מהי מגנטיזציה? כיצד לממש 2-מגנטות קוטב ורב קוטבי בהתאמה?
מה זה "מגנטיזציה"?
כשמדמיינים מגנטים, התמונה שעולה בראש היא שהם "נדבקים לברזל", אבל למעשה, הם לא יידבקו לברזל מההתחלה. כאשר החומר המגנטי מעובד, המגנט אינו מגנטי, ותהליך הפיכת המגנט הלא-מגנטי הזה למגנטי נקרא "מגנטיזציה" או "מגנטיזציה".
מהן שיטות המגנטות?
1. שיטת מגנט ליצירת קשר:
בשיטת מגנט מגע מביאים מגנט חזק ממוגנט (בדרך כלל מגנט קבוע) במגע ישיר עם המגנט המיועד למגנט. באמצעות מגע, החומרים המגנטיים מסודרים מחדש בשדה מגנטי חזק ומקבלים מגנטיות.
2. שיטת מגנט רטט:
בשיטת מגנט רטט מניחים את המגנט במכשיר ספציפי, אשר רוטט בתדר ובמשרעת ספציפיים. רטט זה יגרום לחומרים המגנטיים של המגנט להתארגן ברטט, ובכך לממש מגנטיזציה.
3. שיטת מגנטיזציה אלקטרומגנטית:
בשיטת המגנטיזציה האלקטרומגנטית מניחים את המגנט בסליל סולנואיד. הסולנואיד הוא צילינדר חלול, וניתן להניח בו מגנטים בגדלים וצורות שונות. הסליל מופעל כדי ליצור שדה מגנטי חזק, אשר ימגנט את החומר המגנטי כדי לשמור על מגנטיות. שיטת מגנטיזציה אלקטרומגנטית משתמשת בסליל אלקטרומגנטי רב עוצמה ליצירת שדה מגנטי בעוצמה גבוהה. על ידי התאמת עיצוב הזרם והסליל, ניתן להשיג עוצמת שדה מגנטי גבוהה יותר ואפקט מגנט גדול יותר. שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב בייצור תעשייתי.
איזה מכשיר נחוץ למגנטיזציה תעשייתית?
בדרך כלל צריך להכין: ① ספק כוח מגנט (מגנטיזר), ② מתקן מגנט (סליל), ③ מכשיר קירור (מכונת מי קרח), ④ מד גאוס (מכשיר מדידה).
אילו חומרים ניתן למגנט?
מגנטים שניתן למגנט נקראים "מגנטים קבועים" או בקיצור "מגנטים קבועים", ויש המכנים אותם "מגנטים קשים".
מגנט קבוע: ניתן לחלק את המגנטים הקבועים הנפוצים לשתי קטגוריות: 1. מגנטים מסגסוגת מתכת: מגנט ניאודימיום, מגנטים Sm-Co ומגנטים Al-Ni-Co; 2. חומרים מגנט קבוע פריט.
מגנטי רך: מגנטים שלא ניתן למגנט נקראים חומרים "מגנטיים רכים".
לאחר שהחומר המגנטי הרך מתמגנט, כאשר השדה המגנטי הממגנט נעלם, השדה המגנטי השיורי קטן מאוד או נעלם איתו. הנפוצים הם: פריט רך, אמורפי, ברזל טהור (ברזל רך), פלדת סיליקון, סגסוגת ברזל ניקל וכן הלאה.
מהו עקרון המגנטיזציה?
עקרון המגנטיזציה מבוסס על חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית וחוק האמפר. דופק הזרם יוצר שדה מגנטי חזק בסליל, אשר ממגנט לצמיתות את החומר המגנטי הקשיח המוצב בסליל. ערך השיא של זרם הפולס גבוה מאוד כאשר המיכל האלקטרומכני הממוגנט פועל, מה שמחייב את הקבל לעמוד בזרם דחף. למגנטיזר מבנה פשוט והוא למעשה אלקטרומגנט בעל כוח מגנטי חזק.
מדוע המגנטיזציה היא כיוונית?
כיוון המגנטיזציה הוא הצעד הראשון עבור מגנט ניאודימיום, גוף קובלט קבוע של סמריום וחומרים אחרים כדי להשיג מגנטיות. הוא מייצג את המיקום של קוטב N (קוטב צפוני) וקוטב S (קוטב דרום) במגנט או ברכיב מגנטי. המגנטיות של חומרים מגנטיים קבועים נובעת בעיקר מהמבנה הגבישי הממגנט בקלות, אותו אנו מכנים "תחום מגנטי". הממשק בין דומיינים נקרא דומיין דומיין. בדרך כלל, לאובייקטים מקרוסקופיים יש תמיד תחומים מגנטיים רבים. בדרך זו, כיווני המומנטים המגנטיים של התחומים המגנטיים שונים, והתוצאות מבטלות זו את זו. הסכום הווקטור הוא אפס, והמומנט המגנטי של העצם כולו הוא אפס, כך שהוא לא יכול למשוך חומרים מגנטיים אחרים. כלומר, חומרים מגנטיים אינם מראים מגנטיות כלפי חוץ בנסיבות רגילות. רק כאשר חומר מגנטי ממוגנט הוא יכול להראות מגנטיות כלפי חוץ. .
