Czym jest magnetyzm?

W zamierzchłych czasach ludzie odkryli, że kryształy magnetytu przyciągają lub odpychają się wzajemnie w zależności od orientacji. Nazywamy to zjawisko magnetyzmem. Określenia: magnetyt i magnez pochodzą od nazwyMagnezja — jednostki regionalnej w Tesaliië, w starożytnej Grecji, gdzie kamienie magnetyczne występują bardzo powszechnie.

 

Żelazo znajdujące się w skale jest źródłem właściwości magnetycznych magnetytu. Wiele stopów żelaza ma właściwości magnetyczne. Oprócz żelaza właściwościami magnetycznymi odznaczają się nikiel, kobalt i gadolin.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Spośród wszystkich materiałów magnetycznych materiały ferromagnetyczne są jedynymi materiałami, które są wystarczająco silne, aby były przyciągane przez magnes lub wykorzystywane jako materiał magnetyczny.

Materiały ferromagnetyczne dzielimy na magnetycznie miękkie i twarde. Materiały magnetycznie miękkie, takie jak wyżarzone żelazo, łatwo ulegają namagnesowaniu, ale nie pozostają następnie magnetyczne. Magnetyzm znika szybko i prawie całkowicie. Materiały magnetycznie twarde pozostają magnetyczne.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Materiały ferromagnetycznie twarde zachowują swoje właściwości magnetyczne na zawsze. Mają one wystarczającą odporność na rozmagnesowanie.

Wszystkie magnesy mają 2 bieguny, które nazywamy biegunem północnym (N) i biegunem południowym (S). Bieguny północny i południowy przyciągają. Przyciąganie zmniejsza się z kwadratem odległości między nimi.

Biegun północny magnesu odpycha biegun północny innego magnesu. Dwa bieguny południowe również się odpychają.

 

Zobacz ofertę magnesów trwałych od Goudsmit Magnetics.

 

 

Powrót do strony ze spisem treści

Do wyboru są cztery rodzaje stopów magnetycznych. Każdy stop służy konkretnym celom. Najważniejsze różnice dotyczą siły i odporności na demagnetyzację. Odporność na demagnetyzację zależy od materiału i jakości oraz stosunku wymiarów.

Magnesy firmy Goudsmit są tak wysokiej jakości, że z czasem praktycznie nie tracą żadnej siły magnetycznej. Pod warunkiem stosowania ich zgodnie ze specyfikacją, taką jak zakres temperatur i zewnętrzne pola magnetyczne.
 

W przypadku wszystkich magnesów siła magnetyczna zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Wpływa ona na niektóre materiały bardziej niż na inne. Odporność na demagnetyzację zasadniczo zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Wyjątkiem jest ferryt, którego odporność na rozmagnesowanie dla odmiany wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.

 

Kliknij materiał magnetyczny, aby uzyskać więcej informacji na temat stopu, jego różnych cech i konkretnych zastosowań:

• Magnesy aluminiowo-niklowo-kobaltowe (AlNiCo)
• Magnesy ferrytowe
• Magnesy samarowo-kobaltowe (SmCo)
• Magnesy neodymowo-żelazno-borowe (NdFeB) (sprzedawane przez firmę Goudsmit pod nazwą handlową Neoflux®)
• Magnesy neodymowe łączone z tworzywami sztucznymi
  
   

Powrót do strony ze spisem treści

Po osiągnięciu określonej temperatury (temperatura Curie) magnes trwale traci pole magnetyczne, ponieważ atomy wibrują tak intensywnie, że tracona jest zasadnicza orientacja. Taki sam skutek mają mechaniczne wstrząsy oraz utlenianie. Taka utrata magnetyzmu jest nieodwracalna.

Materiały mogą również w niepożądany sposób stać się magnetyczne, na przykład w wyniku obróbki mechanicznej. Możemy rozmagnesować ten materiał przez przyłożenie do niego wystarczająco silnego przeciw-pola magnetycznego (-H). Używamy tej zasady w sprzęcie do demagnetyzacji.

 

Oferujemy w sprzedaży systemy demagnetyzacji. Możemy również rozmagnesować wskazane produkty na miejscu w zakładzie klienta. Prosimy o kontakt z naszym działem serwisowym.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Mylące jest to, że nazywamy południowy biegun magnesu ziemnego magnetycznym biegunem północnym, a północny biegun magnesu ziemskiego magnetycznym biegunem południowym. Nazwy biegunów magnesu pochodzą od tego zjawiska.

 

Magnetyczny biegun południowy w pobliżu geograficznego bieguna północnego i magnetyczny biegun północny w pobliżu geograficznego bieguna południowego. W związku z tym magnes o swobodnym wirowaniu będzie zawsze ustawiał się w kierunku północ-południe.

