Як роблять незмінний магніт. Відео Що таке магніт
Ще в Стародавньому Китаїзвернули увагу на властивість деяких металів притягувати. Це фізичне явище отримало назву магнетизм, а матеріали, що мають цю здатність, назвали магнітами. Зараз ця властивість активно використовується в радіоелектроніці та промисловості, а особливо потужні магніти використовують, у тому числі і для підняття та транспортування великих обсягів металу. Застосовуються властивості цих матеріалів і в побуті – багатьом відомі магнітні листівки та літери для навчання дітей. Які магніти бувають де їх використовують, що таке неодимовий, про це розповість цей текст.
Види магнітів
У сучасному світіїх класифікують за трьома основними категоріями за типом створюваного ними магнітного поля:
- постійні, що складаються з природного матеріалу, Що володіє цими фізичними властивостяминаприклад, неодимові;
- тимчасові, що мають ці властивості під час знаходження в полі дії магнітного поля;
- електромагніти – це витки дроту на сердечнику, що створюють електромагнітне поле під час проходження енергії по провіднику.
У свою чергу, найпоширеніші постійні магніти поділяються на п'ять основних класів, за своїм хімічним складом:
- феромагніти на основі заліза та його сплавів з барієм та стронцієм;
- неодимові магніти, що мають у своєму складі рідкоземельний метал неодим, у сплаві із залізом та бором (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB);
- самарієво-кобальтові сплави, що мають порівняні з неодимовими магнітні характеристики, але в той же час ширший температурний діапазон застосування (SmCo);
- сплав Альнико, він же ЮНДК, цей сплав відрізняється високою корозійною стійкістю та високою температурною межею;
- магнітопласти, що є сумішшю магнітного сплаву зі сполучною, це дозволяє створити вироби різних формта розмірів.
Сплави магнітних металів тендітні і досить дешеві вироби, що мають середні якості. Зазвичай це сплав оксиду заліза з феритами стронцію та барію. Температурний діапазон стабільної роботи магніту не вищий за 250-270°C. Технічні характеристики:
- коерцитивна сила – близько 200 кА/м;
- залишкова індукція – до 0,4 Тесла;
- середній термін служби – 20-30 років.
Що таке неодимові магніти
Це найбільш потужні з постійних, але в той же час досить тендітні та нестійкі до корозії, в основі цих сплавів лежить рідкоземельний мінерал – неодим. Це найсильніший магніт із постійних.
Характеристики:
- коерцитивна сила – близько 1000 кА/м;
- залишкова індукція – до 1,1 Тесла;
- середній термін служби – до 50 років.
Їх застосування обмежує лише низьку межу температурного діапазону, для найбільш термостійких марок неодимового магніту це 140°C, тоді як менш стійкі руйнуються при температурі понад 80 градусів.
Самарієвокобальтові сплави
Ті, що володіють високими технічними характеристикамиале в той же час дуже дорогі сплави.
Характеристики:
- коерцитивна сила – близько 700 кА/м;
- залишкова індукція – до 0,8-1,0 Тесла;
- середній термін служби – 15-20 років.
Вони використовуються для складних умов роботи: високі температури, агресивні середовища та велике навантаження. Через порівняно високу вартість їх застосування дещо обмежене.
Альнико
Порошковий сплав з кобальту (37-40%) з додаванням алюмінію та нікелю також має гарні експлуатаційні характеристики, крім того здатність зберігати свої магнітні властивості при температурах до 550°C. Їхні технічні характеристики нижчі, ніж у феромагнітних сплавів і становлять:
- коерцитивна сила – близько 50 кА/м;
- залишкова індукція – до 0,7 Тесла;
- середній термін служби – 10-20 років.
Але, незважаючи на це, саме цей сплав найцікавіший для застосування у науковій сфері. Крім того, додавання до сплаву титану і ніобію сприяє підвищенню коерцетивної сили сплаву до 145-150 кА/м.
