубл. 23.02.85, Бюл.7.

5. А.с.1403109 СССР, МПК H 01 F 13/00. Способ получения заданного уровня размагничивания постоянных магнитов [Текст]/ Вебер В.Л., Нестерин В.А., Окопник Е.Б., Васильев В.В, Мельников Ю.А., Кудрявцев А.И. (СССР).- 3960044/24-07; заявлено 05.10.85: опубл. 15.06.88, Бюл.22.

6. А.с.1072116 СССР, МПК H 01 F 13/00. Способ получения заданного уровня размагничивания постоянных магнитов [Текст]/ Васильев В.В., Нестерин В.А., Окопник Е.Б., Кудрявцев А.И., Лемешко О.В., Мельников Ю.А.(СССР).- 3476332/24-07; заявлено 30.07.82: опубл. 15.04.88, Бюл.14.

7. А.с.1732381 СССР, МПК H 01 F 13/00. Способ размагничивания постоянного магнита типа РЗМ-Со [Текст]/ Лукин А.А., Пушкарь М.Б., ., Ляхова М.В., Егоров С.М. и Левандовский В.В. (СССР). -4176546/24-07; заявлено 07.01.87; опубл. 23.01.89, Бюл. 3.

8. Намагничивающее оборудование; ;

9. Joseph J. Stupak Jr., Methods of Magnetizing Permanent Magnets, Oersted Technology Corp.,2000;

10. Marek Przybylski , Darrius Kaspersky , Barbara Slusarek and Sławomir Wiak ;Impulse Magnetization of Nd-Fe-B Sintered Magnets for Sensors

11. Introduction to Magnetizing and Measuring Equipment; Arnold Magnetic Technologies;TN 9807rev.2016a.

12. GREGOR BAVENDIEK, FABIAN MULLER,JAMSHID SABIROV, KAY HAMEYER Magnetization dependent demagnetization characteristic of rare-earth permanent magnets, Institute of Electrical Machines (IEM), Aachen, Germany.

13. Kostadin MILANOV, Mihaela SLAVKOVA SURVEY OF REQUIREMENTS TO PERMANENT MAGNETS, Technical University of Sofia, Bulgaria, semanticscholar.org .

14. ГОСТ 19693-74 Материалы магнитные. Термины и определения.

Использование неодимового магнита

Неодимовые магниты создаются в разных конфигурациях и размерах, поэтому имеют применение во многих сферах, например:

В создании различных зажимов, где металлические элементы фиксируются между собой.

В закреплении антенн, автомобильных номеров, табличек и прочих металлических изделий.

В фильтрации масляных структур в машинах и прочей технике.

В формировании замков из магнита, крепежей.

В поисковых работах.

В восстановительных процессах, связанных с другими магнитными компонентами.

В создании приспособлений универсального использования, например, различные вешалки или приборы для помешивания.

В производстве электрогенераторов.

В изготовлении украшений.

В обработке воды, используя магнитное воздействие.

В кондиционировании горючего.

В сортировке маленьких компонентов, состоящих из металла.

Неодимовые магниты представляют собой изделия, которые широко используются в различных коммерческих, промышленных и бытовых областях деятельности. Этот материал имеет высокую грузоподъёмность, а также отличные свойства притягивания и большой срок службы.

Перед размагничиванием магнита из неодима, нужно убедиться в том, что имеются все необходимые для этого процесса приборы. Чтобы выполнить данный процесс должным образом, нужно использовать специальное промышленное оборудование или аппарат, способный формировать подогрев до восьмидесяти градусов плюсовой температуры.

Если изделие утратило собственные качества, то редко выполняется процесс, связанный с намагничиванием данного материального средства, так как это нецелесообразное решение. Но, когда это максимально необходимо, то заказать проведение подобного процесса можно при обращении к изготовителю.

Поисковые магниты относятся к самым мощным изделиям, которые используются для поиска металлических предметов разного веса в водоемах, песке, траве. Он изготавливается из редкоземельных металлов высокого уровня очистки, к ним относится железо, бор и неодим, который добывается из лантаноидов. Сырье запекается в печи, измельчается до порошка, дальше делают заготовки с термической обработкой.

Чтобы избежать коррозии, сверху наносится покрытие из никеля. Такой процесс производства реализовать в домашних условиях нереально. Разберемся, как сделать простой поисковый магнит своими руками.

Измерение магнитных свойств.