Dzięki wskaźnikowi biegunów można zobaczyć, gdzie znajduje się północny lub południowy biegun magnesu.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Materiały ferromagnetyczne są jedynymi materiałami, które są wystarczająco silne, aby były przyciągane przez magnes. Dlatego nazywamy je magnetycznymi.

 

Natomiast wszystkie inne substancje również reagują słabo na pole magnetyczne, za pomocą jednego lub więcej innych typów magnetyzmu. Wystawienie materiału na działanie pola magnetycznego może sprawić, że będzie on reagować na nie w różnoraki sposób. Rozróżniamy następujące rodzaje magnetyzmu:

• Diamagnetyzm
• Ferromagnetyzm
• Antyferromagnetyzm
• Ferrimagnetyzm
• Paramagnetyzm
  1. Paramagnetyzm Pauliego
  2. Superparamagnetyzm
• Magnetyzm szkła spinowego

Gdy mówimy o materiale magnetycznym, oznacza to, że wykazuje on zachowanie ferro- lub ferrimagnetyczne.

Siły występujące przy zachowaniu dia- i paramagnetycznym są znacznie słabsze. Ponadto materiały te nie wytwarzają samorzutnie własnego pola magnetycznego. Dlatego uważamy, że są one niemagnetyczne.

Materiały diamagnetyczne mają tendencję do odpychania linii pola od własnego rdzenia, podczas gdy materiały ferromagnetyczne, ferrimagnetyczne i paramagnetyczne z reguły je koncentrują.

Praktyczny przykład diamagnetyzmu: woda ma słabe właściwości diamagnetyczne, mniej więcej czterdzieści razy mniejsze niż na przykład węgiel pirolityczny. Są one jednak wystarczające dla lekkich obiektów zawierających dużo wody i umożliwiają im pływanie w silnym polu magnetycznym.

 

Żaba zaczęła unosić się na przykład w polu wytworzonym przez elektromagnes o mocy 16 tesli w Laboratorium Dużych Pól Magnetycznych na Uniwersytecie Radboud w Nijmegen (Holandia).

 

Powrót do strony ze spisem treści

Najpopularniejsze magnesy trwałe są magnesami antyizotropowymi, tj. magnes ma preferowany kierunek orientacji magnetycznej i jego magnetyzacja może zostać przeprowadzona tylko wzdłuż jednej osi. Istnieje jednak możliwość odwrócenia biegunowości magnesu, to znaczy zamiany jego bieguna północnego z południowym. Magnesy antyizotropowe mają większą siłę trzymania niż magnesy izotropowe.

 

Zapoznaj się z naszą ofertą magnesów trwałych i dowiedz się, jakie mają siły magnetyczne.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Materiał jest nazywany izotropowym, jeżeli właściwości materiału nie zależą od kierunku. Jeśli właściwości zależą od kierunku, nazywamy taki materiał anizotropowym. Materiał izotropowy może zostać namagnesowany w dowolnym kierunku.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Antyferromagnetyzm to forma magnetyzmu występująca w materiałach zawierających niesparowane spiny. Oddziaływania, które próbują ustawić te niesparowane spiny w przeciwnych kierunkach, są silniejsze niż oddziaływania, które próbują ustawić spiny równolegle.

 

Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie Wikipedii poświęconej antyferromagnetyzmowi.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Jest to forma magnetyzmu, w której przenikalność względna jest mniejsza lub równa 1.

Materiały diamagnetyczne mają podatność magnetyczną, która jest mniejsza lub równa 0, ponieważ podatność ta jest zdefiniowana jako χv = μv − 1.

 

Pola magnetyczne odpychają materiały diamagnetyczne. Tworzą indukowane pola magnetyczne w kierunku przeciwnym do przyłożonego pola magnetycznego.

 

Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie Wikipedii poświęconej materiałom diamagnetycznym.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Magnetyzujemy magnesy, umieszczając je w cewce. Następnie za pomocą generatora impulsów przez bardzo krótki czas przesyłamy prąd o wysokim natężeniu przez cewkę. W rezultacie cewka generuje bardzo silne pole magnetyczne, powodując, że magnes przejmuje kierunek tego pola magnetycznego.
 

Izotropowe wersje magnesów ferrytowych nie zostały umieszczone w polu magnetycznym i można je później namagnesować we wszystkich kierunkach.
 

Za pomocą jednostki magnetyzującej całkowicie nasycamy magnesy niemagnetyzowane. Niemniej jednak istnieje tutaj ograniczenie związane z maksymalnymi wymiarami naszych cewek i oczekiwanym kształtem pola magnetycznego.

