Există două tipuri principale de magneți: permanenți și electromagneți. Este posibil să se determine ce este un magnet permanent pe baza proprietății sale principale. Magnetul permanent își trage numele de la faptul că magnetismul său este întotdeauna „pornit”. Acesta generează propriul câmp magnetic, spre deosebire de un electromagnet, care este făcut din sârmă înfășurată în jurul unui miez de fier și necesită curent să curgă pentru a crea un câmp magnetic.

Istoria studiului proprietăților magnetice

Cu secole în urmă, oamenii au descoperit că unele tipuri de roci au caracteristici originale: sunt atrase de obiectele de fier. Mențiunea magnetitului se găsește în cronicile istorice antice: acum mai bine de două mii de ani în Europa și mult mai devreme în Asia de Est. La început a fost evaluat ca un obiect curios.

Mai târziu, magnetitul a fost folosit pentru navigație, constatând că tinde să ia o anumită poziție atunci când i se dă libertatea de a se roti. Un studiu științific al lui P. Peregrine în secolul al XIII-lea a arătat că oțelul poate dobândi aceste caracteristici după ce a fost frecat cu magnetit.

Obiectele magnetizate aveau doi poli: „nord” și „sud”, în raport cu câmpul magnetic al Pământului. După cum a descoperit Peregrine, nu a fost posibilă izolarea unuia dintre poli prin tăierea unui fragment de magnetit în două - fiecare fragment separat avea ca rezultat propria sa pereche de poli.

În conformitate cu ideile de astăzi, câmpul magnetic al magneților permanenți este orientarea rezultată a electronilor într-o singură direcție. Doar unele tipuri de materiale interacționează cu câmpurile magnetice, un număr mult mai mic dintre ele sunt capabile să mențină un câmp magnetic constant.

Proprietățile magneților permanenți

Principalele proprietăți ale magneților permanenți și câmpul pe care îl creează sunt:

• existența a doi poli;
• polii opuși se atrag și polii asemănători se resping (ca sarcinile pozitive și negative);
• forța magnetică se propagă imperceptibil în spațiu și trece prin obiecte (hârtie, lemn);
• are loc o creştere a intensităţii MF lângă poli.

Magneții permanenți suportă MT fără ajutor extern. Materialele în funcție de proprietățile magnetice sunt împărțite în principalele tipuri:

• feromagneti - usor magnetizati;
• paramagneti - magnetizati cu mare dificultate;
• Diamagneții – tind să reflecte MF extern prin magnetizare în sens opus.

Important! Materialele magnetice moi, cum ar fi oțelul, conduc magnetismul atunci când sunt atașate la un magnet, dar acest lucru se oprește atunci când este îndepărtat. Magneții permanenți sunt fabricați din materiale magnetice dure.

Cum funcționează un magnet permanent

Lucrarea sa este legată de structura atomică. Toți feromagneții creează un câmp magnetic natural, deși slab, datorită electronilor care înconjoară nucleele atomilor. Aceste grupuri de atomi sunt capabile să se orienteze într-o singură direcție și se numesc domenii magnetice. Fiecare domeniu are doi poli: nord și sud. Când un material feromagnetic nu este magnetizat, regiunile sale sunt orientate în direcții aleatorii, iar MF-urile lor se anulează reciproc.

Pentru a crea magneți permanenți, feromagneții sunt încălziți la temperaturi foarte ridicate și supuși unui câmp magnetic extern puternic. Acest lucru duce la faptul că domeniile magnetice individuale din interiorul materialului încep să se orienteze în direcția câmpului magnetic extern până când toate domeniile se aliniază, atingând punctul de saturație magnetică. Materialul este apoi răcit și domeniile aliniate sunt blocate în poziție. După îndepărtarea MF externă, materialele magnetice dure își vor păstra majoritatea domeniilor, creând un magnet permanent.