При изучении магнитных свойств наиболее важное значение имеют измерения двух типов. Первый из них –измерения силы, действующей на образец вблизи магнита; так определяется намагниченность образца. Ко второму относятся измерения «резонансных» частот, связанных с намагничением вещества. Атомы представляют собой крошечные «гироскопы» и в магнитном поле прецессируют (как обычный волчок под влиянием вращающего момента, создаваемого силой тяжести) с частотой, которая может быть измерена. Кроме того, на свободные заряженные частицы, движущиеся под прямым углом к линиям магнитной индукции, действует сила, как и на электронный ток в проводнике. Она заставляет частицу двигаться по круговой орбите, радиус которой дается выражением

R

=
mv
/
eB
,

где m

– масса частицы,
v
– ее скорость,
e
– ее заряд, а
B
– магнитная индукция поля. Частота такого кругового движения равна

где f

измеряется в герцах,
e
– в кулонах,
m
– в килограммах,
B
– в теслах. Эта частота характеризует движение заряженных частиц в веществе, находящемся в магнитном поле. Оба типа движений (прецессию и движение по круговым орбитам) можно возбудить переменными полями с резонансными частотами, равными «естественным» частотам, характерным для данного материала. В первом случае резонанс называется магнитным, а во втором – циклотронным (ввиду сходства с циклическим движением субатомной частицы в циклотроне).

Говоря о магнитных свойствах атомов, необходимо особо остановиться на их моменте импульса. Магнитное поле действует на вращающийся атомный диполь, стремясь повернуть его и установить параллельно полю. Вместо этого атом начинает прецессировать вокруг направления поля (рис. 10) с частотой, зависящей от дипольного момента и напряженности приложенного поля.

Прецессия атомов не поддается непосредственному наблюдению, поскольку все атомы образца прецессируют в разной фазе. Если же приложить небольшое переменное поле, направленное перпендикулярно постоянному упорядочивающему полю, то между прецессирующими атомами устанавливается определенное фазовое соотношение и их суммарный магнитный момент начинает прецессировать с частотой, равной частоте прецессии отдельных магнитных моментов. Важное значение имеет угловая скорость прецессии. Как правило, это величина порядка 1010 Гц/Тл для намагниченности, связанной с электронами, и порядка 107 Гц/Тл для намагниченности, связанной с положительными зарядами в ядрах атомов.

Принципиальная схема установки для наблюдения ядерного магнитного резонанса (ЯМР) представлена на рис. 11. В однородное постоянное поле между полюсами вводится изучаемое вещество. Если затем с помощью небольшой катушки, охватывающей пробирку, возбудить радиочастотное поле, то можно добиться резонанса на определенной частоте, равной частоте прецессии всех ядерных «гироскопов» образца. Измерения сходны с настройкой радиоприемника на частоту определенной станции.

Методы магнитного резонанса позволяют исследовать не только магнитные свойства конкретных атомов и ядер, но и свойства их окружения. Дело в том, что магнитные поля в твердых телах и молекулах неоднородны, поскольку искажены атомными зарядами, и детали хода экспериментальной резонансной кривой определяются локальным полем в области расположения прецессирующего ядра. Это и дает возможность изучать особенности структуры конкретного образца резонансными методами.

Изготовление простого магнита

Сначала нужно подготовить все необходимое. Для изготовления магнита понадобятся скрепки, небольшие кусочки металла, различные предметы, например батарейка, магнит на холодильник. Еще понадобится небольшой гвоздь, с помощью которого проверяются у намагниченность скрепки. Лучше всего взять разные скрепки, большие и маленькие, с наличием покрытия и без него. Дальше порядок действий будет такой:

• Нужно собрать металлические кусочки и определить, какой из них к скрепке будет прилипать лучше всего.
• Потереть о магнит скрепку и перетащить, как спичку, в одном направлении. Такие движения нужно минимум 50 раз повторить.
• Дотронуться до металла скрепкой. Если он будет прилипать, значит скрепка была успешно намагничена. Важно не упустить ее, иначе все движения нужно выполнять заново.
• Если металл не прилипает, нужно еще раз намагнитить скрепку. В процессе нужно стараться не терять скрепку, иначе все придется выполнять заново.

Можно пробовать разные типы металла, например шпильки и гвозди. Важно определить насколько силен получившийся магнит. Такой магнит не способен искать большие предметы, но притягивать гайки, болты он сможет.

Совет 4: Как изготовить непрерывный магнит

Магниты нужны для производства приборов. Без них нереально изготовить, скажем, грубый диск компьютера либо акустические системы. Натуральных магнитов немного, следственно всецело удовлетворить надобности общества могут неестественно сделанные магниты.

Вам понадобится

• Отвертка, промасленная бумага, плавкий предохранитель, выключатель, медная проволока.

Инструкция

1. Изготовить простейшим методом магнит дозволено каждого лишь проведя несколько раз в одном направлении по намагничиваемому предмету мощным непрерывным магнитом. Но такой магнит стремительно утратит свои свойства, будет иметь слабое магнитное поле и может применяться для несложных действий, скажем, достать иголку из щели в полу, либо притянуть болтики.

2. Намагничивание с поддержкой батарейки. Электромагнит придаст магнитные свойства металлическому предмету. Разглядим на примере отвертки. На отвертку, обернутую изолятором, намотайте 200-300 витков проволоки, которую применяют для изготовления трансформаторов и подключите ее к батарейке либо аккумулятору на 5-12 вольт. Электромагнитное поле намагнитит отвертку.