 

W przypadku pytań dotyczących namagnesowania magnesów trwałych prosimy o kontakt z naszym działem serwisowym.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Krzywa histerezy (krzywa BH) zapewnia wgląd w następujące właściwości magnetyczne:

• pozostałość magnetyczna, Br 
• koercja HcJ i HcB
• energia magnetyczna BHmax 

 

Krzywa (de-)magnetyzacji – krzywa BH = krzywa histerezy

Podczas przyłożenia okresowego zmiennego zewnętrznego pola magnetycznego H magnetyzacja materiału ferromagnetycznego jest zgodna z krzywą magnetyzacji. Zaczynając od materiału 'dziewiczego' bez magnetyzacji netto, za pierwszym razem podążamy za niebieską krzywą (patrz obrazek poniżej).

Po osiągnięciu gęstości strumienia nasycenia przy sile pola magnetycznego Hs magnetyzacja nie zwiększa się dalej.

Natężenie pola szczątkowego BR
W przypadku odwrócenia pola magnetyzacja przy sile pola H = 0 nie zmniejszyła się całkowicie do zera. Pozostaje tu natężenie pola szczątkowego BR będąca skutkiem tego, że ‘obszary Weissa’ nie wróciły jeszcze do pierwotnego stanu.

Natężenie pola koercyjnego Hc
Tylko w sytuacji, gdy przyłożona z zewnątrz siła pola osiągnęła wartość skierowaną w przeciwnym kierunku – koercyjną siłę pola Hc – magnetyzacja B = 0 przyjmuje wartość zerową. Obszar pętli przechodzącej przy stosowaniu magnetyzacji przemiennej jest miarą straty. Materiały o niskich wartościach Hc, a zatem małych pętlach histerezy, nazywa się miękkimi magnetycznymi materiałami. Jeżeli wartość Hc jest bardzo duża, nazywa się je twardym magnetycznym materiałem.

 

'Histereza' występuje w materiale ferromagnetycznym. Widać to na poniższym rysunku. Wartość magnetyczna H jest wyświetlona na osi X, a stopień magnetyzacji (gęstość strumienia magnetycznego) B jest wyświetlony na osi Y. Jeżeli brak jest pola magnetycznego, na początku nie ma także magnetyzacji; jesteśmy na początku wykresu.

 

Jeśli przyłożymy pole magnetyczne, materiał ferromagnetyczny stanie się magnetyczny. Ma to miejsce do czasu, aż 'domeny Weissa' w materiale przyjmą tą samą orientację. Materiał osiąga wtedy maksymalną magnetyzację i zwiększanie pola magnetycznego nie ma już wpływu na stopień magnetyzacji. Jeśli zredukujemy pole magnetyczne, regiony Weissa z reguły zachowają swoje położenie.

 

Tylko, jeżeli pole zyska ładunek ujemny, całkowita magnetyzacja także zmieni kierunek. Zmiana zachodzi do czasu, aż spiny przyjmą orientację w kierunku przeciwnym, a magnetyzacja zostanie odwrócona. Produkt jest teraz zdemagnetyzowany.

 

Zobacz film na YouTube: Gęstość strumienia a remanencja (EN)

 

Powrót do strony ze spisem treści

 

Krzywa histerezy (krzywa BH)

Innymi słowy, w drugiej ćwiartce pętli histerezy. W ogólnym ujęciu: im wyższa wartość BHmaks materiału magnetycznego, tym mniejszy magnes jest niezbędny dla danego zastosowania.

Jak obliczyć maksymalny iloczyn magnetyzmu szczątkowego Br i koercji własnej Hcj w MGOe z krzywej MH?

Najpierw przenieś krzywą M-H na krzywą B-H za pomoc wzoru B = mu0 (H + M). Następnie oblicz (B.H) i uzyskaj maksymalną wartość (BH). Upewnij się, że wszystkie jednostki są poprawne: i B, i H są w Oe.

 

Krzywa B-H to krzywa charakteryzująca właściwości magnetyczne materiału, pierwiastka lub stopu. Informuje, jak materiał reaguje na zewnętrzne pole magnetyczne. Jest to informacja ważna podczas projektowania obwodów magnetycznych.

 

Czy masz konkretne pytanie dotyczące zastosowania magnesów w swoim produkcie? Prosimy o kontakt z naszym działem inżynieryjnym.

 

 

Powrót do strony ze spisem treści

 

 

Więcej informacji można znaleźć w wyjaśnieniu dotyczącym krzywej histerezy.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Więcej informacji można znaleźć w wyjaśnieniu dotyczącym krzywej histerezy.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Więcej informacji można znaleźć w wyjaśnieniu dotyczącym krzywej histerezy.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Krzywa demagnetyzacji materiału magnetycznego jest określana poprzez umieszczenie próbki w zamkniętym systemie, w którym do generowania pola magnetycznego wykorzystywane są cewki — najpierw następuje pełna magnetyzacja (+H), a następnie demagnetyzacja (-H).