Caracteristicile unui magnet permanent

1. Forța magnetică este caracterizată de inducția magnetică reziduală. Desemnat Fr. Aceasta este forța care rămâne după dispariția MT externă. Măsurat în teste (Tl) sau gauss (Gs);
2. Coercivitate sau rezistență la demagnetizare - Ns. Măsurată în A/m. Arată care ar trebui să fie intensitatea MF externă pentru a demagnetiza materialul;
3. Energie maximă - BHmax. Calculat prin înmulțirea forței magnetice reziduale Br și a coercitivității Hc. Măsurat în MGSE (megagaussersted);
4. Coeficientul de temperatură al forței magnetice reziduale este Тс din Br. Caracterizează dependența lui Br de valoarea temperaturii;
5. Tmax este cea mai mare valoare a temperaturii la care magneții permanenți își pierd proprietățile cu posibilitatea de recuperare inversă;
6. Tcur este cea mai mare valoare a temperaturii la care materialul magnetic își pierde definitiv proprietățile. Acest indicator se numește temperatura Curie.

Caracteristicile individuale ale unui magnet se modifică cu temperatura. La temperaturi diferite, diferite tipuri de materiale magnetice funcționează diferit.

Important! Toți magneții permanenți pierd un procent de magnetism pe măsură ce temperatura crește, dar cu o rată diferită în funcție de tipul lor.

Tipuri de magneți permanenți

Există cinci tipuri de magneți permanenți în total, fiecare dintre acestea fiind realizat diferit pe baza materialelor cu proprietăți diferite:

• alnico;
• ferite;
• pământuri rare SmCo pe bază de cobalt și samariu;
• neodim;
• polimer.

Alnico

Aceștia sunt magneți permanenți alcătuiți în principal dintr-o combinație de aluminiu, nichel și cobalt, dar pot include și cupru, fier și titan. Datorită proprietăților magneților Alnico, aceștia pot funcționa la cele mai înalte temperaturi în timp ce își păstrează magnetismul, cu toate acestea, se demagnetizează mai ușor decât ferita sau pământurile rare SmCo. Au fost primii magneți permanenți produși în masă, înlocuind metalele magnetizate și electromagneții scumpi.

Aplicație:

• motoare electrice;
• tratament termic;
• rulmenti;
• vehicule aerospațiale;
• echipament militar;
• echipamente de încărcare și descărcare la temperatură înaltă;
• microfoane.

Ferite

Pentru fabricarea magneților de ferită, cunoscuți și sub denumirea de ceramică, se folosesc carbonat de stronțiu și oxid de fier într-un raport de 10/90. Ambele materiale sunt abundente și disponibile din punct de vedere economic.

Datorită costurilor reduse de producție, rezistenței la căldură (până la 250°C) și coroziunii, magneții de ferită sunt unul dintre cei mai populari pentru utilizarea de zi cu zi. Au o coercivitate internă mai mare decât alnico, dar o forță magnetică mai mică decât omologii din neodim.

Aplicație:

• difuzoare de sunet;
• sisteme de securitate;
• magneți cu plăci mari pentru a îndepărta contaminarea cu fier de pe liniile de proces;
• motoare și generatoare electrice;
• instrumente medicale;
• magneți de ridicare;
• magneți de căutare marină;
• dispozitive bazate pe funcționarea curenților turbionari;
• întrerupătoare și relee;
• frane.

Magneți SmCo pentru pământuri rare

Magneții de cobalt și samariu funcționează într-o gamă largă de temperaturi, au coeficienți de temperatură înalți și rezistență ridicată la coroziune. Acest tip își păstrează proprietățile magnetice chiar și la temperaturi sub zero absolut, făcându-le populare pentru utilizarea în aplicații criogenice.

Aplicație:

• turbotehnica;
• cuplaje pompe;
• medii umede;
• dispozitive de temperatură înaltă;
• mașini de curse electrice în miniatură;
• dispozitive electronice pentru funcționare în condiții critice.

Magneți de neodim

Cei mai puternici magneți existenți, constând dintr-un aliaj de neodim, fier și bor. Datorită puterii lor enorme, chiar și magneții în miniatură sunt eficienți. Acest lucru oferă versatilitate de utilizare. Fiecare persoană se află în permanență lângă unul dintre magneții de neodim. Sunt, de exemplu, într-un smartphone. Fabricarea de motoare electrice, echipamente medicale, electronice radio se bazează pe magneți de neodim de mare rezistență. Datorită super-puterii, forței magnetice uriașe și rezistenței la demagnetizare, pot fi produse mostre de până la 1 mm.