3. Сделать больше крепкий непрерывный магнит дозволено дальнейшим методом – с подмогой индукционной катушки. Заготовка для магнита должна быть такого размера, дабы всецело поместиться внутри катушки. Исполните действия, описанные выше, но витков сделайте приблизительно в два раза огромнее.

4. Если вы будете применять ток электросети – не позабудьте поставить плавкий предохранитель. После этого ступенчато объедините катушку с предохранителем. При включении в сеть предохранитель может сгореть, но крепкое электромагнитное поле поспеет зарядить металл, находящийся внутри катушки.

Обратите внимание! Если вы решили сделать непрерывный магнит в домашних условиях, то не забывайте о правилах безопасности. Необходимо быть предельно осмотрительным и помнить, что вы трудитесь с высоким напряжением, а оно небезопасно для жизни. Также может появиться пожар из-за короткого замыкания. Будьте дюже внимательны!

Полезный совет Магнит может утратить свои свойства при нагревании свыше 50 градусов Цельсия, а так же в случае удара либо падения.

Обратите внимание! Если вы решили изготовить непрерывный магнит у себя дома, сурово соблюдайте технику безопасности при работе с электричеством. Помните, что ток высокого напряжения опасен для жизни, а короткое замыкание может привести к пожару.

Особенности изготовления электромагнита

Электромагниты получаются благодаря пропусканию электрического тока через металл. Таким образом создается магнитное поле. Разберемся, как сделать поисковый магнит такого вида самостоятельно. Для этого понадобятся такие предметы:

• большой гвоздь;
• батарейка;
• метр тоненькой проволоки из меди;
• шпильки или скрепки;
• клейкая лента;
• инструмент, который используется для зачистки проводов.

Дальше нужно выполнить ряд последовательных действий:

• Используя специальный инструмент для зачистки, необходимо оголить конец провода и убрать изоляцию. Именно эти концы будут соединяться дальше с батарейкой. Все витки должны касаться друг друга, но не налипать толстым слоем. Такие действия продолжаются, пока гвоздь не обернется до шляпки.
• Следующий этап – вращение гвоздя, которое поможет создать магнитное поле, при этом электричество должно поступать только в одном из направлений.
• Следующие манипуляции будут с батарейкой. Один конец проволоки, которая была оголена, оборачивается вокруг плюса, а вторая – вокруг минуса. Дальше с помощью изоленты нужно плотно закрепить провод.
• Не стоит переживать, как лучше присоединить провод и с какой стороны, потому что гвоздь в любом случае намагнитится. У магнита будет две стороны: одна — северный полюс, а вторая — южный. Меняя провода, измениться только его полярность.
• Дальше подключается батарейка, электричество пропускается через провод и нагревает его.

Простой электромагнит из гвоздя, батарейки и провода

Хотелось бы иметь возможность создать самостоятельно мощный электромагнит для разных дел, которых сразу найдется немало. Но это совсем не просто, как показывает практика.

А вот простой электромагнит на основе обычного гвоздя, батарейки и провода сделать по силам даже младшему школьнику причем все это можно сделать дома, заранее купив в магазине необходимые детали.

Кстати, на уроках физики эта идея тоже может пригодится.

Расскажем, какие запачасти и действия необходимы для этого маленького магнитика.

Итак, нам необходимо приготовить перед работой медный провод, электрический ленту, батареи AA, гвоздь, ножницы, булавки.

Во-первых, мы должны обернуть медный провод вокруг гвоздя.

Товары для изобретателей

Источник: https://izobreteniya.net/prostoy-elektromagnit-iz-gvozdya-batareyki-i-provoda/

Намагничиватель и размагничиватель: полезное устройство за копейки

Добрый день уважаемые читатели! Сегодня решил поделиться с вами информацией о полезном приспособлении под названием намагничиватель/размагничиватель (далее намагничиватель). Устройство недорогое, компактное и позволяет за считанные секунды намагнитить жало отвертки или биты, а также снять с него все магнитные свойства. Обзор пользовательский, поэтому заранее прошу меня простить, если какие-то моменты упустил.

Намагничиватель поставляется в обычном почтовом пакете. По внешнему виду представляет собой призматический корпус из синего пластика с двумя отверстиями:

Вариаций этих устройств великое множество, у меня на обзоре модель CMT-220:

Устройство довольно компактное и полезное, поскольку позволяет за считанные секунды намагнитить или размагнитить жало отвертки, биты или другого инструмента. Размеры составляют примерно 50х45х25 мм, дома или мастерской это устройство много места не займет:

Конструкция представляет собой пластиковый корпус, состоящий из двух половинок и двух мощных неодимовых магнитов. Я не стал разбирать свой экземпляр, а нашел фото в сети:

По поводу принципа работы однозначно не скажу, но мне видится следующим образом: в обычном состоянии магнитные моменты парамагнетиков, то есть материалов, не являющихся магнитами, но имеющих свойство намагничиваются во внешнем магнитном поле, хаотичны и общее магнитное поле из незначительно. При помещении их в сильное ориентированное магнитное поле (отверстие со знаком «+») их моменты выравниваются и они приобретают ярко выраженные магнитные свойства.

