Любой МР-томографа состоит из:

• магнита, создающего постоянное магнитное поле, в которое помещают пациента;
• градиентных катушек, создающих слабое переменное магнитное поле в центральной части основного магнита. Это поле называют градиентным. Оно позволяет выбрать область исследования части тела пациента;
• передающих и принимающих радиочастотных катушек; передающие, используются для создания возбуждения в теле пациента, приемные — для регистрации ответа возбужденных участков;
• компьютера, управляющего работой катушек, регистрирацией, обработкой измеренных сигналов, реконструкцией МР-изображений.

Радиочастотные катушки для различных отделов тела необходимы для получения качественного изображения.

Магнитное поле характеризуется индукцией магнитного поля, единицей измерения является Тл (тесла) по имени сербского учёного Николы Теслы.

Различают несколько типов томографов (зависит от величины постоянного магнитного поля):

• 0,01 Тл — 0,1 Тл → со сверхслабым полем;
• 0,1 — 0,5 Тл → со слабым полем;
• 0,5 — 1.0 Тл → со средним полем;
• 1.0 — 2,0 Тл → с сильным полем;
• >2,0 Тл → со сверхсильным полем.

Существует три вида магнитов для мр-томографа: резистивные, постоянные и сверхпроводящие.

Томографы с полем до 0,3 Тл чаще всего имеют резистивные или постоянные магниты, выше 3,0 Тл — сверхпроводящие.

Оптимальная напряженность магнитного поля является постоянным предметом дискуссий среди специалистов.

Более 90% магнитно-резонансных томографов составляют модели со сверхпроводящими магнитами (0,5 — 1,5 Тл). Томографы со сверхсильным полем (выше 3,0 Тл) очень дороги в эксплуатации. Постоянные магниты напротив, дёшевы и просты в эксплуатации.

Открытый и закрытый тип МР-томографа.

Резистивные магниты

Магнитное поле создается с помощью электрического тока, который проходит через катушку. МР-томографы с резистивными магнитами требуют большого количества электроэнергии, которая сильно нагревает магнит, что необходимо для получения сильных магнитных полей. Такая система вырабатывает поле с напряженностью до 0,3 Тесла.

Резистивные магниты были первыми применены в клинической практике. Они просты в изготовлении, стоят дешевле сверхпроводящих или постоянных. При этом они требуют мощного и стабильного источника питания, системы водоохлаждения с качественной очисткой воды. Уровень магнитного поля в них ограничен величиной 0.3Т, при котором отношение сигнал/шум еще не достаточно высоко. По качеству и времени сканирования они уступают томографам с более сильными полями. В настоящее время этот тип магнита практически не используется, и весь современный парк томографов состоит из приборов с постоянными и сверхпроводящими магнитами.

Постоянные магниты

Магнитное поле этого типа не требует высоких эксплуатационных расходов на электроэнергию и криогенные материалы. Главным недостатком постоянных магнитов являет то, что они генерируют слабое поле с напряженностью до 0,3 Тесла. Кроме того, такие томографы обладают большой массой, так же у них отсутствует функция аварийного снижения магнитного поля. Часто томографы с постоянными магнитами имеют «открытый» тип конструкции, постоянными магнитами обычно комплектуются небольшие приборы для специализированных исследований отдельных частей тела, например, суставов конечностей.

Сверхпроводящие магниты

В таких магнитах используется свойство сверхпроводимости, которое присуще некоторым материалам при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю. Сверхпроводящий материал не требует энергетических затрат, потому что практически не имеет электрического сопротивления. Однако для создания температуры, близкой к абсолютному нулю, необходимы криогенные материалы (жидкий гелий). Сверхпроводящие магниты создают магнитные поля высокой напряженности 1,0-3,0 Тесла и более. Они являются наиболее дорогими, но, благодаря высокому уровню поля и наилучшему соотношению сигнал/шум, обеспечивают наилучшее качество изображения. Не случайно наибольший прогресс в совершенствовании магнитных томографов наблюдается в области сверхпроводящих магнитов. Сегодня они покрывают более 80% рынка МР-томографов. Относительно низкий расход жидкого гелия у современных моделей, высокая скорость исследования и качество изображения делают их максимально привлекательными для потребителя.