Aplicație:

• hard disk-uri;
• aparate de reproducere a sunetului - microfoane, senzori acustici, căști, difuzoare;
• proteze;
• pompe de cuplare magnetică;
• închizători de uși;
• motoare și generatoare;
• încuietori pe bijuterii;
• scanere RMN;
• magnetoterapie;
• Senzori ABS la mașini;
• echipament de ridicare;
• separatoare magnetice;
• comutatoare cu lame etc.

Magneții flexibili conțin particule magnetice în interiorul unui liant polimeric. Sunt utilizate pentru dispozitive unice în care este imposibil să se instaleze analogi solide.

Aplicație:

• publicitate afișată - fixare rapidă și îndepărtare rapidă la expoziții și evenimente;
• indicatoare pentru vehicule, panouri școlare educaționale, sigle ale companiei;
• Jucării, puzzle-uri și jocuri;
• suprafete de mascare pentru vopsire;
• Calendare și semne de carte magnetice;
• garnituri de ferestre si usi.

Majoritatea magneților permanenți sunt fragili și nu ar trebui folosiți ca elemente structurale. Sunt fabricați în forme standard: inele, tije, discuri și individuale: trapeze, arce etc. Datorită conținutului ridicat de fier, magneții de neodim sunt susceptibili la coroziune, prin urmare sunt acoperiți deasupra cu nichel, oțel inoxidabil, teflon, titan, cauciuc și alte materiale.

Video

a) Informații generale. Pentru a crea un câmp magnetic constant într-un număr de dispozitive electrice, se folosesc magneți permanenți, care sunt fabricați din materiale dure magnetic, cu o buclă largă de histerezis (Fig. 5.6).

Lucrul unui magnet permanent are loc în zona din H=0 inainte de H \u003d - H s. Această parte a buclei se numește curbă de demagnetizare.

Luați în considerare relațiile de bază într-un magnet permanent, care are forma unui toroid cu un spațiu mic b(fig.5.6). Datorită formei unui toroid și a unui spațiu mic, fluxurile rătăcite într-un astfel de magnet pot fi neglijate. Dacă decalajul este mic, atunci câmpul magnetic din acesta poate fi considerat uniform.

Fig.5.6. Curba de demagnetizare a magnetului permanent

Dacă flambajul este neglijat, atunci inducția în gol AT & iar în interiorul magnetului LA sunt la fel.

Pe baza legislației actuale totale în integrarea în buclă închisă 1231 orez. primim:

Fig.5.7. Magnet permanent în formă de toroid

Astfel, intensitatea câmpului din spațiu este direcționată opus puterii câmpului din corpul magnetului. Pentru un electromagnet de curent continuu având o formă similară a circuitului magnetic, fără a ține cont de saturație, puteți scrie:.

Comparând se poate observa că în cazul unui magnet permanent n. c, care creează un flux în spațiul de lucru, este produsul tensiunii din corpul magnetului și lungimea acestuia cu semnul opus - Hl.

Profitând de faptul că

, (5.29)

, (5.30)

Unde S- zona stâlpului; - conductivitatea întrefierului.

Ecuația este ecuația unei linii drepte care trece prin originea în al doilea cadran la un unghi a față de axă H. Având în vedere scara inducției staniuși tensiune t n unghiul a este definit de egalitate

Deoarece inducția și puterea câmpului magnetic din corpul unui magnet permanent sunt legate printr-o curbă de demagnetizare, intersecția acestei linii drepte cu curba de demagnetizare (punctul DARîn Fig.5.6) şi determină starea miezului la un interval dat.

Cu un circuit închis și

Odată cu creșterea b conductivitatea golului de lucru și tga scade, inducerea în intervalul de lucru scade și puterea câmpului din interiorul magnetului crește.

Una dintre caracteristicile importante ale unui magnet permanent este energia câmpului magnetic din spațiul de lucru W t . Având în vedere că câmpul din gol este uniform,

Înlocuirea valorii H primim:

, (5.35)

unde V M este volumul corpului magnetului.

Astfel, energia din spațiul de lucru este egală cu energia din interiorul magnetului.