При помещении их в противоположное магнитное поле (отверстие со знаком «-»), которое не сконцентрировано в каком-либо направлении, их моменты опять располагаются в беспорядочном положении и общее магнитное поле становится незначительным.

Как бы бредово моя теория не звучала, но устройство работает. Для намагничивания жала или биты необходимо провести ими сквозь положительное отверстие по всей длине. Можно просто подержать несколько секунд и покрутить. Для лучшего эффекта размагничивания рекомендуется покрутить жало отвертки вокруг своей оси и провести несколько раз по «лесенке».

Что касается по применению, то если вам не нужен размагничиватель, то устройство можно и не приобретать. Его вполне может заменить простой магнит, например, сильный неодимовый или простой от старого динамика.

Неодимовые магниты можно купить здесь

Или совсем мощные, включая поисковые с креплением для троса здесь

В качестве примера часовая отвертка. В обычном состоянии она не обладает магнитными свойствами:

Поэтому чтобы достать винт из корпусного отверстия, приходится его переворачивать, что очень неудобно. Но стоит прилепить крошечный неодимовый магнит, как отвертка приобретает магнитные свойства и работать с ней в разы приятнее:

Мелкие дисковые магниты можно купить здесь

Для массивных отверток нужны мощные магниты. Не у многих найдется ненужный магнит, поэтому кому-то проще купить намагничиватель.

Теперь другое применение для размагничивания, которое подручными инструментами уже не реализовать. Эта процедура может понадобиться для следующих случаев:

• ремонт чувствительных к магнитному полю устройств и приборов, например, часы
• снятие прилипшей стружки и прочего магнитного мусора с режущих инструментов

Размагничиватель требуется не так часто, но все же его наличие желательно.

Непосредственно тест

Я использовал обычную немагнитную отвертку и несколько саморезов. Достаточно было один раз провести жалом в положительном отверстии, как отвертка приобрела выраженные магнитные свойства:

К жалу начали магнититься любые саморезы:

И даже достаточно длинные уверенно прилипали:

После размагничивания магнитные свойства пропали:

Таким макаром можно очистить режущий инструмент от стружки.

Давайте подведем итоги

Устройство работает, имеет компактные размеры, не требует питания и обслуживания, а самое главное стоит сущие копейки. Вердикт – покупайте, не пожалеете!

Теории магнетизма.

Впервые догадка о том, что магнитные явления в конечном счете сводятся к электрическим, возникла у Ампера в 1825, когда он высказал идею замкнутых внутренних микротоков, циркулирующих в каждом атоме магнита. Однако без какого-либо опытного подтверждения наличия в веществе таких токов (электрон был открыт Дж.Томсоном лишь в 1897, а описание структуры атома было дано Резерфордом и Бором в 1913) эта теория «увяла». В 1852 В.Вебер высказал предположение, что каждый атом магнитного вещества представляет собой крошечный магнит, или магнитный диполь, так что полная намагниченность вещества достигается, когда все отдельные атомные магниты оказываются выстроенными в определенном порядке (рис. 4,б

). Вебер полагал, что сохранять свое упорядочение вопреки возмущающему влиянию тепловых колебаний этим элементарным магнитам помогает молекулярное или атомное «трение». Его теория смогла объяснить намагничивание тел при соприкосновении с магнитом, а также их размагничивание при ударе или нагреве; наконец, объяснялось и «размножение» магнитов при разрезании намагниченной иглы или магнитного стержня на части. И все же эта теория не объясняла ни происхождения самих элементарных магнитов, ни явлений насыщения и гистерезиса. Теория Вебера была усовершенствована в 1890 Дж.Эвингом, заменившим его гипотезу атомного трения идеей межатомных ограничивающих сил, помогающих поддерживать упорядочение элементарных диполей, которые составляют постоянный магнит.

Подход к проблеме, предложенный когда-то Ампером, получил вторую жизнь в 1905, когда П.Ланжевен объяснил поведение парамагнитных материалов, приписав каждому атому внутренний нескомпенсированный электронный ток. Согласно Ланжевену, именно эти токи образуют крошечные магниты, хаотически ориентированные, когда внешнее поле отсутствует, но приобретающие упорядоченную ориентацию после его приложения. При этом приближение к полной упорядоченности соответствует насыщению намагниченности. Кроме того, Ланжевен ввел понятие магнитного момента, равного для отдельного атомного магнита произведению «магнитного заряда» полюса на расстояние между полюсами. Таким образом, слабый магнетизм парамагнитных материалов обусловлен суммарным магнитным моментом, создаваемым нескомпенсированными электронными токами.

