Електромагнети спротивно на Постојани магнети | Клучните разлики објаснети

Електромагнети спротивно на постојани магнети: Разбирање на клучните разлики

Електромагнетите и постојаните магнети се две основни видови материјали кои прикажуваат магнетни својства. Иако и двете генерираат магнетни полиња, фундаментално се разликуваат во начинот на производство на овие полиња.

Електромагнетот генерира магнетно поле само кога електрична струја протече низ него. Спротивно, постојаниот магнет инхерентно произведува свој постојан магнетен пол одеднаш кога е магнетизиран, без потреба од било какво надворешно извор на енергија.

Што е магнет?

Магнетот е материја или предмет кој произведува магнетно поле - векторско поле што влијае со сила врз други магнетни материјали и движечки електрични наелектрисани частици. Ова поле постои како во магнетот, така и во околината. Јачината на магнетното поле е претставена со густината на магнетните линии: колку што линиите се поблиски, толку што јачко е полето.

Магнетите имаат два полусеверен и јужен. Полусите од иста врста се одбија едни од други, додека противоположните полуси се привлекуваат. Оваа фундаментална постапка регулира магнетните интеракции.

Надолу, ги испитуваме клучните разлики помеѓу електромагнетите и постојаните магнети во подетално.

Дефиниција на електромагнет

Електромагнетот е тип магнет за кој магнетното поле се генерира од електрична струја. Обично се конструира со намотавање на јота од проводлив жич (често мед) околу мек феромагнетен језгро, како железо.

Кога електрична струја минува низ јотата, создава се магнетно поле околу жичката. Језгрото ја подобрува оваа поле, станувајќи временно магнетизиран. Јачината и полярноста на магнетното поле зависат од големината и правецот на струјата.

Бидејќи магнетното поле постои само додека текне струја, електромагнетите се сметаат за временски магнети. Еднаш кога струјата се прекине, магнетното поле се руша, а језгрото губи повеќето од својата магнетизација.

Оваа контролируемост ги прави електромагнетите многу универсални. Често се нарекуваат контролируеми магнети бидејќи нивната јачина може да се регулира со менување на струјата, а нивната полярност може да се преврти со менување на правецот на струјата.

Магнетното поле во електромагнетот потекнува од интеракцијата на струи во соседни завои на јотата. Резултантниот правец на полето следи правило на десната рака, а силата помеѓу проводници е поради интеракцијата на нивните индивидуални магнетни полиња.

Здравствени применби: Електрични мотори, релеи, апарати за МРТ, звучници и индустриски системи за дигање.

Дефиниција на постојан магнет

Постојаниот магнет е направен од тешко феромагнетен материјал кој задржува својата магнетизација после што е магнетизиран во производството. Спротивно на електромагнетите, постојаните магнети не требаат надворешен извор на енергија за да го одржуваат нивното магнетно поле.

Здравствени типови на постојани магнети вклучуваат:

• Алнико (Алуминиум-Никел-Кобалт)

• Неодим (NdFeB – Неодим-Жеже-Бор)

• Ферит (Керамика)

• Самариум Кобалт (SmCo)

Овие материјали се избираат поради нивната висока коерцитивност и реманенца, што им овозможува да отпоруваат на демагнетизација и да одржуваат јаки магнетни полиња за долги периоди.

Како постојаните магнети генерираат својот магнетен пол?

Сите феромагнетни материјали содржат маленьки области наречени магнетни домени, каде што магнетните моменти на атомите се подредени. Во немагнетизирано состојба, овие домени соочени во насумични правци, се отменуваат едни со други, резултирајќи со небитно магнетно поле.

За да се создаде постојан магнет:

• Материјалот е изложен на многу јак надворешен магнетен пол.

• Исто така, се загрева до висока температура (под неговата точка на Кюри), што овозможува домените да се движеат посвободно.

• Додека материјалот се хлади во присуство на надворешното поле, домените се подредуваат со применето поле и стануваат „заклучени“ на местото.

• Еднаш хладен, материјалот задржува оваа подредба, постигнувајќи магнетна насытеност и станувајќи постојан магнет.

Овој процес осигурува дека магнетните полиња на домените се подкрепуваат едни со други, резултирајќи со јако, постојано сетно магнетно поле.

Демагнетизација

Постојаните магнети можат да губат својата магнетизација ако се изложени на:

• Високи температури (особено над нивната точка на Кюри),

• Јаки противоположни магнетни полиња,

• Физички удар или вибрација (во некои материјали).

Овие услови можат да нарушиат подредените домени, причинувајќи ги да се вратат на насумична ориентација и намалувајќи или елиминирајќи сетното магнетно поле.

Здравствени применби: Електрични мотори, генератори, сензори, магнетни куплувања, магнети за хладилник и слушалки.

Заклучок

Електромагнетите и постојаните магнети секој имаат уникатни предности базирани на нивните принципи на работа. Електромагнетите нудат контролируемост, висока јачина по барање и обратност, што ги прави идеални за динамички применби. Постојаните магнети нудат постојано, безодржувано магнетно поле, прифатливо за компактни и енергетски ефикасни дизајни.

Изборот помеѓу двата зависи од специфичните барања на применбата, вклучувајќи достапност на енергија, потреба за контрола, работна средина, ограничувања на големина и цена. Разбирањето на нивните разлики овозможува инженери и дизајнери да изберат најодговарачкото магнетно решение за нивните потреби.