Dependența de produs B(-H)în funcţia de inducţie este prezentată în Fig.5.6. Evident, pentru punctul C, unde B(-H) atinge valoarea maximă, energia din întrefier atinge și valoarea maximă, iar din punctul de vedere al folosirii unui magnet permanent, acest punct este optim. Se poate arăta că punctul C corespunzător maximului produsului este punctul de intersecție cu curba de demagnetizare a fasciculului. BINE, printr-un punct cu coordonate şi .

Să luăm în considerare mai detaliat influența decalajului b prin cantitatea de inducție LA(fig.5.6). Dacă magnetizarea magnetului a fost efectuată cu un gol b, apoi după îndepărtarea câmpului extern din corpul magnetului se va stabili o inducție corespunzătoare punctului DAR. Poziția acestui punct este determinată de decalajul b.

Reduceți diferența la valoare , apoi

. (5.36)

Odată cu o scădere a decalajului, inducția în corpul magnetului crește, cu toate acestea, procesul de schimbare a inducției nu urmează curba de demagnetizare, ci de-a lungul ramurilor unei bucle private de histerezis AMD. Inducţie LA 1 este determinată de punctul de intersecție al acestei ramuri cu o rază trasată la un unghi față de axă - H(punct D).

Dacă mărim din nou diferența la valoare b, atunci inducția va scădea la valoarea LA,și dependență B (H) va fi stabilit de filială ADN buclă de histerezis privată. De obicei, bucla de histerezis parțial AMDNA suficient de îngustă și înlocuită cu o dreaptă ANUNȚ, care se numește linia de întoarcere. Panta față de axa orizontală (+ H) a acestei linii se numește coeficient de întoarcere:

. (5.37)

Caracteristica de demagnetizare a unui material nu este de obicei dată în întregime, dar sunt date doar valorile inducției de saturație. B s , inducție reziduală În g, forța coercitivă N s. Pentru a calcula un magnet, este necesar să se cunoască întreaga curbă de demagnetizare, care pentru majoritatea materialelor dure magnetic este bine aproximată prin formula

Curba de demagnetizare dată de (5.30) poate fi ușor reprezentată grafic dacă se știe B s , B r .

b) Determinarea debitului în spațiul de lucru pentru un circuit magnetic dat. Într-un sistem real cu magnet permanent, debitul în golul de lucru diferă de debitul în secțiunea neutră (în mijlocul magnetului) datorită prezenței fluxurilor de împrăștiere și flambaj (Fig.).

Debitul în secțiunea neutră este egal cu:

, (5.39)

unde este debitul în secțiunea neutră;

Flux bombat la poli;

împrăștierea fluxului;

fluxul de lucru.

Coeficientul de împrăștiere o este determinat de egalitate

Dacă acceptăm că curge creat de aceeași diferență de potențial magnetic, atunci

. (5.41)

Găsim inducția în secțiunea neutră prin definirea:

,

iar folosind curba de demagnetizare Fig.5.6. Inducția în intervalul de lucru este egală cu:

întrucât debitul în golul de lucru este de câteva ori mai mic decât debitul în secțiunea neutră.

Foarte des, magnetizarea sistemului are loc într-o stare neasamblată, când conductivitatea golului de lucru este redusă din cauza absenței pieselor din material feromagnetic. În acest caz, calculul se efectuează folosind o retur direct. Dacă fluxurile de scurgere sunt semnificative, atunci se recomandă ca calculul să fie efectuat pe secțiuni, precum și în cazul unui electromagnet.

Fluxurile parazite în magneții permanenți joacă un rol mult mai mare decât în ​​electromagneți. Cert este că permeabilitatea magnetică a materialelor magnetice dure este mult mai mică decât cea a materialelor magnetice moi, din care sunt realizate sisteme pentru electromagneți. Fluxurile parazite provoacă o scădere semnificativă a potențialului magnetic de-a lungul magnetului permanent și reduc n. c, și de aici fluxul în golul de lucru.

Coeficientul de disipare al sistemelor finalizate variază într-un interval destul de larg. Calculul coeficientului de împrăștiere și al fluxurilor de împrăștiere este asociat cu mari dificultăți. Prin urmare, la dezvoltarea unui nou design, se recomandă determinarea valorii coeficientului de împrăștiere pe un model special în care magnetul permanent este înlocuit cu un electromagnet. Înfășurarea magnetizantă este aleasă astfel încât să se obțină fluxul necesar în spațiul de lucru.