В 1907 П.Вейс ввел понятие «домена», ставшее важным вкладом в современную теорию магнетизма. Вейс представлял домены в виде небольших «колоний» атомов, в пределах которых магнитные моменты всех атомов в силу каких-то причин вынуждены сохранять одинаковую ориентацию, так что каждый домен намагничен до насыщения. Отдельный домен может иметь линейные размеры порядка 0,01 мм и соответственно объем порядка 10–6 мм3. Домены разделены так называемыми блоховскими стенками, толщина которых не превышает 1000 атомных размеров. «Стенка» и два противоположно ориентированных домена схематически изображены на рис. 5. Такие стенки представляют собой «переходные слои», в которых происходит изменение направления намагниченности доменов.

В общем случае на кривой первоначального намагничивания можно выделить три участка (рис. 6). На начальном участке стенка под действием внешнего поля движется сквозь толщу вещества, пока не встретит дефект кристаллической решетки, который ее останавливает. Увеличив напряженность поля, можно заставить стенку двигаться дальше, через средний участок между штриховыми линиями. Если после этого напряженность поля вновь уменьшить до нуля, то стенки уже не вернутся в исходное положение, так что образец останется частично намагниченным. Этим объясняется гистерезис магнита. На конечном участке кривой процесс завершается насыщением намагниченности образца за счет упорядочения намагниченности внутри последних неупорядоченных доменов. Такой процесс почти полностью обратим. Магнитную твердость проявляют те материалы, у которых атомная решетка содержит много дефектов, препятствующих движению междоменных стенок. Этого можно достичь механической и термической обработкой, например путем сжатия и последующего спекания порошкообразного материала. В сплавах алнико и их аналогах тот же результат достигается путем сплавления металлов в сложную структуру.

Кроме парамагнитных и ферромагнитных материалов, существуют материалы с так называемыми антиферромагнитными и ферримагнитными свойствами. Различие между этими видами магнетизма поясняется на рис. 7. Исходя из представления о доменах, парамагнетизм можно рассматривать как явление, обусловленное наличием в материале небольших групп магнитных диполей, в которых отдельные диполи очень слабо взаимодействуют друг с другом (или вообще не взаимодействуют) и потому в отсутствие внешнего поля принимают лишь случайные ориентации (рис. 7,а

). В ферромагнитных же материалах в пределах каждого домена существует сильное взаимодействие между отдельными диполями, приводящее к их упорядоченному параллельному выстраиванию (рис. 7,
б
). В антиферромагнитных материалах, напротив, взаимодействие между отдельными диполями приводит к их антипараллельному упорядоченному выстраиванию, так что полный магнитный момент каждого домена равен нулю (рис. 7,
в
). Наконец, в ферримагнитных материалах (например, ферритах) имеется как параллельное, так и антипараллельное упорядочение (рис. 7,
г
), итогом чего оказывается слабый магнетизм.

Имеются два убедительных экспериментальных подтверждения существования доменов. Первое из них – так называемый эффект Баркгаузена, второе – метод порошковых фигур. В 1919 Г.Баркгаузен установил, что при наложении внешнего поля на образец из ферромагнитного материала его намагниченность изменяется небольшими дискретными порциями. С точки зрения доменной теории это не что иное, как скачкообразное продвижение междоменной стенки, встречающей на своем пути отдельные задерживающие ее дефекты. Данный эффект обычно обнаруживается с помощью катушки, в которую помещается ферромагнитный стерженек или проволока. Если поочередно подносить к образцу и удалять от него сильный магнит, образец будет намагничиваться и перемагничиваться. Скачкообразные изменения намагниченности образца изменяют магнитный поток через катушку, и в ней возбуждается индукционный ток. Напряжение, возникающее при этом в катушке, усиливается и подается на вход пары акустических наушников. Щелчки, воспринимаемые через наушники, свидетельствует о скачкообразном изменении намагниченности.

Для выявления доменной структуры магнита методом порошковых фигур на хорошо отполированную поверхность намагниченного материала наносят каплю коллоидной суспензии ферромагнитного порошка (обычно Fe3O4). Частицы порошка оседают в основном в местах максимальной неоднородности магнитного поля – на границах доменов. Такую структуру можно изучать под микроскопом. Был предложен также метод, основанный на прохождении поляризованного света сквозь прозрачный ферромагнитный материал.

Первоначальная теория магнетизма Вейса в своих основных чертах сохранила свое значение до настоящего времени, получив, однако, обновленную интерпретацию на основе представления о нескомпенсированных электронных спинах как факторе, определяющем атомный магнетизм. Гипотеза о существовании собственного момента у электрона была выдвинута в 1926 С.Гаудсмитом и Дж.Уленбеком, и в настоящее время в качестве «элементарных магнитов» рассматриваются именно электроны как носители спина.

