Magnetul permanent este o substanță care poate menține magnetismul mult timp. Este confecționat în principal din materiale extrem de magnetice, cum ar fi fier, cobalt, nichel și aliajele lor. Principiul de lucru al magneților permanenți se bazează pe comportamentul electronilor din structura atomică și pe proprietățile câmpurilor magnetice. Următoarea este o analiză detaliată a principiului de lucru și a mecanismului de magneți permanenți:
1. Principii de bază: mișcarea și rotirea electronilor
În interiorul unui atom, electronii se rotesc și se învârt în jurul nucleului, ambele mișcări producând câmpuri magnetice minuscule.
Aranjarea perechilor de electroni: în materialele non-magnetice, direcțiile de rotire ale electronilor sunt aranjate aleatoriu și se anulează reciproc, ceea ce duce la nicio magnetism în general.
Materiale magnetice: în materiale magnetice, electronii neperecheți se învârt în aceeași direcție, formând „momente magnetice”. Aceste momente magnetice pot fi aranjate într -o direcție unificată în anumite condiții, generând astfel un câmp magnetic macroscopic.
2. Rolul domeniilor magnetice
Interiorul unui material magnetic este format din regiuni minuscule numite „domenii magnetice”.
Când nu sunt magnetizate: direcțiile domeniilor magnetice sunt aleatorii și magnetismul general se anulează reciproc.
După magnetizare: sub acțiunea unui câmp magnetic extern, direcțiile domeniilor magnetice sunt aliniate uniform, iar materialul prezintă o magnetism semnificativ. Magneții permanenți folosesc un proces special pentru a repara direcția acestor domenii magnetice, astfel încât să își poată menține magnetismul în absența unui câmp magnetic extern.
3. Generarea câmpului magnetic
Câmpul magnetic al unui magnet permanent este compus din superpoziția nenumăratelor câmpuri magnetice atomice minuscule.
Linii de câmp magnetic: forma și direcția câmpului magnetic pot fi reprezentate de linii de câmp magnetic. Liniile de câmp magnetic ale magnetului permanent pornesc de la Polul Nord (N) și se întoarce la Polul Sud prin spațiu.
Atracție și repulsie: Magneții permanenți vor atrage sau respinge sau respinge substanțele magnetice din apropiere sau alți magneți, pe baza principiului magnetic al „respingerii de sex asemănător și a atragerii opuse de sex”.
4. diferite tipuri de magneți permanenți
Magneții permanenți pot fi împărțiți în mai multe tipuri în funcție de materiale:
Neodymium Iron Boron (NDFEB): Cel mai puternic magnet, potrivit pentru produse electronice, generare de energie eoliană și alte câmpuri.
Samarium Cobalt (SMCO): Are o rezistență la temperatură ridicată la temperaturi ridicate și este potrivită pentru echipamentele aerospațiale și militare.
Ferrită: Costuri reduse, rezistent la coroziune, frecvent întâlnite în vorbitori și motoare.
Alnico (Alnico): Are proprietăți excelente anti-demagnetizare și este adesea utilizat în instrumentare.
5. Aplicarea magneților permanenți
Magneții permanenți sunt utilizați pe scară largă în viața de zi cu zi și în industrie:
Motor: Magneții permanenți sunt folosiți pentru a genera un câmp magnetic rotativ pentru a conduce motorul.
Vorbitori: Magneții permanenți oferă un câmp magnetic constant în dispozitivele sonore care funcționează cu bobine pentru a genera sunet.
Tehnologia Maglev: Magneții permanenți sunt folosiți în trenurile Maglev și în alte sisteme de transmisie fără contact.
Echipamente medicale: Mașinile RMN folosesc magneți permanenți puternici pentru a crea câmpuri magnetice pentru imagistică.
6. Fenomenul de demagnetizare a magneților permanenți
Magneții permanenți își pot pierde magnetismul din cauza următorilor factori:
Temperatură ridicată: Când temperatura Curie este depășită, domeniile magnetice din interiorul materialului sunt distruse și materialul își pierde magnetismul.
Câmp magnetic invers puternic: Un câmp magnetic puternic extern va reorganiza domeniile magnetice și va compensa magnetismul inițial.
Șoc mecanic: vibrația severă poate perturba aranjamentul domeniului magnetic și poate reduce rezistența magnetică.