אלקטרומגנטים מול מגנטים קבועים | ההבדלים העיקריים מוסברים

אלקטרומגנטים לעומת מגנטים קבועים: הבנת ההבדלים העיקריים

אלקטרומגנטים ומגנטים קבועים הם שני סוגי החומרים העיקריים המפגינים תכונות מגנטיות. אם כי שניהם מפיקים שדות מגנטיים, הם שונים באופן יסודי בהפקת השדות הללו.

אלקטרומגנט מפיק שדה מגנטי רק כאשר זרם חשמלי זורם דרכו. לעומתו, מגנט קבוע מפיק באופן טבעי שדה מגנטי מתמשך משלהו לאחר שהופך למגנטי, ללא צורך במקור אנרגיה חיצוני.

מהו מגנט?

מגנט הוא חומר או עצם המפיק שדה מגנטי - שדה וקטורי המפעיל כוח על חומרים מגנטיים אחרים ושדות חשמליים נעים. השדה קיים הן בתוך המגנט והן במרחב הסובב אותו. עוצמת השדה המגנטי מיוצגת על ידי הצפיפות של קווי השדה המגנטי: ככל שהקוים קרובים יותר, כך העוצמה חזקה יותר.

מגנטים יש להם שתי קטבים - צפון ודרום. קטבים דומים דוחים אחד את השני, בעוד קטבים מנוגדים מושכים. התנהגות בסיסית זו מנהלת אינטראקציות מגנטיות.

למטה, נחקור את ההבדלים העיקריים בין אלקטרומגנטים למגנטים קבועים בשאיפה רבה יותר.

הגדרת אלקטרומגנט

אלקטרומגנט הוא סוג של מגנט בו השדה המגנטי מופק על ידי זרם חשמלי. הוא בנוי בדרך כלל על ידי סיבוב סליל של חוט מוליך (בדרך כלל נחושת) סביב גרעין פרומגנטי רך, כגון ברזל.

כאשר זרם חשמלי עובר דרך הסליל, מופק שדה מגנטי מסביב לחוט. הגרעין משפר את השדה הזה, ומשתלב במגנטיזציה זמנית. עוצמתו וקוטבו של השדה המגנטי תלויים בעוצמה ובכיוון של הזרם.

מאחר והשדה המגנטי קיים רק בזמן זרימת הזרם, אלקטרומגנטים נחשבים למגנטים זמניים. dès que le courant est coupé, le champ magnétique s'effondre et le noyau perdает большую часть своей намагниченности.

היכולת להשתנות זו הופכת אלקטרומגנטים למאוד גמישים. הם מכונים לעיתים "מגנטים ניתנים לשליטה" מכיוון שאפשר להתאים את עוצמתם על ידי שינוי הזרם, ואת הקוטב שלהם ניתן להפוך על ידי שינוי כיוון הזרם.

השדה המגנטי באלקטרומגנט נובע מהאינטרקציה של הזרמים בסיבובים סמוכים של הסליל. כיוון השדה הנוצר עוקב אחר כלל היד ימין, והכוח בין המוליכים נובע מהאינטרקציה בין שדות המגנטיים הפרטיים שלהם.

יישומים נפוצים: מנועים חשמליים, רלאים, מכונות MRI, מדברים ומערכות הרמה תעשייתיות.

הגדרת מגנט קבוע

מגנט קבוע מיוצר מחומר פרומגנטי קשה שממשך את המגנטיות שלו אחרי שהוא מגנטי במהלך הייצור. בניגוד לאלקטרומגנטים, מגנטים קבועים אינם דורשים מקור אנרגיה חיצוני כדי לשמור על השדה המגנטי שלהם.

etypes נפוצים של מגנטים קבועים כוללים:

• אלניקו (אלומיניום-ניקל-קובלט)

• ניאודימיום (NdFeB - ניאודימיום-ברזל-בורון)

• פריט (קרמי)

• סמאריום כובלט (SmCo)

חומרים אלה נבחרים בשל עוצמתם coercivity גבוהה ורמננס, המאפשר להם להתנגד לדימגנטיזציה ולשמור על שדות מגנטיים חזקים לאורך זמן רב.

איך מגנטים קבועים מפיקים שדה מגנטי משל עצמם?

כל חומרים פרומגנטיים מכילים אזורים קטנים המכונים תחומי מגנטיות, בהם המומנטים המגנטיים של האטומים מכוונים. במצב לא ממגנטי, תחומי המגנטיזם מצביעים בכיוונים אקראיים, מבטלים אחד את השני, מה שמביא לנוכחות שדה מגנטי נטו אפסי.

כדי ליצור מגנט קבוע:

• החומר מחשוף לשדה מגנטי חיצוני מאוד חזק.

• במקביל, הוא מתחמם לטמפרטורה גבוהה (מתחת לנקודת קירי), המאפשרת לתאים להזוז בצורה חופשית יותר.

• כאשר החומר מתקרר בשדה החיצוני, התאים מתאימים לשדה המופעל ונעולים במקום.

• לאחר הקירור, החומר שומר על האלינמנט הזה, מגיע לספיחות מגנטית והופך למגנט קבוע.

הליך זה מבטיח שהשדות המגנטיים של התאים מאפיינים אחד את השני במקום לבטלו, מה שמוביל לשדה מגנטי נטו חזק וממשך.

דימגנטיזציה

מגנטים קבועים יכולים לאבד את המגנטיות שלהם אם הם מועדים ל:

• טמפרטורות גבוהות (במיוחד מעל טמפרטורת קירי),

• שדות מגנטיים מנוגדים חזקים,

• הלם פיזי או רעידות (בכמה חומרים).

תנאים אלו יכולים להפריע לתאים המכוונים, גורמים להם לחזור לעמדות אקראיות ומחשפים או מצמצמים את השדה המגנטי הנקי.

יישומים נפוצים: מנועים חשמליים, גנרטורים, חיישנים, קשירות מגנטיות, מגנטים למקררים, וראשי קול.

סיכום

אלקטרומגנטים ומגנטים קבועים כל אחד מהם מ_latitude>