Fig.5.8. Circuit magnetic cu magnet permanent și fluxuri de scurgere și flambaj

c) Determinarea dimensiunilor magnetului în funcţie de inducţia necesară în spaţiul de lucru. Această sarcină este chiar mai dificilă decât determinarea fluxului cu dimensiuni cunoscute. Atunci când alegeți dimensiunile unui circuit magnetic, de obicei se străduiește să se asigure că inducția La 0și tensiune H 0în secţiunea neutră corespundea valorii maxime a produsului N 0 V 0 .În acest caz, volumul magnetului va fi minim. Următoarele recomandări sunt date pentru alegerea materialelor. Dacă este necesar să se obțină o valoare mare a inducției la goluri mari, atunci cel mai potrivit material este magnico. Dacă este necesar să se creeze inducții mici cu un decalaj mare, atunci se poate recomanda alnisi. Cu goluri mici de lucru și o valoare mare a inducției, este recomandabil să folosiți un alni.

Secțiunea transversală a magnetului este selectată din următoarele considerații. Inducția în secțiunea neutră este aleasă egală cu La 0 . Apoi fluxul în secțiunea neutră

,

unde este secțiunea transversală a magnetului

.
Valori de inducție în intervalul de lucru În rși aria polului sunt date valori. Cel mai dificil este de a determina valoarea coeficientului împrăștiere. Valoarea sa depinde de proiectarea și inducția din miez. Dacă secțiunea transversală a magnetului s-a dovedit a fi mare, atunci se folosesc mai mulți magneți conectați în paralel. Lungimea magnetului este determinată din condiția de creare a NS-ului necesar. în golul de lucru cu tensiune în corpul magnetului H 0:

Unde b p - valoarea decalajului de lucru.

După alegerea dimensiunilor principale și proiectarea magnetului, se efectuează un calcul de verificare conform metodei descrise mai devreme.

d) Stabilizarea caracteristicilor magnetului.În timpul funcționării magnetului, se observă o scădere a fluxului în golul de lucru al sistemului - îmbătrânirea magnetului. Există îmbătrânire structurală, mecanică și magnetică.

Îmbătrânirea structurală are loc datorită faptului că, după întărirea materialului, apar tensiuni interne în acesta, materialul capătă o structură neomogenă. În procesul de lucru, materialul devine mai omogen, tensiunile interne dispar. În acest caz, inducția reziduală În tși forța coercitivă N s scădea. Pentru combaterea îmbătrânirii structurale, materialul este supus unui tratament termic sub formă de revenire. În acest caz, tensiunile interne din material dispar. Caracteristicile sale devin mai stabile. Aliajele aluminiu-nichel (alni etc.) nu necesită stabilizare structurală.

Îmbătrânirea mecanică are loc cu șocul și vibrația magnetului. Pentru a face magnetul insensibil la influențele mecanice, acesta este supus îmbătrânirii artificiale. Specimenele de magnet sunt supuse unor astfel de șocuri și vibrații care sunt întâlnite în funcționare înainte de instalarea în aparat.

Îmbătrânirea magnetică este o modificare a proprietăților unui material sub influența câmpurilor magnetice externe. Un câmp extern pozitiv crește inducția de-a lungul liniei de întoarcere, iar unul negativ o reduce de-a lungul curbei de demagnetizare. Pentru a face magnetul mai stabil, acesta este supus unui câmp de demagnetizare, după care magnetul operează pe o linie de retur. Datorită abruptului mai mic al liniei de retur, influența câmpurilor externe este redusă. La calcularea sistemelor magnetice cu magneți permanenți trebuie să se țină cont de faptul că în procesul de stabilizare fluxul magnetic scade cu 10-15%.

Sistemele de comutare a fluxului magnetic se bazează pe comutarea fluxului magnetic în raport cu bobinele detașabile.
Esența dispozitivelor CE considerate pe Internet este că există un magnet pentru care plătim o singură dată, și există un câmp magnetic al magnetului pentru care nimeni nu plătește bani.
Întrebarea este că este necesar să se creeze astfel de condiții în transformatoare cu fluxuri magnetice comutatoare sub care câmpul magnetic devine controlabil și îl direcționăm. întrerupe. redirecționează astfel. astfel încât energia pentru comutare să fie minimă sau fără costuri

Pentru a lua în considerare opțiunile pentru aceste sisteme, am decis să studiez și să-mi aduc gândurile despre idei noi.