 

Powrót do strony ze spisem treści

Metale żelazne to żelazo, kobalt i nikiel. Dzięki swoim właściwościom magnetycznym do metali żelaznych czasami zaliczany jest także gadolin. Wszystkie inne metale są uważane za metale nieżelazne.

 

Metale żelazne odgrywają ważną rolę ekonomiczną. Nie wynika to z ich niedoboru, ale raczej z ich dostatku. Doprowadziło to do opracowania niezliczonych zastosowań technicznych. Wartość ekonomiczna metali żelaznych uwarunkowana jest ich ilością. W opozycji do powyższego, wartość metali nieżelaznych, które są dużo mniej obfite, jest uwarunkowana ich jakością: podaż jest mała, a popyt wielki.

 

Rozróżnienie między metalami żelaznymi i nieżelaznymi ma także ekonomiczne znaczenie dla przemysłu przetwarzania odpadów. Dlatego też interesujące jest oddzielanie tych dwóch grup na wczesnym etapie procesu recyklingu.

 

Firma Goudsmit Magnetics dostarcza różne separatory magnetyczne do recyklingu i sortowania metali żelaznych od metali nieżelaznych.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Materiały ferromagnetyczne – zwane też magnetycznie przewodzącymi – takie jak żelazo i stal mogą z łatwością stać się magnetyczne. W zależności od rodzaju materiału lub stopu, produkt pozostaje magnetyczny. Nazywa się to magnetyzmem szczątkowym. Nawet nieferrytowa stal nierdzewna może stać się magnetyczna w wyniku deformacji lub spawania.

 

W takim przypadku indukowany magnetyzm często pochodzi z innych źródeł magnetyzmu, takich jak magnesy do podnoszenia, stoły zaciskowe, głośniki lub magnetyczne systemy transportowe. Pola magnetyczne w sąsiedztwie transformatorów, kabli spawalniczych i spawanego punktu także mogą indukować magnetyzm. Co więcej, niektóre czynności, takie jak wiercenie, szlifowanie, cięcie i piaskowanie materiału mogą skutkować indukowaniem magnetyzmu szczątkowego. Nawet stal nierdzewna może ulec niepożądanemu namagnesowaniu.

 

Konsekwencje magnetyzmu szczątkowego mogą być problematyczne lub nawet bardzo kosztowne. Przyczepianie się wkrętu do końcówki śrubokrętu może być pomocne; ale dwa produkty w formie, które przywierają do siebie to niepożądana sytuacja — powoduje to przerwę w produkcji i generuje straty finansowe. Inne możliwe konsekwencje niepożądanego magnetyzmu: chropowata powierzchnia po cynkowaniu, przywieranie spawów tylko po jednej stronie szwu, szybkie zużycie łożysk lub drobiny metalu przywierające do części i narzędzi.

 

Tych konsekwencji można uniknąć dzięki demagnetyzacji materiału. Dostarczamy systemy demagnetyzujące, a także oferujemy rozmagnesowywanie Twoich produktów na miejscu. Jeśli masz problem z niepożądanym magnetyzmem, przeczytaj więcej o rozmagnesowywaniu w zakładzie klienta lub skontaktuj się z nami.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Jeśli zwiększymy temperaturę do temperatury Curie, magnes trwale straci magnetyzm. Atomy wibrują wówczas tak intensywnie, że tracona jest jakakolwiek globalna orientacja. Materiał ulega wówczas rozmagnesowaniu. Uderzenia mechaniczne, utlenianie lub ekspozycja na działanie bardzo silnych pól zewnętrznych mogą również spowodować trwały zanik magnetyzmu.

Tej utraty nie można naprawić = jest nieodwracalna.

Z drugiej strony mamy odwracalną utratę: przejściową utratę magnetyzmu, np. ze względu na zmianę temperatury. Utrata może zostać odwrócona poprzez schłodzenie lub ponowną magnetyzację.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Temperatura Curie to temperatura powyżej której materiały ferromagnetyczne tracą swoje trwałe pole magnetyczne. Dzieje się tak, ponieważ atomy wibrują wówczas tak intensywnie, że tracona jest jakakolwiek globalna orientacja. Powyżej tej temperatury materiał zachowuje się paramagnetycznie.

 

Wraz ze wzrostem temperatury zmiany molekularne stopniowo zakłócają jednorodność spinów. Po osiągnięciu temperatury Curie jednorodność zostaje utracona, ponieważ energia termiczna przewyższyła energię interakcji magnetycznej.

 

Dokładne zmierzenie temperatury Curie jest trudne. Po pierwsze — trwałe pole magnetyczne wokół materiału zanika tylko częściowo. Po drugie — temperatura Curie waha się znacznie w zależności od nawet najmniejszych ilości zanieczyszczeń w materiale.
 