В настоящее время изготавливаются магнитно-резонансные томографы двух типов: закрытого и открытого типа. Открытый тип томографа удобен для проведения различных манипуляций, поскольку обеспечивает более свободный доступ к пациенту. Преимуществом таких томографов является отсутствие замкнутого пространства, что актуально для пациентов страдающих клаустрофобией. Нужно учитывать, что при всех удобствах, отрытую конструкцию чаще имеют аппараты с низкой и средней напряжённостью магнитного поля, а большая часть томографов с мощными полями и наилучшим качеством изображения имеют туннельный тип.

постоянных магнитов | Изготовленные на заказ магниты и магнитные сборки

Пользовательские постоянные магниты для высокопроизводительных приложений

Постоянные магниты изготавливаются из специальных сплавов (ферромагнитных материалов), таких как железо, никель и кобальт, нескольких сплавов редкоземельных металлов и минералов, таких как магнитный камень. В отличие от электромагнитов, постоянные магниты создают постоянное магнитное поле без необходимости в каком-либо внешнем источнике магнетизма или электроэнергии.

Обладая более чем 60-летним опытом в области технических магнитов, Integrated Magnetics специализируется на разработке, проектировании и производстве нестандартных постоянных магнитов и прецизионных магнитных узлов для высокопроизводительных приложений.Из нашей штаб-квартиры в Калвер-Сити, штат Калифорния, и наших собственных производственных мощностей по всему миру, мы производим комплексные магнитные решения под ключ для различных рынков по всему миру. Специализированные отрасли, с которыми мы работаем, включают военную, аэрокосмическую, энергетическую, полупроводниковую, НИОКР, автомобилестроение, промышленную автоматизацию и многое другое.

Ваш индивидуальный проект с постоянными магнитами — чем мы можем помочь?

Отправьте нам запрос цен или свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить требования вашего проекта, и наша опытная команда инженеров поможет вам определить наиболее экономичный способ предоставления вам решения.Мы также предлагаем широкий выбор постоянных магнитов для онлайн-покупки на MagnetShop.com.

Материалы с постоянными магнитами

Мы производим магниты по индивидуальному заказу с использованием лицензированных высококачественных магнитных материалов различных премиальных и стандартных марок, включая:

Мы храним большинство магнитных материалов, которые легко доступны в готовом виде для линий с ускоренным производством. Кроме того, у нас есть стандартные сорта стали, алюминия и инконеля для производства магнитных узлов и компонентов.Специальные материалы доступны по запросу. Также доступны спецификации для конкретных материалов магнитов, которые вас интересуют.

Постоянные магниты — изготовление на заказ по вашему чертежу или спецификациям

Небольшие партии нестандартных магнитов могут быть изготовлены из сырья, которое мы храним на складе, а время выполнения работ для критичных по времени проектов может составлять всего две недели. Мы производим магниты по индивидуальному заказу для самых разных форм и конфигураций, а также со специальными функциями для удовлетворения ваших требований к применению и производительности, включая:

• Прямоугольники, дуги, диски, кольца или сложные формы.
• Магнитная ориентация на указанный угол.
• Специальные покрытия
• Термостабилизация
• Данные по мере необходимости (размерный и магнитный контроль, отслеживание материалов)

Внутренние возможности и системы управления качеством

Используя наши производственные, производственные и испытательные центры по всему миру, мы предлагаем широкий спектр индивидуальных возможностей, включая:

• Собственная оснастка, обработка, шлифование, электроэрозионная обработка, сборочные цеха, чистые помещения и многое другое.
• Внутренний контроль времени выполнения заказа для доставки индивидуальных магнитных решений в соответствии со спецификациями и в срок.
• Мы сертифицированы по ISO 9001: 2015, зарегистрированы в DDTC, соответствуют требованиям ITAR и ROHS ₃ . При поддержке команды опытных инженеров по проектированию, применению и производству у нас есть хорошо отлаженная система менеджмента качества, отвечающая важнейшим современным стандартам.