Pentru început, am vrut să mă uit la ce proprietăți magnetice are un material feromagnetic etc. Materialele magnetice au o forță coercitivă.

În consecință, se ia în considerare forța coercitivă obținută din ciclu sau din ciclu. sunt desemnate respectiv

Forța coercitivă este întotdeauna mai mare. Acest fapt se explică prin faptul că în semiplanul drept al graficului de histerezis, valoarea este mai mare decât prin valoarea:

În semiplanul stâng, dimpotrivă, este mai mic decât , cu valoarea . În consecință, în primul caz, curbele vor fi situate deasupra curbelor, iar în al doilea, dedesubt. Acest lucru face ca ciclul de histerezis să fie mai îngust decât ciclul.

Forța coercitivă

Forța coercitivă - (din lat. coercitio - ținere), valoarea intensității câmpului magnetic necesară pentru demagnetizarea completă a unei substanțe fero- sau ferimagnetice. Se măsoară în Amperi/metru (în sistemul SI). După mărimea forței coercitive, se disting următoarele materiale magnetice

Materialele magnetice moi sunt materiale cu o forță coercitivă scăzută care sunt magnetizate până la saturație și remagnetizate în câmpuri magnetice relativ slabe de aproximativ 8-800 A/m. După inversarea magnetizării, ele nu prezintă în exterior proprietăți magnetice, deoarece constau din regiuni orientate aleatoriu magnetizate până la saturație. Un exemplu ar fi diferite oțeluri. Cu cât o forță coercitivă are un magnet, cu atât este mai rezistent la factorii demagnetizanți. Materialele magnetice dure sunt materiale cu o forță coercitivă mare care sunt magnetizate până la saturație și remagnetizate în câmpuri magnetice relativ puternice cu o putere de mii și zeci de mii de a/m. După magnetizare, materialele dure magnetic rămân magneți permanenți datorită valorilor ridicate ale forței coercitive și inducției magnetice. Exemple sunt magneții de pământuri rare NdFeB și SmCo, ferite magnetice dure de bariu și stronțiu.

Odată cu creșterea masei particulei, raza de curbură a traiectoriei crește, iar conform primei legi a lui Newton, inerția acesteia crește.

Odată cu creșterea inducției magnetice, raza de curbură a traiectoriei scade, adică. accelerația centripetă a particulei crește. În consecință, sub acțiunea aceleiași forțe, modificarea vitezei particulelor va fi mai mică, iar raza de curbură a traiectoriei va fi mai mare.

Odată cu creșterea sarcinii particulei, forța Lorentz (componenta magnetică) crește, prin urmare, crește și accelerația centripetă.

Când viteza particulei se modifică, raza de curbură a traiectoriei sale se modifică, se modifică accelerația centripetă, ceea ce decurge din legile mecanicii.

Dacă o particulă zboară într-un câmp magnetic uniform prin inducție LA la un unghi diferit de 90°, atunci componenta orizontală a vitezei nu se modifică, iar componenta verticală capătă accelerație centripetă sub acțiunea forței Lorentz, iar particula va descrie un cerc într-un plan perpendicular pe vectorul magnetic. inducție și viteză. Datorită mișcării simultane de-a lungul direcției vectorului de inducție, particula descrie o spirală și se va întoarce la orizontală inițială la intervale regulate, de exemplu. traversează-l la distanțe egale.

Interacțiunea de întârziere a câmpurilor magnetice este cauzată de curenții Foucault

Imediat ce circuitul din inductor este închis, în jurul conductorului încep să acționeze două fluxuri direcționate opus.Conform legii lui Lenz, sarcinile pozitive ale electrogazului (eterului) își încep mișcarea elicoială punând în mișcare atomii, conform căreia se stabileste conexiunea electrica. De aici este mono a explica existența acțiunii și contraacțiunii magnetice.