Для пояснения этой концепции рассмотрим (рис. свободный атом железа – типичного ферромагнитного материала. Две его оболочки (K

и
L
), ближайшие к ядру, заполнены электронами, причем на первой из них размещены два, а на второй – восемь электронов. В
K
-оболочке спин одного из электронов положителен, а другого – отрицателен. В
L
-оболочке (точнее, в двух ее подоболочках) у четырех из восьми электронов положительные, а у других четырех – отрицательные спины. В обоих случаях спины электронов в пределах одной оболочки полностью компенсируются, так что полный магнитный момент равен нулю. В
M
-оболочке ситуация иная, поскольку из шести электронов, находящихся в третьей подоболочке, пять электронов имеют спины, направленные в одну сторону, и лишь шестой – в другую. В результате остаются четыре нескомпенсированных спина, чем и обусловлены магнитные свойства атома железа. (Во внешней
N
-оболочке всего два валентных электрона, которые не дают вклада в магнетизм атома железа.) Сходным образом объясняется магнетизм и других ферромагнетиков, например никеля и кобальта. Поскольку соседние атомы в образце железа сильно взаимодействуют друг с другом, причем их электроны частично коллективизируются, такое объяснение следует рассматривать лишь как наглядную, но весьма упрощенную схему реальной ситуации.

Теорию атомного магнетизма, основанную на учете спина электрона, подкрепляют два интересных гиромагнитных эксперимента, один из которых был проведен А.Эйнштейном и В.де Гаазом, а другой – С.Барнеттом. В первом из этих экспериментов цилиндрик из ферромагнитного материала подвешивался так, как показано на рис. 9. Если по проводу обмотки пропустить ток, то цилиндрик поворачивается вокруг своей оси. При изменении направления тока (а следовательно, и магнитного поля) он поворачивается в обратном направлении. В обоих случаях вращение цилиндрика обусловлено упорядочением электронных спинов. В эксперименте Барнетта, наоборот, так же подвешенный цилиндрик, резко приведенный в состояние вращения, в отсутствие магнитного поля намагничивается. Этот эффект объясняется тем, что при вращении магнетика создается гироскопический момент, стремящийся повернуть спиновые моменты по направлению собственной оси вращения.

За более полным объяснением природы и происхождения короткодействующих сил, упорядочивающих соседние атомные магнитики и противодействующих разупорядочивающему влиянию теплового движения, следует обратиться к квантовой механике. Квантово-механическое объяснение природы этих сил было предложено в 1928 В.Гейзенбергом, который постулировал существование обменных взаимодействий между соседними атомами. Позднее Г.Бете и Дж.Слэтер показали, что обменные силы существенно возрастают с уменьшением расстояния между атомами, но по достижении некоторого минимального межатомного расстояния падают до нуля.

Усиление электромагнита

Чтобы понять, как увеличить силу магнита, нужно разобраться в процессе намагничивания. Это произойдет, если магнит расположить во внешнем магнитном поле противоположной стороной к исходной. Увеличение же мощности электромагнита происходит тогда, когда увеличивается подача тока или умножаются витки обмотки.

Увеличить силу магнита можно с помощью стандартного набора необходимого оборудования: клея, набора магнитов (нужны именно постоянные), источника тока и изолированного провода. Они понадобятся для осуществления тех способов увеличения силы магнита, которые представлены ниже.

Усиление с помощью более мощного магнита

Этот способ заключается в использовании более мощного магнита для усиления исходного. Для осуществления надо поместить один магнит во внешнее магнитное поле другого, обладающего большей мощностью. Также с этой же целью применяют электромагниты. После удержания магнита в поле другого, произойдет усиление, но специфика заключается в непредсказуемости результатов, поскольку для каждого элемента такая процедура будет работать индивидуально.

Усиление с помощью добавления других магнитов

Известно, что каждый магнит имеет два полюса, причем каждый притягивает противоположный знак других магнитов, а соответствующий – не притягивает, лишь отталкивает. Как увеличить мощность магнита, используя клей и дополнительные магниты. Здесь предполагается добавление других магнитов с целью увеличения итоговой мощности. Ведь, чем больше магнитов, тем, соответственно, будет больше сила. Единственное, что нужно учесть, — это присоединение магнитов одноименными полюсами. В процессе они будут отталкиваться, согласно законам физики. Но задача состоит в склеивании, несмотря на сложности в физическом плане. Лучше использовать клей, который предназначен для склеивания металлов.

Метод усиления с использованием точки Кюри

В науке есть понятие точки Кюри. Усиление или ослабление магнита можно произвести, нагревая или охлаждая его относительно самой этой точки. Так, нагревание выше точки Кюри или сильное охлаждение (гораздо ниже нее) приведет к размагничиванию.

Надо заметить, что свойства магнита при нагревании и охлаждении относительно точки Кюри имеют скачкообразное свойство, то есть, добившись правильной температуры можно усилить его мощность.