Contact Integrated Magnetics Сегодня

Свяжитесь с нами, чтобы обсудить специальные требования вашего проекта, мы здесь, чтобы помочь и будем рады получить от вас известие!

Магнитные решения под ключ

От стандартных магнитов до сложных магнитных узлов и электрических машин, мы — вертикально интегрированная компания, предоставляющая комплексные магнитные решения «под ключ» практически для любого типа магнитного поля .

Машиностроение и производство

Инжиниринг лежит в основе нашего бизнеса. Мы обладаем уникальной квалификацией во всех аспектах технической инженерии и предоставляем магнитные решения, оптимизированные по функциональности, срокам поставки, стоимости и надежности.

Системы менеджмента качества

IS0 9000 Сертифицированный с 1998 года, у нас есть хорошо отлаженная система менеджмента качества, соответствующая важнейшим современным стандартам. Мы создаем сборки с многоуровневыми ведомостями материалов, а наши ERP, планирование и QMS поддерживают эти действия.

Постоянный магнит — Вселенная сегодня

[/ caption]
Постоянный магнит — это магнит, который не теряет своего магнитного поля. Однако что делает магнит постоянным? Чтобы понять это, нам нужно знать, как работают магниты. Магнетизм — это аспект явления, известного как электромагнитная сила, фундаментальная сила физической вселенной. Магнетизм, как и другой его аспект, электричество проявляет себя как поле. Магнит делает то, что определенные вещества и элементы индуцируются сильным магнитным полем.В случае постоянных магнитов это поле остается с течением времени без ослабления.

Постоянный магнит — это магнит из-за ориентации его доменов. Домены — это небольшое магнитное поле, присущее кристаллической структуре ферромагнитных материалов. Ферромагнитные материалы — единственные вещества, которые могут быть превращены в магниты. Обычно это железо, никель, сплавы или редкоземельные металлы. Магнит создается, когда при определенных условиях отдельные домены в ферромагнитном элементе выравниваются в одном направлении.Однако метод, используемый в большинстве случаев, можно сделать только с помощью слабых магнитов. Обычно это происходит при прямом контакте с естественно магнитным материалом или пропускании через него электрического тока. Однако в случае, если поле, создаваемое трением о сильный магнит, будет слишком слабым и со временем исчезнет, ​​когда домены вернутся в исходное положение.

Основной способ создания постоянных магнитов — нагрев ферромагнитного материала до очень высокой температуры. Температура индивидуальна для каждого вида металла, но она способствует выравниванию и «фиксации» доменов магнита в постоянном положении.Предполагается, что именно этот процесс внутри Земли создает естественные постоянные магниты.

Постоянные магниты важны для их промышленного использования, особенно когда речь идет о производстве электроэнергии и электродвигателях. Индукционный процесс для турбин и генераторов требует постоянных магнитов, чтобы превратить механическое движение в энергию. Они также важны для электродвигателей во многих электронных устройствах, использующих обратную индукцию электрического тока для получения механической энергии. Как видите, без постоянного магнита мы не смогли бы в полной мере использовать возможности электричества в современных устройствах.

Мы написали много статей о постоянных магнитах для Universe Today. Вот статья о стержневых магнитах, а вот статья о супермагнитах.

Если вам нужна дополнительная информация о постоянных магнитах, ознакомьтесь со статьями журнала Hyperphysics and Practical Physics.

Мы также записали целый эпизод Astronomy Cast, посвященный магнетизму. Послушайте, Серия 42: Магнетизм повсюду.

Ссылки:
Hyperphysics
Как работают магниты

Нравится:

Нравится Загрузка…

Как изготавливаются постоянные магниты?

Как изготавливаются постоянные магниты? Вот как мы это делаем на нашем заводе-изготовителе.

из керамического феррита, самария-кобальта (SmCo) и неодима-железа-бора (Neo) производятся методом порошковой металлургии.

Мы плавим сырье в условиях вакуума, затем выливаем его в форму или даем остыть на охлаждающей плите.