Prin aceasta explic inhibarea câmpului magnetic excitant și contracararea acestuia într-un circuit închis, efectul de frânare în generatorul electric (frânarea mecanică sau rezistența la rotorul generatorului electric la forța aplicată mecanic și opoziția (frânarea) a curentul Foucault la un magnet de neodim care cade într-un tub de cupru.

Câteva despre motoarele magnetice

Aici se aplică și principiul comutării fluxurilor magnetice.
Dar e mai ușor să mergi la desene.

Cum ar trebui să funcționeze acest sistem?

Bobina din mijloc este detașabilă și funcționează pe o lungime de impuls relativ mare, care este creată prin trecerea fluxurilor magnetice de la magneții prezentati în diagramă.
Lungimea impulsului este determinată de inductanța bobinei și de rezistența de sarcină.
De îndată ce timpul expiră și miezul devine magnetizat, este necesar să întrerupeți, să demagnetizați sau să remagnetizați miezul în sine. pentru a continua lucrul cu sarcina.

Ce este un magnet permanent? Un magnet permanent este un corp capabil să mențină magnetizarea timp îndelungat. Ca urmare a multiplelor studii, a numeroase experimente, putem spune că doar trei substanțe de pe Pământ pot fi magneți permanenți (Fig. 1).

Orez. 1. Magneți permanenți. ()

Doar aceste trei substanțe și aliajele lor pot fi magneți permanenți, doar că pot fi magnetizate și mențin o astfel de stare pentru o perioadă lungă de timp.

Magneții permanenți au fost folosiți de foarte mult timp și, în primul rând, acestea sunt dispozitive de orientare spațială - prima busolă a fost inventată în China pentru a naviga în deșert. Astăzi, nimeni nu se ceartă despre ace magnetice, magneți permanenți, sunt folosiți peste tot în telefoane și transmițătoare radio și pur și simplu în diverse produse electrice. Ele pot fi diferite: există magneți de bară (Fig. 2)

Orez. 2. Bară magnetică ()

Și există magneți care se numesc arcuați sau potcoavă (Fig. 3)

Orez. 3. Magnet arc ()

Studiul magneților permanenți este asociat exclusiv cu interacțiunea lor. Câmpul magnetic poate fi creat de curent electric și un magnet permanent, așa că primul lucru care a fost făcut a fost cercetarea cu ace magnetice. Dacă aduceți magnetul la săgeată, atunci vom vedea interacțiunea - aceiași poli se vor respinge, iar cei opuși se vor atrage. Această interacțiune este observată cu toți magneții.

Să plasăm mici săgeți magnetice de-a lungul magnetului bară (Fig. 4), polul sud va interacționa cu nordul, iar nordul va atrage sudul. Acele magnetice vor fi plasate de-a lungul liniei câmpului magnetic. Este în general acceptat că liniile magnetice sunt direcționate în afara magnetului permanent de la polul nord la sud și în interiorul magnetului de la polul sud la nord. Astfel, liniile magnetice sunt închise la fel ca și curentul electric, sunt cercuri concentrice, sunt închise în interiorul magnetului însuși. Se pare că în afara magnetului câmpul magnetic este direcționat de la nord la sud, iar în interiorul magnetului de la sud la nord.

Orez. 4. Liniile de câmp magnetic ale unui magnet de bară ()

Pentru a observa forma câmpului magnetic al unui magnet bară, forma câmpului magnetic al unui magnet arcuit, vom folosi următoarele dispozitive sau detalii. Luați o farfurie transparentă, pilitură de fier și efectuați un experiment. Să presărăm pilitură de fier pe placa situată pe magnetul barei (Fig. 5):

Orez. 5. Forma câmpului magnetic al magnetului bară ()

Vedem că liniile câmpului magnetic ies din polul nord și intră în polul sud, după densitatea liniilor se pot judeca polii magnetului, unde liniile sunt mai groase - există polii magnetului ( Fig. 6).

Orez. 6. Forma câmpului magnetic al magnetului în formă de arc ()

Vom efectua un experiment similar cu un magnet arcuit. Vedem că liniile magnetice încep la nord și se termină la polul sud peste tot magnetul.