Магнітопласти
Використовуються в основному в побуті для виготовлення магнітних листівок, календарів та інших дрібниць, характеристики магнітного поля трохи падають через меншу концентрацію магнітного складу.
Це є основні типи постійних магнітів. Електромагніт за принципом дії та застосування дещо відрізняється від таких сплавів.
Цікаво.Неодимові магніти використовуються практично повсюдно, у тому числі і в дизайні для створення парячих конструкцій, і в культурі для цих цілей.
Електромагніт та демагнітизатор
Якщо електромагніт створює поле при проходженні через витки обмотки електроенергії, демагнітизатор, навпаки, знімає залишкове магнітне поле. Застосовувати цей ефект можна з різною метою. Наприклад, що можна зробити демагнітізатором? Раніше демагнітизатор використовувався для розмагнічування головок магнітофонів, кінескопів телевізорів і виконання інших функцій подібного роду. Сьогодні його найчастіше застосовують у кілька незаконних цілях для розмагнічування лічильників після застосування на них магнітів. Крім того, цей пристрій можна і потрібно застосовувати для зняття залишкового магнітного поля з інструментів.
Складається демагнітізатор зазвичай зі звичайної котушки, інакше кажучи, за пристроєм цей прилад повністю повторює електромагніт. На котушку подається змінна напруга, після чого пристрій, з якого ми знімаємо залишкове поле, забирається із зони дії демагнітизатора, після чого він відключається
Важливо!Використання магніту для «підкрутки» лічильника є незаконним і тягне за собою штраф. Неправильне використання демагнітизатора може призвести до повного розмагнічування приладу та його виходу з ладу.
Самостійне виготовлення магніту
Для цього достатньо знайти металевий брусок зі сталі або іншого феросплаву, можна використовувати складовий осердя трансформатора, після чого зробити обмотку. Намотати на сердечник кілька витків мідного обмотувального дроту. Для безпеки варто включити до схеми плавкий запобіжник. Як зробити потужний магніт? Для цього потрібно збільшувати силу струму в обмотці, чим вона вища, тим більша магнітна сила пристрою.
При включенні пристрою в мережу і подачі електроенергії на обмотку, пристрій буде притягувати метал, тобто фактично це справжнісінький електромагніт, нехай і кілька спрощеної конструкції.
У світі широко використовується енергія магнітного поля. Як у промисловості, радіоелектроніці та електриці, так і в побутових цілях. Для генерації магнітного поля створено десятки різних пристроїв, а також використовуються природні властивостімінералів.
Найбільшого поширення серед постійних набув неодимовий магніт. Його використання та широке поширення пов'язано як з його вартістю, так і відмінними технічними характеристиками. Його недоліками є: схильність до корозії та страх високих температур. З цієї причини в складних умовахроботи застосовуються інші типи, які мають цими обмеженнями.
Відео
У домашніх умовах: спосіб перший
Є два варіанти виготовлення, кожен із яких має свої особливості. Варіант перший ґрунтується на магнітному вінілі та його застосуванні. Береться вініл, товщина якого має бути не менше 0,4 мм. Можна вибрати зразок із глянсовим або матовим покриттям. А потім надрукувати зображення на принтері (як звичайні фотографії). Плюсами цього є його простота і досить швидке виготовлення. Але не слід забувати про недоліки, тому що зробити магніт буде не так вже й просто. По-перше, невелика товщина дає невелике тяжіння. По-друге, це досить дороге задоволення. По-третє, якість таких магнітиків залишає бажати кращого. Причиною цього є відбиток принтера. Такий спосіб підходить для разових замовлень, коли потрібен лише один або два магніти.
Другий спосіб
Другий спосіб має іншу техніку виконання. Він більше підійде у тому випадку, якщо ви хочете дізнатися, як зробити магніт. Роздруковуються звичайні зображення (можна на фотопапері, а можна і на звичайному картоні). Потім потрібно зображення заламінувати. Коли картинка готова, купується магніт з вінілу і приклеюється до нашого зображення, що ламінує.