Эти куски измельчаются до мелкого порошка, который становится химически активным.При правильных (а может быть и неправильных) условиях эта пыль может спонтанно игнорировать. Кислород вызывает реакцию, поэтому мы должны хранить порошок в условиях вакуума.

На этом этапе мы должны снова уплотнить порошок и выровнять все частицы так, чтобы магнитные области указывали в заданном направлении.

Первый способ — прессование.

• Порошок помещается в полость в инструменте на прессе, и пуансоны входят в инструмент для сжатия порошка.
• За момент до уплотнения применяется выравнивающее поле.
• Уплотнение фиксирует выравнивание.
• Уплотняющий порошок в гидравлических или механических прессах ограничивает форму до простых поперечных сечений, которые можно вытолкнуть из полости матрицы.

Второй метод — изостатическое прессование.

• Гибкий контейнер заполнен порошком.
• Емкость герметично закрывается, ударяется выравнивающим полем и помещается в изостатический пресс.
• Давление жидкости прикладывается к внешней стороне герметичного контейнера, равномерно уплотняя его со всех сторон.
• Магнитные блоки обычно производятся путем изостатического прессования, потому что это может быть сделано в больших размерах, и, поскольку давление прилагается одинаково со всех сторон, порошок остается в хорошем выравнивании, производя максимально возможную энергетическую продукцию.

В обоих случаях после прессования магниты нагреваются для создания плотности.

Спеченные магниты закончены, возможно, шлифование их гладко и параллельно, возможно, нарезание блочных магнитов на более мелкие части.Это полностью зависит от вашего приложения.

Материал магнита хрупкий и очень твердый, для нарезки требуются алмазные круги, а для шлифования — алмазные или специальные абразивные круги.

Все эти процессы невероятно точны, что исключает вероятность появления сколов и трещин.

Покрытия наносятся в этот момент до того, как магнит будет полностью намагничен.

Когда магнит построен, он должен быть заряжен для создания магнитного поля.

Это может быть выполнено в соленоиде или с помощью приспособлений, предназначенных для создания уникальных магнитных узоров.

Также можно избежать манипуляций и сборки больших магнитных узлов путем намагничивания всей массой. Поля, необходимые для заполнения, являются значительными (и не дешевыми), но являются разумным выбором в нескольких сценариях.

Когда ваш магнит намагничен, он готов работать на вас.

Постоянный магнит практически соответствует своему названию.Изготовленный на заказ магнит будет безупречно служить вашему приложению столько времени, сколько вам нужно, исключая любое повреждение самого магнита.

Как изготавливаются постоянные магниты? Тщательно и точно в соответствии с требованиями любого из наших клиентов. Мы можем разработать индивидуальные магнитные решения для вашего бизнеса в кратчайшие сроки и с соблюдением высоких стандартов контроля качества.

Дизайн, производство и окончательные испытания выполняются в одном и том же месте, на нашем заводе-изготовителе.

Это означает, что вы получаете качество, за которое платите каждый раз.

Позвоните нам, чтобы обсудить ваше приложение и найти самый разумный выбор постоянного магнита для вашего бизнеса.

Почему из стали делают постоянные магниты

Обладая прочностью на разрыв примерно в 1000 раз выше, чем у железа, сталь стала одним из важнейших металлов в мире. Из него делают все, от мостов и автомобилей до гаек, болтов и даже садовых инструментов. Однако многие люди не знают, что сталь также является ключевым ингредиентом в конструкции постоянных магнитов.Поскольку сталь сама по себе не является магнитной, вам может быть интересно, почему производители используют ее для изготовления постоянных магнитов.

Что такое постоянный магнит?

Постоянный магнит, также известный как твердый магнит, представляет собой объект с постоянным магнитным полем. Другими словами, это магнит, который не теряет своей магнитной силы. Даже после многих лет использования постоянный магнит будет таким же сильным, как и в день его изготовления. Это резко контрастирует с временными магнитами, которые действительно теряют свою магнитную силу.