כיצד מתממשים 2 קטבים ורב קוטבים ממוגנטים בהתאמה?
1. מגנטיזציה דו-קוטבית: סליל חלול (כמתואר באיור למטה) נקרא גם סולנואיד. בהנדסה, מספר הסלילים הוא בדרך כלל 5-30 סיבובים, המוליך המגנטי הוא בדרך כלל ברזל טהור תעשייתי, זרם הסליל הוא בדרך כלל עשרות עד מאות אמפר, ואורך המעגל המגנטי הוא בדרך כלל כמה סנטימטרים או עשרות סנטימטרים. יש לבחור את הפרמטרים הספציפיים באופן סביר בהתאם לציוד הממגנט, הגודל הכולל של המוצר הממוגנט ומספר הקטבים המגנטיים כדי להשיג את האפקט האידיאלי.
2. מגנטיזציה רב קוטבית:
השתמש בסלילים ספציפיים: ① קרוב לקוטר החיצוני של המגנט הקבוע (רב קוטבי פריפריה חיצונית), ② קרוב לקוטר הפנימי של המגנט הקבוע (רב קוטב בקוטר פנימי), ③ קרוב לפנים הקצה של המגנט הקבוע (רב קוטבי מישוריים) , ④ מגנטיזציה של מערך הלבק (באמצעות שני קטבים למגנט ולאחר מכן שחבור והרכבת המגנטים הקבועים ליצירת שילוב מיוחד של שדות מגנטיים מרוכזים).
מהם תנאי הממגנט?
תנאי הממגנט של חומרי מגנט קבוע כוללים מתח מגנט, זרם מגנט, זמן מגנט ומחוונים אחרים. להגדרה הנכונה של מחוונים אלה יש השפעה חשובה על הביצועים והחיים של מנוע פלדה מגנטית או מגנט קבוע.
1. מגנטיזציה של זרם קבוע: שיטה זו מתאימה למגנטים בעלי כפייה נמוכה, כגון מגנטים של פריט. עקרון המימוש הוא פריקה באמצעות קבלים בעלי מתח נמוך וקיבולת גדולה.
2. מגנט פולס: שיטה זו מתאימה למגנטים בעלי כפייה גבוהה, כמו מגנט ניאודימיום. עקרון המימוש הוא שהסליל מייצר שדה מגנטי סופר חזק לטווח קצר באמצעות פריקת קבלים במתח גבוה ובקיבולת קטנה.
איך מגדירים האם המגנטיזציה רוויה או לא?
כיצד לשפוט אם חומר העבודה רווי לאחר מגנט? בדרך כלל, אלה הנתונים המגנטיים של טבלת המדידות. אם יש פער גדול עם הנתונים התיאורטיים, זה נחשב שאין רוויה של מגנטיזציה. בפעולה בפועל, המתח מותאם לאנרגיה הנדרשת של מותג המגנטים כדי לנסות למגנט. לאחר השלמת המגנטיזציה, עוצמת השדה המגנטי, כלומר מגנטיות פני השטח של המגנט, מזוהה על ידי מכשיר מדידה מגנטי. או למדוד את השטף המגנטי של המגנט, לרשום את נתוני הממגנט, ואז להגביר את המתח החשמלי ולמגנט בפעם השנייה. לאחר המגנט, בדוק את המגנטיות כדי לראות אם עוצמת השדה המגנטי גדלה. אם עוצמת השדה המגנטי לא גדלה לאחר הגדלת המתח, זה אומר שהמגנט ממוגנט ורווי.
חלק ממגנטי אדמה נדירים דורשים שדה מגנטיזציה גבוה מאוד בטווח של 20 עד 50 KOe. שדות מגנטיים אלו קשים ליצירת, וצריכים אספקת כוח גבוהה והתקני מגנט מתוכננים היטב. חומרי נאודיום מלוכדים איזוטרופיים זקוקים לשדה מגנטי בטווח הגבוה של 60 KOe כדי להיות רווי לחלוטין. עם זאת, השדה בטווח של 30 KOe יכול להגיע ל-98% רוויה. מגנטים של פריט זקוקים לשדה מגנטי בסדר גודל של 10 KOe, בעוד סגסוגות Al-Ni-Co זקוקות לשדה מגנטי בטווח של 3 KOe כדי להיות רווי. מכיוון שניתן לבטל בקלות את Al-Ni-Co ללא כוונה, עדיף למגנט את החומר הזה לפני או אפילו לאחר הרכבת המגנט לבסוף לציוד.