Що вам потрібно мати?
Обидва ці способи хороші виготовлення в домашніх умовах. Все, що вам знадобиться для виробництва таких магнітів, це:
- Комп'ютер (обов'язково наявність програми для редагування зображень; на сьогоднішній день найкращою є "Фотошоп").
- Кольоровий струменевий принтер (якість, звичайно, має бути гарною).
Інструменти для різання. Тут можна назвати кілька необхідних різновидів. Вініл легко ріжеться навіть звичайними ножицями, але для того, щоб краї магнітів були рівними, бажано скористатися спеціальними пристроями, наприклад, роликовим різаком. Якщо дозволяють засоби, можна придбати і ріжучий плотер. Він дозволить заощадити вихідний матеріал (бо зображення можна буде підганяти під існуючий формат).
Спочатку потрібно знайти вихідну форму. Можна взяти вже готові скульптури чи медальйони, а можна знайти скульптора-аматора та замовити вироби йому. На основі отриманого макету робимо заготівельні форми. Бажано використовувати для цієї мети латекс, оскільки ці форми використовуватимуться кілька разів.
Рекомендації про те, як зробити магніт
1. Форма не повинна мати вад, тому що тоді магніт вийде неякісним.
2. Заготівля повинна бути об'ємною з одного боку та мати рівну поверхню для кріплення з іншого.
Вибір матеріалу
Тепер слід вибрати матеріал для самого магніту. Це може бути поліхлорвініл, різні смоли та пластмаси, а можна змішати гіпс із клеєм ПВА. Залишилось залити готовий матеріалу форми та відкачати вакуумним насосом повітря. Після того як магніт застигне, фарбуємо його (бажано використовувати для цього рідкий пластик). Останній етапполягає у приклеюванні нашого зображення до заготівлі. За допомогою цих нехитрих порад питання про те, як зробити магніт, більше не хвилюватиме вас.
Інструкція
Всі матеріали, здатні до намагнічування, діляться на магнітотверді та магнітом'які. Різниця між ними в тому, що магнітом'які матеріали швидко втрачають свої магнітні властивості, тоді як магнітотверді зберігають їх досить довго.
Достатньо кілька разів провести залізним брусочком по сильному магніту, щоб він сам намагнітився. Якщо кілька разів швидко відкрити та закрити залізні ножиці, вони почнуть притягувати голки або залізну тирсу. Цим ефектом можна скористатися, якщо голка впала у вузьку щілину, а постійного магніту, щоб дістати її під рукою немає.
Постійний магніт, виготовлений шляхом намагнічування звичайного, зберігає свої властивості недовго. Достатньо вдарити їм про тверду поверхню або нагріти вище 60 градусів, щоб він знову розмагнітився.
Різні добавки до заліза, що перетворюють його на сталь, можуть сильно змінити його магнітні властивості. Сталь, здатна до загартування, є магнітотвердим матеріалом і може стати основою сильного магніту. Із загартованої сталі роблять напилки, полотна ножівок і т.д. Нержавіюча сталь, з якої роблять кухонне начинняі столові прилади, що не піддається ні загартування, ні намагнічування.
У промисловості повсюдно застосовуються потужні електромагніти. Їх конструкція куди складніша, ніж у постійних магнітів. Для створення потужного електромагніту необхідна котушка, що складається з обмотки з мідного дроту, а також залізного осердя. Сила в даному випадкузалежить лише від сили струму, проведеного через котушки, а також кількості витків дроту на обмотці. Варто зазначити, що при певній силі струму намагнічування металевого сердечника піддається насичення. Тому найпотужніші промислові магніти виготовляються без нього. Натомість додається ще деяке дроти. У більшості ж потужних промислових магнітах із залізним число витків дроту рідко перевищує десяти на метр, а сила струму, що використовується, – двох ампер.