Типичный пример постоянного магнита — холодильник. Холодильники обычно конструируются с постоянными магнитами, чтобы минимизировать потерю холодного воздуха. В середине 1900-х годов производители обнаружили, что, встраивая постоянные магниты в дверцы холодильников, приборы с меньшей вероятностью будут пропускать холодный воздух. Для сравнения, скрепки считаются временными магнитами. Когда на скрепку прикладывают магнит, она сама становится магнитной. Конечно, это магнитное поле носит временный характер, и скрепки в конечном итоге больше не будут притягиваться к другим ферромагнитным объектам.

Использование стали в постоянных магнитах

Итак, почему производители используют сталь для изготовления постоянных магнитов? Возвращаясь к основам этого металла, сталь — это сплав, состоящий из железа и углерода. В своем естественном состоянии сталь не является магнитной, но ее можно модифицировать таким образом, чтобы она становилась магнитной.

Когда немагнитный кусок стали прикладывают к магниту, атомы внутри него перестраиваются, образуя постоянный магнит. Когда атомы выравниваются, они создают магнитное поле, которое не теряет своей силы.Чтобы создать магнитное поле, атомы объекта должны быть правильно ориентированы. Сталь очень эффективна для этой цели из-за естественного расположения ее атомов.

Сталь — не единственный материал, используемый для изготовления постоянных магнитов. Постоянные магниты также изготавливаются из керамики, железа, кобальта, никеля, гадолиния и неодима. С учетом сказанного, сталь является относительно недорогим и широко доступным материалом, даже в большей степени, чем вышеупомянутые материалы. По этим причинам многие производители предпочитают использовать сталь для изготовления постоянных магнитов.

Что такое постоянный магнит? Какие бывают типы? — Магниты Блог

Постоянный магнит — это материал, который может обеспечивают магнитный поток при намагничивании приложенным магнитным полем и его способность к магнетизму характеризуется двумя ключевыми параметрами: остаточной намагниченностью и коэрцитивность.

В общем, внутренняя коэрцитивность постоянный магнит (Hcj) превышает 300 кЭ (в блоке CGS) или 24 кА / м (в единица СИ). При большей коэрцитивности постоянный магнит имеет большую способность противостоять размагничиванию, включая электрическую или магнитную цепь полевое размагничивание и термическое размагничивание рабочей температуры в различные двигатели и / или электрические машины.

Для коммерческого постоянного магнита требуется относительно высокая остаточная сила и принуждение по доступной цене и, напротив, к электромагниту, последний ведет себя как магнит только тогда, когда электрический через него течет ток.

По типам материалов постоянный магниты производятся из твердых ферромагнитных материалов, которые, после намагничивания сохраняют их магнитные свойства до тех пор, пока они не станут размагничивается, что происходит при наложении магнитного поле в отличие от того, что было в начале.

Материалы, используемые для изготовления постоянные магниты:

• Сплав неодим, железо и бор используются для производства известного NdFeB, NIB и Neo.
• Это сплав алюминия, никеля и кобальта, а иногда и меди, железа и титана используются.
• Кобальт-самарий. Как следует из названия, он сделан из сплава самария и кобальта.
• Это кристаллизованное железо в кубической системе.

На самом деле, существует различий между неодимовым магнитом и самариевым магнитом , но неодимовый магнит самый мощный магнит в мире .Что касается производственных процессов, они включают в себя спеченные, сплавленные, склеенные (прессованные, инжектированные, , экструдированные и каландрированные) и горячепрессованные магниты.

С другой стороны, постоянные магниты производятся природных веществ, таких как магнетит (Fe 3 O 4), самый магнитный природный минеральная. Сама Земля представляет собой большой постоянный магнит, хотя ее магнитная поле довольно слабое по отношению к его размеру. Люди использовали магнитные поле для навигации, так как компас был изобретен в древнем Китае.

Даже самый мощный постоянный магнит не так силен, как самые сильные электромагниты, поэтому их применение ограничено, но они все еще находят множество применений, таких как применение неодимовых магнитов в электродвигателях . Более приземленные будут использоваться в качестве магнитов для холодильников, но магниты можно найти повсюду, в том числе:

• Жесткий диск.
• банкоматов и кредитные карты.
• Колонки и микрофоны.