Na przykład: jeżeli magnes AlNiCo zostanie podgrzany powyżej jego temperatury Curie równej 850°C, utraci on swoje właściwości ferromagnetyczne. Stanie jest paramagnetykiem. Nawet po ostygnięciu magnesu stałe pole magnetyczne nie powraca. Pojawią się jednak nowe pola magnetyczne w niewielkich obszarach materiału, tzw. domeny Weissa (Weiss 1865-1904), lecz te obszary są jednorodne w losowych kierunkach, dlatego suma ich wektorów nie daje rezultatu w postaci zewnętrznego pola magnetycznego. Niemniej jednak ponowna magnetyzacja magnesu jest możliwa.

Pierwiastki ferromagnetyczne i stopy oraz ich wartości temperatury Curie:

Materiał   Temperatura Curie

Fe            770°C

Co           1115°C

Ni             354°C

Gd            19°C

AlNiCo      850°C

Ferrite       450°C

Sm Cobalt 750–825°C

Nd-Fe-B    310–340°C

 

Powrót do strony ze spisem treści

 

Pierre Curie (1859–1906)

 

Elektromagnetyzm jest generowany przez prąd elektryczny. Najistotniejszą zasadą jest, iż magnetyzm jest generowany przez rotujące lub obracające się ładunki elektryczne w prądach wirowych.

 

Fizyka elektromagnetyzmu

Pole magnetyczne jest generowane wokół drutu z materiału przewodnikowego, przez który płynie prąd magnetyczny. Wygenerowana gęstość strumienia magnetycznego B jest wyrażona w teslach (T), gausach (G = Vs/m2) lub weberach (Wb/m2):

 

Φ = L * I

B = ΔΦ/ΔS, z ΔS jako powierzchnią[m2].

gdzie:

Φ to linie pola magnetycznego wyrażone w weberach (Wb)
L to indukcja własna w henrach (H)
I to natężenie prądu w amperach (A)

 

Mamy silne pole magnetyczne z wysokimi prądami lub wysoką samoindukcją. Wysokie prądy nie zawsze są stosowane lub pożądane; mogą być niebezpieczne i generować ciepło. Dlatego zazwyczaj generujemy wysoką samoindukcję poprzez nawijanie drutu na rdzeń żelazny, nazywany „elektromagnesem”. Pola generowane wraz z każdym zwojem nakładają się na siebie, czego rezultatem jest silne i nieszkodliwe pole magnetyczne.

 

Goudsmit Magnetics dostarcza różne systemy magnesów przemysłowych, które wykorzystują elektromagnetyzm. Zobacz również nasze strony branżowe, na których prezentujemy odpowiednie rozwiązania magnetyczne dla Twojego problemu lub zastosowania.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Elektromagnesy stają się magnetyczne tylko pod wpływem prądu elektrycznego.

 

Jeśli potrzebujesz bardzo silnego i głębokiego pola magnetycznego, zamiast magnesu stałego wybierz elektromagnes. Główną przewagą jest fakt, iż pole magnetyczne może zostać wyłączone lub szybko zmienione poprzez sterowanie wartością prądu elektrycznego w uzwojeniach.

 

Z zasady elektromagnesy składają się z rdzenia wykonanego z materiału ferromagnetycznego, takiego jak żelazo elektromagnetyczne, na którym nawinięta jest cewka. Rdzeń jest namagnesowany tylko tak długo, jak prąd elektryczny płynie przez cewkę.

 

Zobacz ofertę elektromagnesów Goudsmit Magnetics.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Gęstość strumienia to liczba linii pola magnetycznego, które przechodzą przez określony punkt na powierzchni. Innym wskaźnikiem jest indukcja magnetyczna. Jednostką strumienia magnetycznego jest weber (Wb).

Jednostką w układzie SI jest T (tesla), która jest równa weberowi na metr kwadratowy (Wb/m2). Jednostką w systemie CGS jest G (gaus). 1 tesla jest równa 10 000 gausów.

 

W dowolnym punkcie w polu magnetycznym można zobaczyć gęstość strumienia magnetycznego jako wektor w kierunku pola o wielkości równej sile Lorentz, jaka działa na przewód elektryczny, gdy jest on ustawiony prostopadle do linii pola.

Im wyższa gęstość strumienia, tym silniejszy jest magnes w tym punkcie, a zatem tym lepiej może on utrzymać cząstki żelaza w tym punkcie.

 

W polu jednorodnym, w którym powierzchnia jest prostopadła do linii pola magnetycznego, jest to iloczyn powierzchni i natężenie pola magnetycznego. Gęstość strumienia magnetycznego jest zwykle prezentowana we wzorach formułach za pomocą symbolu, — pola (pseudo)wektorowego.