Метод №1

Если возник вопрос, как сделать магнит сильнее, если его сила регулируется электрическим током, то сделать это можно с помощью увеличения тока, который подается на обмотку. Здесь идет пропорциональное увеличение мощности электромагнита и подачи тока. Главное, ⸺ постепенная подача, чтобы не допустить перегорания.

Метод №2

Для осуществления этого метода надо увеличить количество витков, но длина должна оставаться неизменной. То есть, можно сделать один-два дополнительных ряда провода, чтобы общее количество витков стало больше.

В этом разделе рассмотрены способы, как увеличить силу магнита в домашних условиях, для экспериментов можно заказать на сайте МирМагнитов .

Намагничивающая сила и напряженность магнитного поля.

Далее следует ввести еще одну величину, характеризующую магнитное действие электрического тока. Предположим, что ток проходит по проводу длинной катушки, внутри которой расположен намагничиваемый материал. Намагничивающей силой называется произведение электрического тока в катушке на число ее витков (эта сила измеряется в амперах, так как число витков – величина безразмерная). Напряженность магнитного поля Н

равна намагничивающей силе, приходящейся на единицу длины катушки. Таким образом, величина
Н
измеряется в амперах на метр; ею определяется намагниченность, приобретаемая материалом внутри катушки.

В вакууме магнитная индукция B

пропорциональна напряженности магнитного поля
Н
:

где m

0 – т.н. магнитная постоянная, имеющая универсальное значение 4
p
Ч10–7 Гн/м. Во многих материалах величина
B
приблизительно пропорциональна
Н
. Однако в ферромагнитных материалах соотношение между
B
и
Н
несколько сложнее (о чем будет сказано ниже).

На рис. 1 изображен простой электромагнит, предназначенный для захвата грузов. Источником энергии служит аккумуляторная батарея постоянного тока. На рисунке показаны также силовые линии поля электромагнита, которые можно выявить обычным методом железных опилок.

Крупные электромагниты с железными сердечниками и очень большим числом ампер-витков, работающие в непрерывном режиме, обладают большой намагничивающей силой. Они создают магнитную индукцию до 6 Тл в промежутке между полюсами; эта индукция ограничивается лишь механическими напряжениями, нагреванием катушек и магнитным насыщением сердечника. Ряд гигантских электромагнитов (без сердечника) с водяным охлаждением, а также установок для создания импульсных магнитных полей был сконструирован П.Л.Капицей (1894–1984) в Кембридже и в Институте физических проблем АН СССР и Ф.Биттером (1902–1967) в Массачусетском технологическом институте. На таких магнитах удавалось достичь индукции до 50 Тл. Сравнительно небольшой электромагнит, создающий поля до 6,2 Тл, потребляющий электрическую мощность 15 кВт и охлаждаемый жидким водородом, был разработан в Лосаламосской национальной лаборатории. Подобные поля получают при криогенных температурах.

Эксперименты с неодимовыми магнитами

Неомагнит довольно популярен, его состав: неодим, бор, железо. Такой магнит обладает высокой мощностью и отличается стойкостью к размагничиванию.

Как усилить неодим? Неодим очень подвержен коррозии, то есть быстро ржавеет, поэтому неодимовые магниты покрывают никелем, чтобы повысить срок службы. Также они напоминают керамику, их легко разбить или расколоть.

Но пытаться увеличивать его мощность искусственным способом нет смысла, потому что это постоянный магнит, он имеет определенный для себя уровень силы. Поэтому, если вам необходимо иметь более мощный неодим, лучше приобрести его, учитывая нужную силу нового.

Заключение: в статье рассмотрена тема, как увеличить силу магнита, в том числе, как увеличить мощность неодимового магнита. Получается, что существует несколько способов увеличить свойства магнита. Потому что бывает просто намагниченный металл, увеличить силу которого невозможно.

Наиболее простые способы: с помощью клея и других магнитиков (они должны быть приклеены идентичными полюсами), а также – более мощного, во внешнем поле которого должен находится исходный магнит.

Рассмотрены способы увеличения силы электромагнита, которые заключаются в дополнительной обмотке проводами или усилении поступления тока. Единственное, что нужно учитывать — это силу поступления тока в целях безопасности и сохранности аппарата.

Обычные и неодимовые магниты не способны поддаваться на увеличение собственной мощности.

Почему поставить магнит на счётчик — плохая идея

Чтобы уменьшить плату за воду и свет, некоторые люди ставят на счётчики мощные магниты. Под действием магнитного поля даже во время расхода воды и света прибор не крутится.

Но магнит — это не невинный способ экономить. Если человек расходует воду и свет, но не платит за них — он ворует, то есть совершает административное правонарушение. В законах это называется хищением и карается штрафом, временным арестом или общественными работами.