Магнітне поле, що пронизує простір, не завжди має лінійну структуруі залежить від відстані до джерела. Щоб зменшити магнітне поле, просто відсуньтеся від його джерела. Якщо ж потрібно зменшити магнітне поле, що створюється провідником зі струмом, соленоїдом або котушкою індуктивності, для цього змініть їх характеристики.
Вам знадобиться
- постійний магніт, провідник, соленоїд, котушка індуктивності.
Інструкція
Зменшення магнітного поля постійного магнітуОскільки змінити полепостійного неможливо, просто пересуньте його, видаляючи від точки, де проводиться вимір. Ця залежність є прямо пропорційною - чим далі магніт від потрібної точкитим слабше в ній магнітне поле.
Зменшення магнітного поля прямого провідника Підключіть провідник до джерела струму. Для того, щоб зменшити магнітне поле, що оточує його, можна видалити від потрібної точки простору провідник. Дія магнітного поля зменшиться в стільки разів, збільшиться відстань до провідника. Другий спосіб зменшити магнітне поле- Зменшити силу струму в провіднику. Для цього послідовно до нього приєднайте реостат. Індукція магнітного поля зменшиться в стільки разів, якщо зменшиться сила струму. Можна комбінувати методи зменшення магнітного поля. Наприклад, щоб зменшити індукція магнітного поля в 6 разів, можна збільшити відстань до провідника в 2 рази і зменшити силу струму в ньому в 3 рази.
Зменшення магнітного поля соленоїда полесоленоїда, приєднаного до джерела струму, можна декількома способами: - щоб зменшити індукцію магнітного поля соленоїда в n разів, вкотре зменшіть силу струму в ньому;
- зменшіть кількість витків соленоїда в n разів, і в стільки ж разів знизиться інтенсивність його магнітного поля;
- Збільшіть довжину соленоїда в n разів, не змінюючи кількість витком (розтягніть його як пружину). У скільки разів збільшиться довжина, у стільки разів зменшиться магнітне поле.
Зменшення магнітної індуктивності (електромагніту) Щоб зменшити магнітне полекотушки з сердечником, просто видаліть його з цієї котушки. Зменшіть кількість витків і струмів, що протікає по ній, за тією самою методикою, що й для соленоїда.
Джерела:
- як зменшувати раз
Будь-який постійний можна просто на магнітити, розташувавши його певним чином у зовнішньому магнітном полі. Посилення електро магнітов відбувається за рахунок збільшення струму обмотки або кількості її витків.
Холодильник є досить-таки зручну річ, що використовується не тільки за прямим призначенням, але і для нагадування про дуже важливі справи. Варто лише написати на невеликому аркуші те, що треба виконати незабаром, і закріпити на пристрої за допомогою використання простих магнітів.
Як тільки розіграється апетит, мимоволі до поля зору потрапить і папірець із нагадуванням. У цьому огляді було вирішено докладніше розглянути, як відбувається виготовлення магнітів на холодильник. Ця ідея бізнесу зможе стати успішною для підприємців.
Із чим пов'язана популярність магнітиків?
Можливо, ця думка зіграла вагому роль у появі декоративних сувенірів. Сталося це ще 1971 року. За весь час свого існування цей виріб зазнав достатньо велика кількістьзмін. З заводських конвеєрів їхнє виробництво різко перейшло у мале підприємництво з досить невеликим початковим внеском. І якщо раніше для виробництва магнітів в першу чергу були потрібні прес і пристрій для емальування, то в сучасному світі декоративний виріб для холодильника досить просто зробити, маючи під руками комп'ютер та принтер.
Але сказати про те, що через такий переход знизилася потреба в сувенірах, а виготовлення магнітів на холодильник стало менш перспективним, не можна. Справа в тому, що постійно відбувається зміна символів епохи. Це спричиняє і попит певну продукцію, у якій втілять нові символічні зображення. Відповідно, старі вироби будуть викинуті чи заховані, а нові займуть своє місце на дверцятах холодильника.