StrumieńΦ = B·AΦ = strumień magnetyczny (Wb)
B = natężenie pola magnetycznego (T)
A = powierzchnia (m²)

 

Firma Goudsmit oblicza gęstość strumienia przy użyciu metody elementów skończonych (Finite Elements Method; FEM). Umożliwia ona opracowanie odpowiedniego magnesu w szybszy i lepszy sposób, zarówno w przypadku nowych, jak i istniejących produktów lub zastosowań. Tutaj dowiesz się więcej na temat obliczeń i symulacji związanych z magnesami.
Możesz też przeczytać naszą ostatnią białą księgę na ten temat.

Zobacz film na YouTube: Gęstość strumienia a remanencja (EN)

 

 

Powrót do strony ze spisem treści

Wartość Br jest właściwością magnetyczną materiałów trwale magnetycznych wyrażoną w jednostce [T] (tesla). Wartość Br można wyprowadzić z krzywej BH i miejsca przecięcia osi y.

W praktycznych zastosowaniach układów magnetycznych gęstości strumienia są na ogół niższe niż maksymalna wartość, jaką materiał może teoretycznie dostarczyć.

Zobacz również Pozostałość magnetyczna.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Innym określeniem na prąd wirowy jest prąd Foucault.

Są to prądy wirowe, celowo lub nieumyślnie indukowane w płaskim przewodniku. Jest to zjawisko fizyczne, które występuje, gdy na przykład zmieniające się pole magnetyczne występuje w metalowej płytce. Może być to pole naprzemienne z cewki elektrycznej, ale także może być to rezultatem ruchu powodującego, że płyta przechodzi przez linie pola. Kiedy przewodnik przecina linie pola magnetycznego w przewodniku indukowany jest prąd elektryczny. Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie Wikipedii poświęconej prądom wirowym.

 

Separatory wiroprądowe Goudsmit Magnetics wykorzystują tę zasadę. Usuwają one w procesie ciągłym cząsteczki metali nieżelaznych, takich jak miedź i aluminium, w celu odzyskania, recyklingu lub utylizacji tych metali.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Najprostszym sposobem na zweryfikowanie obecności magnetyzmu jest użycie spinacza do papieru. Wystarczy przytwierdzić jeden do kawałka sznurka i zawiesić nad powierzchnią, aby zlokalizować obszary magnetyczne. Jeżeli produkt rzeczywiście przyciąga spinacz do papieru, a spinacz przylega do produktu, gęstość strumienia magnetycznego wynosi co najmniej 20 gausów. Przy wartości poniżej 20 gausów spinacz do papieru odpadnie, a przy wartości powyżej 40 gausów będzie trwale i mocno przylegał w jednym miejscu.

 

Opiłki żelaza będą przylegały w miejscu przy wartościach już powyżej 10 gausów. To bardzo mała wartość, ponieważ wartość pola magnetycznego Ziemi (w zależności od miejsca na Ziemi) wynosi około 0,5 gausa.

 

Korzystając z gausomierza lub teslomierza, nazywanego również miernikiem pola magnetycznego, możemy zmierzyć dokładną siłę pola i kierunek pola. Można je łatwo zamówić online.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Magnesy neodymowo-żelazno-borowe, czyli Nd-Fe-B są sprzedawane przez firmę Goudsmit pod nazwą handlową Neoflux®. Magnesy te są bardzo silne. Magnesy neodymowe mniejsze, niż mała moneta są wystarczająco silne, aby unieść masę 10 kilogramów!

Takie magnesy są niebezpieczne, ponieważ mogą zakleszczyć skórę lub palce, kiedy nagle zostaną przyciągnięte do żelaznego lub stalowego obiektu.

Magnesy neodymowe są wykonane ze specjalnych proszków i powlekane, przez co są kruche i łatwo je uszkodzić. Mogą łatwo pękać w temperaturach powyżej 150ºC lub podczas uderzania o siebie. Do uszkodzenia może dojść tak nagle i gwałtownie, tak że rozrzucone kawałki mogą spowodować obrażenia.
Obejrzyj nasz film o bezpieczeństwie dotyczący magnesów (EN).

 

Magnesy neodymowe powinny zawsze znajdować się z daleka od urządzeń elektrycznych, magnetycznych kart (bankowych), starych (głębokich) monitorów, rozruszników serca, zegarków itp., ponieważ mogą one spowodować trwałe uszkodzenie tych urządzeń.

 

W tym miejscu można pobrać nasze wytyczne dotyczące bezpieczeństwa.

 

Powrót do strony ze spisem treści

 

Materiał ferrimagnetyczny to taki, który ma atomy z przeciwnymi momentami magnetycznymi (spinami), tak jak w przypadku antyferromagnetyzmu. Jednak w materiałach ferrimagnetycznych przeciwne spiny nie mają jednakowej siły, co powoduje pozostawanie szczątkowego momentu magnetyczny.

 

Zobacz także wyjaśnienie dotyczące antyferromagnetyzmu.