Фактически электродвигатели работают через взаимодействие электромагнита и постоянного магнита.

Каждый постоянный магнит генерирует магнитный поле, как и любой другой магнит, которое циркулирует вокруг магнита в другом шаблон. Размер магнитного поля связан с размером магнита. и его сила. Самый простой способ увидеть магнитное поле, создаваемое постоянный магнит предназначен для рассеивания железных опилок вокруг стержневого магнита, которые быстро ориентируется по полю.

Каждый постоянный магнит имеет два полюса, называемых север и юг, хотя их можно было назвать A и B.Подобные полюса отталкивают друг друга, в то время как противоположные полюса притягиваются друг к другу. Требуется много усилий, чтобы держите вместе отпугивающие полюса магнита, в то время как требуется усилие, чтобы убрать полюса притяжения. Самые мощные магниты притягивают такими силы, что они могут нанести травму, защемив кожу между собой.

Тысячи лет постоянные магниты были единственными магнитами, которые были у людей. Электромагнит был изобретен только в 1823 году. До этого магниты были в основном новинками. С помощью электромагнита можно навести ток в любом ферромагнитном материале, например в железе клип.Однако эффект быстро гаснет.

По адресу IMA мы можем посоветовать вам постоянный магнит, который лучше всего подходит для вашего проекта или потребностей. Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нами .

Постоянные магниты | Магнетизм и электромагнетизм

Столетия назад было обнаружено, что некоторые виды минеральных пород обладают необычными свойствами притяжения к металлическому железу. Один конкретный минерал, называемый магнетитом или магнетитом , упоминается в очень старых исторических записях (около 2500 лет назад в Европе и намного раньше на Дальнем Востоке) как предмет любопытства.

Позже его использовали для помощи в навигации, так как было обнаружено, что кусок этой необычной скалы будет иметь тенденцию ориентироваться в направлении север-юг, если его оставить свободно вращаться (подвешенный на веревке или на поплавке в воде). ).

Научное исследование, проведенное в 1269 году Петром Перегрином, показало, что сталь могла быть аналогичным образом «заряжена» этим необычным свойством после того, как ее потерли об один из «полюсов» магнитного камня.

В отличие от электрических зарядов (таких, которые наблюдаются при трении янтаря о ткань), магнитные объекты обладают двумя полюсами противоположного действия, обозначаемыми «север» и «юг» после их самоориентации по отношению к Земле.Как обнаружил Перегрин, невозможно изолировать один из этих полюсов, разрезав кусок магнита пополам: каждый полученный кусок имел свою собственную пару полюсов:

Как и электрические заряды, можно было найти только два типа полюсов: северный и южный (по аналогии положительный и отрицательный). Как и в случае с электрическими зарядами, одни и те же полюса отталкиваются друг от друга, а противоположные полюса притягиваются. Эта сила, как и сила, вызванная статическим электричеством, незримо распространялась по пространству и могла даже проходить через такие предметы, как бумага и дерево, практически не влияя на силу.

Философ-ученый Рене Декарт заметил, что это невидимое «поле» можно было нанести на карту, поместив магнит под плоский кусок ткани или дерева и посыпав сверху железными опилками. Опилки выровняются с магнитным полем, «отображая» его форму. Результат показывает, как поле непрерывно продолжается от одного полюса магнита к другому:

Как и в случае любого поля (электрического, магнитного, гравитационного), общая величина или эффект поля называется потоком , в то время как «толчок», вызывающий образование потока в пространстве, называется сила .Майкл Фарадей ввел термин «трубка» для обозначения струны магнитного потока в космосе (термин «линия» сейчас используется чаще). Действительно, измерение потока магнитного поля часто определяется количеством силовых линий, хотя сомнительно, что такие поля существуют в отдельных дискретных линиях постоянного значения.

Современные теории магнетизма утверждают, что магнитное поле создается движущимся электрическим зарядом, и поэтому предполагается, что магнитное поле так называемых «постоянных» магнитов, таких как магнитный камень, является результатом наличия электронов в атомах железа. вращаются равномерно в одном направлении.