Технології виробництва магнітиків постійно спрощуються
Час, коли проходив за рахунок намагніченого металу, давно пішов у минуле. Сучасне обладнаннядозволило наносити практично на будь-який полімерний виріб дуже тонкий шар феромагнітних матеріалів.
Вони здатні утримувати магнітну індукцію протягом досить тривалого часу. Як підкладка зазвичай виступає вініл. З іншого боку цього матеріалу наноситься спеціальне покриття, яке згодом наклеюється певне зображення.
Вініл не є дорогим матеріалом
Виходячи з усього вищеописаного, можна сказати: немає нічого дивного в тому, що з часом виготовлення магнітів на холодильник стало можливим і в домашніх умовах. Вініл для виготовлення магнітів – це такий матеріал, який є намагніченою гумою різноманітної товщини. Випускатися може не тільки в рулонах, але і в листах. Вартість одного рулону досягає 4,3 тисячі рублів. За словами багатьох фахівців, вініл є ідеальним матеріалом, який використовується для виготовлення різноманітних магнітних календариків, листівок, сувенірників та записників.
Знайти замовника буде нескладно
Виготовлення магнітів як бізнес висуває певні вимоги. Насамперед вони стосуються реалізації виробів. Але знайти замовників, які матимуть змогу закупити оптову партію магнітиків, не дуже складно. Вся трудомісткість даного процесуполягає у необхідності передбачити ту чи іншу корпоративну подію.
Магнітики завжди користувалися популярністю на різноманітних виставках, оскільки здатні нести певний логотип. Але навіть якщо немає замовника на оптову партію, завжди можна займатися випуском одиничних виробів.
Що потрібно для виробництва магнітика?
Для того, щоб організувати бізнес, якесь спеціалізоване обладнаннядля виготовлення магнітів не потрібно. Просто потрібний комп'ютер. З програмних засобів потрібно придбати та встановити будь-який графічний редактор. Також знадобиться струменевий принтер, вирубник та пакетний ламінатор. Процедура виготовлення магнітних виробів відбувається за шість кроків.
- На прозорому пластику з термоклеєм потрібно надрукувати зображення, попередньо виконавши його дзеркальне відображення в редакторі.
- Прозорий пластик, на який наноситься малюнок, треба відокремити від підкладки та перевернути.
- Отриманий у результаті матеріал потрібно пропустити через ламінатор.
- Слід відокремити підкладку, яка захищає шар клею від листа.
- Лист із роздрукованим на ньому малюнком потрібно приклеїти на вініл.
- Отримані вироби потрібно вирубати.
Нічого складного у процедурі виготовлення немає. Зображення можуть бути абсолютно будь-якими. Варто лише зважати на той фактор, що замість паперу треба використовувати прозорий матеріал – пластик.
Виходячи з усього перерахованого вище, можна відзначити, що вся процедура не вимагатиме занадто багато вільного часу. Але при цьому можна отримати магнітики з будь-якою картинкою та різноманітною формою. Товщина подібних виробів може досягати всього півтора міліметра, проте магнітики при цьому будуть досить міцними.
Висока рентабельність бізнесу
Підприємницька ідея, суттю якої є виробництво магнітів, має рентабельність, що дорівнює 100 відсоткам. І це навіть при обліку мінімальних цін, які формуватимуться на виробах. На одному аркуші формату А4 можна буде зробити близько 8 магнітиків. Вартість таких сувенірів варіюватиметься в діапазоні від 50 до 100 рублів. Собівартість виготовленого магніту при цьому не перевищуватиме і 40 рублів.
Організувати бізнес із виробництва магнітів не надто складно. Від підприємця не потрібно купувати надто дороге обладнання та вкладати надто багато грошей на початковому етапі. Навіть за допомогою простого комп'ютера та принтера в сучасних умовахможна надрукувати малюнок високої якості.