 

Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie Wikipedii poświęconej ferrimagnetyzmowi.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Ferromagnetyzm występuje w materiałach z niesparowanymi spinami. Ze względu na interakcję między spinami momenty magnetyczne atomów ustawiają się równolegle do siebie.

Wynikiem tego wytwarzane są trwałe pola magnetyczne wokół dowolnego obiektu z materiału ferromagnetycznego.

 

Do produkcji magnesów trwałych i rdzeni elektromagnesów używamy materiałów ferromagnetycznych, np. miękkiego żelaza.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Dzięki swoim właściwościom magnetycznym do metali żelaznych czasami zaliczany jest także gadolin. Wszystkie inne metale są uważane za metale nieżelazne.

 

Rozróżnienie między metalami żelaznymi i nieżelaznymi ma także znaczenie dla przemysłu przetwarzania odpadów. Z ekonomicznego punktu widzenia dla dalszego przetwarzania separacja dwóch grup metali jest korzystna na wczesnym etapie procesu recyklingu. Magnesy pozwalają na stosunkowo łatwe wykonanie tej separacji.
 

Zobacz w tym miejscu naszą ofertę systemów magnesów dla przemysłu recyklingowego.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Siła przyciągania zależy od tego, w jakim stopniu pole magnetyczne jest ‘niejednorodne’.

Wskaźnik siły jest obliczany przez pomnożenie lokalnej gęstości strumienia w danym kierunku przez wielkość zmiany gęstości strumienia na jednostkę długości w tym kierunku.

 

To jest: Indeks siły = gęstość strumienia * (zmiana gęstości strumienia na jednostkę odległości).

Zgodnie ze wzorem: FI = B (ΔB/Δx)

 

Poniższy film (w języku angielskim) wyjaśnia to dalej: Co jest ważne w zakresie magnesu przyciągającego część?

 

Powrót do strony ze spisem treści

Gaus jest przestarzałą, ale wciąż powszechnie stosowaną – zwłaszcza w przemyśle magnetycznym – jednostką gęstości strumienia magnetycznego. Oficjalną jednostką jest tesla (T).

 

1 gaus jest równy jednemu maxwellowi na centymetr kwadratowy.

1 G (gaus) = 10-4 tesla; 1 mT = 10 G

1 gaus jest równy 0,0001 tesli w układzie SI.

Nazwa jednostki gaus pochodzi od nazwiska niemieckiego geodety, matematyka i fizyka Carla Friedricha Gaussa.

 

 

Powrót do strony ze spisem treści

Pole magnetyczne można porównać do przyciągania ziemi. Ma jednak orientację i pewną wartość, siłę pola magnetycznego.

 

W fizyce i w badaniach nad elektrycznością pole magnetyczne jest polem, które przenika przestrzeń i wywiera siłę magnetyczną na poruszających się ładunkach elektrycznych i magnetycznych dipolach. Pola magnetyczne otaczają ładunki elektryczne, magnetyczne dipola i zmienne pola elektryczne.

 

Wielkość i orientacja są wyrażone jako wektor, natężenie pola magnetycznego H. Związaną z tym wielkością jest gęstość strumienia magnetycznego B, zwana również indukcją magnetyczną.

Dzięki folii magnetycznej można zobaczyć linie pola w magnesie.

Powrót do strony ze spisem treści

Przeczytaj więcej o gęstości strumienia na tej stronie.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Indukcja magnetyczna w jednostce tesli lub gausów może składać się z dwóch elementów:

1. jedna część spowodowana namagnesowanym materiałem
2. jedną część z pola oddziałującego zewnętrznie.

Polaryzacja magnetyczna zwana również intensywnością namagnesowania — I lub J — to część wywołana przez namagnesowany materiał.

Przeczytaj więcej o gausach na tej stronie.

Powrót do strony ze spisem treści

W układzie SI natężenie pola magnetycznego wyrażane jest w amperach na metr lub A/m.

Starszą jednostką w układzie jednostek miar gaussowskich-CGS jest oersted (≈ 79,5775 A/m).

Siła pola magnetycznego jest zwykle podawana jako symbol H i jest odpowiednikiem gęstości strumienia magnetycznego B. Nazywana również indukcją magnetyczną. Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie Wikipedii poświęconej prawach Maxwella.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Punkt na krzywej demagnetyzacji/ histerezy, w którym iloczyn B i H osiąga maksimum. W ogólnym ujęciu: im wyższa wartość BHmaks materiału magnetycznego, tym mniejszy magnes jest niezbędny dla danego zastosowania.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Wskazanie maksymalnej temperatury.