Проверяющие наверняка узнают о магните

Кажется, что если ставить магнит только иногда и немного платить по счетам, то о нарушении никто не узнает. Но у проверяющих есть несколько способов обнаружить хищение:

• Увидеть магнит. Обычно проверяющих стараются не пускать либо быстро снимают магнит перед тем, как открыть двери. Но может случиться, что поставившего его человека дома не будет, двери откроет ребёнок или приехавшая погостить бабушка либо жильцы просто забудут о магните. Тогда проверяющий сфотографирует нарушение и составит акт, а потом вам выпишут штраф.
• Проверить индикатор. На современных счётчиках воды и света есть специальные индикаторы, или датчики магнитного поля. Достаточно один раз поднести к счётчику мощный магнит — и индикатор навсегда изменит цвет. А некоторые самые современные устройства даже умеют отправлять сообщение диспетчеру, так что о магните узнают мгновенно.
• Замерить магнитное поле. Если на счётчике недавно стоял магнит, магнитное поле вокруг него будет ненормально большим. Измерить его можно с помощью специального прибора — тесламетра. И если индикатор иногда как-то удаётся обмануть, то тесламетр не обманешь: он однозначно укажет, что на счётчике стоял магнит.

Тесламетр стоит дорого и пока используется редко, но постепенно такой метод становится всё популярнее. Особенно часто можно встретить проверяющих с тесламетрами в Москве и Санкт-Петербурге.

Чтобы зафиксировать нарушение и составить акт, проверяющие должны прийти к счётчику лично. Для этого управляющие компании (УК) устраивают плановые проверки раз в 1–2 года. Теоретически под них можно подстроиться и пользоваться магнитом только сразу после визита проверяющих, чтобы хоть немного сэкономить.

Но если по общедомовому счётчику расход ресурса один, а по сумме квартирных счётчиков — значительно меньше, это говорит о краже со стороны жильцов. В этом случае УК может устроить внеплановую проверку и обнаружить магнит.

За установку магнита накажут

Чаще всего на основании Постановления правительства № 354 требуют оплатить стоимость ресурсов в десятикратном размере. Стоимость рассчитывают по средним нормативам и умножают на время, прошедшее с прошлой проверки, но максимум на 3 месяца.

То есть если поставить магнит и его обнаружат через полгода, то заплатить заставят в 10 раз больше, чем вы бы отдали по нормативам за три месяца. Нормативы, кстати, часто завышенные.

Обычно люди расходуют в месяц меньше усреднённых значений, так что переплата будет большой.

Этот штраф не связан с хищением — он относится только к нарушению работы счётчика. Если же УК решит подать в суд, нарушителю грозят следующие наказания:

• Штраф 10–15 тысяч рублей за самовольное использование электрической, тепловой энергии, нефти или газа, согласно КоАП .
• Штраф в размере пятикратной стоимости похищенного имущества за мелкое хищение до 1 тысячи рублей, согласно КоАП .
• Штраф за мелкое хищение от 1 до 2,5 тысячи рублей в размере пятикратной стоимости похищенного имущества, либо арест на 10–15 суток, либо до 120 часов общественных работ.

Теоретически при хищении более 2,5 тысячи рублей преступление считается уже не административным, а уголовным . За него грозит штраф до 300 тысяч рублей либо лишение свободы на 1–2 года. Но по факту за магниты на счётчики такие наказания в РФ не назначают.

Можно экономить без магнита

Чтобы экономить деньги, не нужно ставить магнит. Есть несколько законных способов платить за свет и воду намного меньше:

• Использовать светодиодные лампы. Они потребляют в 8–10 раз меньше электроэнергии, чем обычные.
• Выключать воду, когда вы ей не пользуетесь. Это полезно делать даже в мелочах, например во время чистки зубов или в душе, пока вы намыливаетесь.
• Всегда выключать свет, если уходите из комнаты. Можно поставить датчики движения, чтобы свет включался и выключался автоматически.
• Поставить на краны аэраторы. Они разбивают струю на мелкие капли, что создаёт больший напор, но уменьшает расход воды.
• Пользоваться стиральной и посудомоечной машиной. Расход воды в них меньше, чем при ручной стирке или мытье, а ещё используется не горячая, а более дешёвая холодная вода. Расход электричества повышается, но итоговая оплата уменьшается.
• Вовремя устранять все протечки.
• Если у бачка один режим смыва, положить в него бутылку, заполненную водой. Это немного уменьшит объём бачка. Воды всё равно хватит для смывания, но расход уменьшится.
• Установить бачок с двумя режимами смыва, чтобы тратить меньше воды.
• Если перед горячей водой долго течёт холодная, можно сливать её в ведро. Потом воду можно будет использовать для смыва, полива растений или других целей.

Разумное потребление ресурсов поможет экономить и без магнитов, так что вам не придётся бояться проверок и штрафов.

Источник: https://Lifehacker.ru/magnit-na-schyotchik/