Независимо от того, подвержены ли электроны в атомах материала такому однородному вращению, диктуется атомной структурой материала (подобно тому, как электрическая проводимость определяется связью электронов в атомах материала). Таким образом, только определенные типы веществ реагируют с магнитными полями, и еще меньше из них обладают способностью постоянно поддерживать магнитное поле.

Железо — одно из тех веществ, которые легко намагничиваются. Если кусок железа поднести к постоянному магниту, электроны внутри атомов в железе ориентируют свои спины в соответствии с силой магнитного поля, создаваемой постоянным магнитом, и железо становится «намагниченным».Утюг будет намагничиваться таким образом, чтобы включить линии магнитного потока в его форму, которая притягивает его к постоянному магниту, независимо от того, какой полюс постоянного магнита поднесен к утюгу:

Ранее немагниченное железо намагничивается по мере приближения к постоянному магниту. Независимо от того, какой полюс постоянного магнита направлен к утюгу, железо будет намагничиваться таким образом, чтобы притягиваться к магниту:

Ссылаясь на естественные магнитные свойства железа (лат. «Феррум»), ферромагнетик — это материал, который легко намагничивается (составляющие его атомы легко ориентируют свои электронные спины в соответствии с силой внешнего магнитного поля).Все материалы в некоторой степени магнитны, а те, которые не считаются ферромагнитными (легко намагничиваются), классифицируются как парамагнитные (слабомагнитные) или диамагнитные (как правило, исключают магнитные поля). Из двух диамагнитных материалов самые странные. В присутствии внешнего магнитного поля они фактически слегка намагничиваются в противоположном направлении, чтобы оттолкнуть внешнее поле!

Если ферромагнитный материал имеет тенденцию сохранять свою намагниченность после удаления внешнего поля, говорят, что он имеет хорошую удерживающую способность .Это, конечно, необходимое качество для постоянного магнита.

ОБЗОР:

• Lodestone (также называемый Магнетит ) — это природный «постоянный» магнитный минерал. Под «постоянным» подразумевается, что материал поддерживает магнитное поле без внешней помощи. Характеристика любого магнитного материала для этого называется удерживающей способностью .
• Ферромагнитные материалы легко намагничиваются.
• Парамагнитные материалы намагничиваются труднее.
• Диамагнитные материалы на самом деле имеют тенденцию отражать внешние магнитные поля за счет намагничивания в противоположном направлении.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Как формируются магниты? | Sciencing

Обновлено 2 ноября 2019 г.

Автор: Кевин Бек

Практически каждый знаком с обычным магнитом и с тем, что он делает или может делать. Маленький ребенок при условии нескольких минут игры и правильного сочетания материалов быстро распознает, что определенные виды вещей (которые ребенок позже определит как металлы) притягиваются к магниту, в то время как на другие он не действует.А если ребенку дать для игры больше одного магнита, эксперименты быстро станут еще интереснее.

Магнетизм — это слово, охватывающее ряд известных взаимодействий в физическом мире, которые не видны невооруженным глазом. Двумя основными типами магнитов являются ферромагнетики , которые создают вокруг себя постоянные магнитные поля, и электромагниты , которые представляют собой материалы, в которых магнетизм может быть временно индуцирован, когда они помещены в электрическое поле, например, создаваемое катушкой. токоведущего провода.

Если кто-то задаст вам вопрос в стиле Jeopardy : «Из какого материала сделан магнит?» тогда вы можете быть уверены, что однозначного ответа не существует — и, вооружившись имеющейся информацией, вы даже сможете объяснить своему собеседнику все полезные детали, включая то, как формируется магнит.

История магнетизма

Как и многое другое в физике — например, гравитация, звук и свет — магнетизм всегда «присутствовал», но способность человечества описывать его и делать прогнозы на основе экспериментов и полученных моделей и frameworks развивались на протяжении веков.Целая отрасль физики возникла вокруг связанных понятий электричества и магнетизма, обычно называемых электромагнетизмом.