Відсутність будь-якої конкуренції
Варто також зазначити, що ця підприємницька ідея стане успішною тому, що у цій сфері діяльності немає конкуренції. Ринок не насичений сувенірами подібного плану, а в деяких містах підприємець взагалі здатний стати монополістом. Не зовсім висока собівартість усієї продукції дозволить отримати прибуток, який значно перевищуватиме всі первісні витрати. Саме тому цей бізнес і вважається високорентабельним.
РадіоСвіт 2006 №9
Відомо, що помітний вплив магнітного поля відзначається лише залізовмісних матеріалах. Але і ці матеріали розрізняються і діляться на магнітом'які та магнітотверді. Їхня основна відмінність - здатність зберігати намагніченість після закінчення дії магнітного поля. Крім заліза та його сплавів, магнітні властивості мають ферити, що виготовляються з порошку двоокису заліза з різними присадками (барій, кобальт, стронцій та ін) методом гарячого пресування під великим тиском.
З магнітом'яких феритів виготовляють сердечники трансформаторів та дроселів, магнітотверді ферити йдуть на виготовлення постійних анізотропних магнітів.
У побутових умовахможна виготовити непогані постійні магніти із легованих сталей. Не вдаючись у тонкощі сортаменту марок сталей, можна сказати, що для виготовлення придатні сталі, що гартуються. Під рукою завжди знайдуться старі надфілі, напилки, ножовочні полотна та ін. Підібраний матеріал спочатку необхідно "відпустити", нагріваючи до червоного жару, а потім повільно охолодити. Після виготовлення заготовки магніту її гартують - нагрівають до світло-червоного гартування і різко охолоджують холодній воді. Чим сильніше загартування, тим краще буде магніт.
Процес намагнічування можна провести на нескладній установці, що складається з котушки індуктивності та запобіжника. Котушка намотана на каркасі такого діаметру, щоб усередині містилася заготівля магніту. Наприклад, виготовлення котушки я використовував каркас від імпортного припою (h=40 мм, D=50 мм, d=22 мм).
Котушка намотана проводом ПЕВ-2 діаметром 2 мм і містить близько 500 витків. Вона укріплена на підставі та підключена до мережі через плавкий запобіжник та вимикач. Заготівлю поміщають усередину котушки, встановлюють запобіжник та замикають вимикач. Запобіжник одразу ж згоряє, але за цей час заготівля встигає намагнітитися.
Для запобіжника можна використовувати тонкий мідний дріт. Для безпеки її потрібно помістити в скляну трубку від запобіжника, що згорів, і засипати чистим кварцовим піском(Для надійного гасіння розряду).
Струм перегорання плавкого запобіжника з дроту I пп можна приблизно розрахувати за емпіричною формулою:
I пп = (d-0,005)/K де d - діаметр дроту, мм (до 0,2 мм);
До - постійний коефіцієнт (для міді К=0,034). З цієї формули випливає, що діаметр дроту для плавкого запобіжника
d = К * I пп +0,005.
Установка у запропонованому варіанті дозволяє отримати постійні магніти силою до 200 мТл, що цілком достатньо для застосування в конструкціях, що містять мікросхеми перетворювачів магнітного поля (ПМП).
Цю ж установку можна використовувати для розмагнічування радіомонтажного інструменту, включивши котушку через понижувальний трансформатор з вихідною напругою не більше 6 В. Живлення подається на котушку при її розташуванні на відстані не менше 1 м від інструменту, що розмагнічується, її беруть в руку, підносять до інструменту і повільно видаляють, описуючи кола, що розширюються.
При роботі з індукційною котушкою при включенні в мережу (220 В) дотримуйтесь правил техніки безпеки.
І.СЕМЕНОВ, м.Дубна Московської обл.