Zobacz również Punkt roboczy/ linia robocza.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Przyciągnięte materiały formują generowane wewnętrznie pole magnetyczne skierowane w kierunku przyłożonego pola magnetycznego. W odróżnieniu od powyższego, materiały diamagnetyczne są odpychane przez pola magnetyczne, a pola magnetyczne są indukowane w kierunku przeciwnym do kierunku przyłożonego pola magnetycznego.

 

Substancje paramagnetyczne odznaczają się przenikalnością względną, której wartość nieznacznie przekracza 1 i dlatego są uważane za słabe magnesy żelazne. Materiały nieferromagnetyczne mogą być dzielone na materiały diamagnetyczne i paramagnetyczne.

 

Materiałami paramagnetycznymi są: większość pierwiastków chemicznych i niektóre związki. Ich względna przenikalność magnetyczna jest większa lub równa 1 i dlatego mają dodatnią podatność magnetyczną. W wyniku tego pola magnetyczne przyciągają te materiały. Moment magnetyczny indukowany przez przyłożone pole jest linearny względem siły pola i raczej słaby.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Przenikalność próżni (μ0) wynosi 1,256•10-6 T/(A/m) lub 1 G/Oe.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Utrata może zostać odwrócona poprzez schłodzenie lub ponowną magnetyzację.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Indeks siły specyficznej zależy od kształtu obiektu. Jeżeli jest niższa od indeksu siły magnesu przy określonej odległości, magnes będzie przyciągać obiekt.
Pozwala to przewidzieć odległość, z której magnes będzie przyciągać obiekty, co pozwoli wybrać odpowiedni magnes do danego zastosowania.

 

Magnesy, takie jak płytowe i blokowe, charakteryzują się głęboko penetrującym polem. Przyciągają cząsteczki ferromagnetyczne nawet z większych odległości. Zdolność do przyciągania określonych obiektów jest uzależniona od przewodności magnetycznej obiektu i jego kształtu. Nie od jego wagi. Podłużny kształt jest najłatwiejszy do przyciągnięcia. Zmniejsza się to wraz z dążeniem kształtu do sześciennego. Najtrudniejsze do przyciągnięcia są obiekty kuliste.

 

Magnesy płytowe i blokowe to magnesy, które można łatwo wbudować w istniejące instalacje.

Powrót do strony ze spisem treści

Br i HcJ określają odwracalną zmianę (w procentach) dla Br i/lub HcJ w połączeniu ze zmianą temperatury. Wartości są uzależnione między innymi od typu materiału, jakości i temperatury.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Linie pola magnetycznego biegną na zewnątrz magnesu od bieguna północnego do bieguna południowego, a wewnątrz magnesu — odwrotnie. Nigdy się nie przecinają. Gęstość linii pola magnetycznego reprezentuje siłę pola magnetycznego, określają również jako gęstość strumienia.

 

W jednorodnym polu magnetycznym natężenie i kierunek pola są wszędzie takie same. Tak jest na przykład w przypadku magnesów o kształcie podkowy. W niejednorodnym polu magnetycznym siła magnetyczna jednego bieguna jest większa niż drugiego, co powoduje odchylanie się cząstek.

 

Linie pola magnetycznego stają się widoczne po umieszczeniu kartki papieru na magnesie i posypaniu jej opiłkami żelaza. Żelazo to zgrupuje się wzdłuż linii pola, dzięki czemu zostaną one pokazane. Igła kompasu wskazuje również kierunek linii pola, dzięki czemu można również śledzić je w taki sposób.

 

Powrót do strony ze spisem treści

W przypadku wolnych biegunów linie pola nie przechodzą więc przez materiał przewodzący magnetycznie.

Powrót do strony ze spisem treści

Zostały one odkryte przez francuskiego fizyka Pierre'a-Ernesta Weissa (1865–1940).

Po wytworzeniu zewnętrznego pola magnetycznego krawędzie domen zostaną przesunięte. Domeny namagnesowane w kierunku pola zewnętrznego stają się większe. Dzieje się to kosztem domen namagnesowanych w innych kierunkach.

Wraz ze wzrostem siły pola proces jest kontynuowany, aż do namagnesowania wszystkich domen w kierunku zgodnym z kierunkiem zewnętrznego pola. Materiał jest wtedy magnetycznie nasycony.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Jest to źródłem siły i odporności na demagnetyzację magnesu. W przypadku magnesów z wolnymi biegunami i przy braku zewnętrznego pola magnetycznego kąt między linią pracy i osią B jest uzależniony od współczynnika długość-średnica magnesu.

 

Przeczytaj więcej o krzywej histerezy na tej stronie.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Przeczytaj więcej o prądach wirowych na tej stronie.

 

Powrót do strony ze spisem treści

Nazwa paramagnetyzmu Pauliego pochodzi od nazwiska fizyka Wolfganga Pauliego.

Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie Wikipedii poświęconej paramagnetyzmowi.

 

Powrót do strony ze spisem treści