Древние культуры знали, что магнитный камень , редкий тип железо-кислородсодержащего минерала магнетита (химическая формула: Fe ₃ O ₄ ), может притягивать куски металла. К XI веку китайцы узнали, что такой камень, который оказался длинным и тонким, будет ориентироваться вдоль оси север-юг, если будет подвешен в воздухе, открыв путь для компаса .

Европейские путешественники, пользующиеся компасом, заметили, что направление, указывающее на север, незначительно менялось во время трансатлантических путешествий. Это привело к осознанию того, что Земля сама по себе является массивным магнитом, причем «магнитный север» и «истинный север» немного отличаются, и различаются на разную величину по всему земному шару. (То же самое относится к истинному и магнитному югу.)

Магниты и магнитные поля

Ограниченное количество материалов, включая железо, кобальт, никель и гадолиний, сами по себе проявляют сильные магнитные эффекты.Все магнитные поля возникают в результате движения электрических зарядов друг относительно друга. Было упомянуто об индукции магнетизма в электромагните путем размещения его рядом с катушкой с токоведущим проводом, но даже ферромагнетики обладают магнетизмом только из-за крошечных токов, генерируемых на атомном уровне.

Если постоянный магнит поднести к ферромагнитному материалу, компоненты отдельных атомов железа, кобальта или любого другого материала выровняются с воображаемыми линиями влияния магнита, расходящимися от его северного и южного полюсов, что называется магнитным. поле.Если вещество нагреть и охладить, намагничивание можно сделать постоянным, хотя оно также может возникать самопроизвольно; это намагничивание может быть отменено сильным нагревом или физическим разрушением.

Магнитного монополя не существует; то есть не существует такой вещи, как «точечный магнит», как это происходит с точечными электрическими зарядами. Вместо этого у магнитов есть магнитные диполи, и их силовые линии магнитного поля берут начало на северном магнитном полюсе и расширяются, прежде чем вернуться к южному полюсу. Помните, что эти «линии» — всего лишь инструменты, используемые для описания поведения атомов и частиц!

Магнетизм на атомном уровне

Как подчеркивалось ранее, магнитные поля создаются токами.В постоянных магнитах крошечные токи производятся двумя типами движения электронов в атомах этих магнитов: их орбита вокруг центрального протона атома и их вращение, или спин .

В большинстве материалов небольшие магнитные моменты , создаваемые движением отдельных электронов данного атома, компенсируют друг друга. Когда они этого не делают, сам атом действует как крошечный магнит. В ферромагнитных материалах магнитные моменты не только не компенсируются, но они также выравниваются в том же направлении и смещаются, чтобы быть выровненными в том же направлении, что и линии приложенного внешнего магнитного поля.

Некоторые материалы содержат атомы, которые ведут себя таким образом, что позволяют им намагничиваться в различной степени под действием приложенного магнитного поля. (Помните, что вам не всегда нужен магнит для присутствия магнитного поля; достаточно значительного электрического тока.) Как вы увидите, некоторые из этих материалов не требуют длительного магнетизма, в то время как другие ведут себя. более задумчивым образом.

Классы магнитных материалов

Список магнитных материалов, в котором даются только названия металлов, проявляющих магнетизм, был бы не так полезен, как список магнитных материалов, упорядоченный по поведению их магнитных полей и тому, как вещи работают на микроскопическом уровне .Такая система классификации существует, и она разделяет магнитное поведение на пять типов.

• Диамагнетизм: Большинство материалов демонстрируют это свойство, при котором магнитные моменты атомов, помещенных во внешнее магнитное поле, выстраиваются в направлении, противоположном направлению приложенного поля. Соответственно, возникающее магнитное поле противостоит приложенному полю. Однако это «реактивное» поле очень слабое. Поскольку материалы с этим свойством не являются магнитными в каком-либо значимом смысле, сила магнетизма не зависит от температуры.
• Парамагнетизм: Материалы с этим свойством, такие как алюминий, имеют отдельные атомы с положительным суммарным дипольным моментом. Однако дипольные моменты соседних атомов обычно нейтрализуют друг друга, оставляя материал в целом не намагниченным.