Știm deja că câmpul magnetic se formează doar în jurul magneților și al curenților electrici. Cum putem determina câmpul magnetic al Pământului? Orice săgeată, orice busolă din câmpul magnetic al Pământului este strict orientată. Deoarece acul magnetic este strict orientat în spațiu, prin urmare, este afectat de un câmp magnetic, iar acesta este câmpul magnetic al Pământului. Se poate concluziona că Pământul nostru este un magnet mare (Fig. 7) și, în consecință, acest magnet creează un câmp magnetic destul de puternic în spațiu. Când ne uităm la un ac de busolă magnetic, știm că săgeata roșie indică spre sud, iar cea albastră spre nord. Cum sunt localizați polii magnetici ai Pământului? În acest caz, trebuie amintit că polul magnetic sud este situat la polul nord geografic al Pământului, iar polul magnetic nord al Pământului este situat la polul sud geografic. Dacă considerăm Pământul ca un corp în spațiu, atunci putem spune că atunci când mergem spre nord de-a lungul busolei, vom ajunge la polul magnetic sud, iar când vom merge spre sud, vom ajunge la polul magnetic nord. La ecuator, acul busolei va fi situat aproape orizontal față de suprafața Pământului, iar cu cât suntem mai aproape de poli, cu atât săgeata va fi mai verticală. Câmpul magnetic al Pământului se putea schimba, au fost momente când polii s-au schimbat unul față de celălalt, adică sudul era unde era nordul și invers. Potrivit oamenilor de știință, acesta a fost un prevestitor al marilor catastrofe pe Pământ. Acest lucru nu a fost observat în ultimele câteva zeci de milenii.

Orez. 7. Câmpul magnetic al Pământului ()

Polii magnetic și geografic nu se potrivesc. Există, de asemenea, un câmp magnetic în interiorul Pământului însuși și, ca într-un magnet permanent, este direcționat de la polul magnetic sud către nord.

De unde provine câmpul magnetic din magneții permanenți? Răspunsul la această întrebare a fost dat de omul de știință francez Andre-Marie Ampère. El a exprimat ideea că câmpul magnetic al magneților permanenți se explică prin curenți elementari, simpli, care curg în interiorul magneților permanenți. Acești curenți elementari cei mai simpli se amplifică reciproc într-un anumit fel și creează un câmp magnetic. O particulă încărcată negativ - un electron - se mișcă în jurul nucleului unui atom, această mișcare poate fi considerată direcționată și, în consecință, se creează un câmp magnetic în jurul unei astfel de sarcini în mișcare. În interiorul oricărui corp, numărul de atomi și electroni este pur și simplu uriaș, respectiv, toți acești curenți elementari iau o direcție ordonată și obținem un câmp magnetic destul de semnificativ. Același lucru îl putem spune despre Pământ, adică câmpul magnetic al Pământului este foarte asemănător cu câmpul magnetic al unui magnet permanent. Și un magnet permanent este o caracteristică destul de strălucitoare a oricărei manifestări a unui câmp magnetic.

Pe lângă existența furtunilor magnetice, există și anomalii magnetice. Ele sunt legate de câmpul magnetic solar. Atunci când pe Soare au loc explozii sau ejecții suficient de puternice, acestea nu au loc fără ajutorul manifestării câmpului magnetic al Soarelui. Acest ecou ajunge pe Pământ și îi afectează câmpul magnetic, ca urmare, observăm furtuni magnetice. Anomaliile magnetice sunt asociate cu depozitele de minereuri de fier pe Pământ, depozitele uriașe sunt magnetizate de câmpul magnetic al Pământului pentru o lungă perioadă de timp, iar toate corpurile din jur vor experimenta un câmp magnetic din această anomalie, acele busolei vor arăta direcția greșită.

În lecția următoare, vom lua în considerare și alte fenomene asociate acțiunilor magnetice.

Bibliografie

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Fizica 8 / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizica 8. - M.: Butard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizica 8. - M.: Iluminismul.

1. Class-fizika.narod.ru ().
2. Class-fizika.narod.ru ().
3. Files.school-collection.edu.ru ().

Teme pentru acasă

1. Care capăt al acului busolei este atras de polul nord al pământului?
2. În ce loc al Pământului nu poți avea încredere în acul magnetic?
3. Ce indică densitatea liniilor de pe un magnet?