Dodavanje magnetnih polja trajnih magneta. Sistemi komutacije magnetnog fluksa

Šta je trajni magnet? Trajni magnet je tijelo koje može dugo vremena održavaju magnetizaciju. Kao rezultat ponovljenih istraživanja i brojnih eksperimenata, možemo reći da samo tri supstance na Zemlji mogu biti trajni magneti (slika 1).

Rice. 1. Trajni magneti. ()

Samo ove tri supstance i njihove legure mogu biti trajni magneti, samo se one mogu magnetizirati i održavati ovo stanje dugo vremena.

Trajni magneti se koriste jako dugo, a prije svega su uređaji za orijentaciju u svemiru - prvi kompas je izumljen u Kini za navigaciju u pustinji. Danas niko ne raspravlja o magnetnim iglama ili trajnim magnetima svuda se koriste u telefonima i radio predajnicima i jednostavno u raznim električnim proizvodima. Mogu biti različiti: postoje trakasti magneti (slika 2)

Rice. 2. Trakasti magnet ()

A postoje i magneti koji se nazivaju u obliku luka ili u obliku potkovice (slika 3)

Rice. 3. Lučni magnet ()

Studija trajni magneti povezane isključivo sa njihovom interakcijom. Magnetno polje se može stvoriti električnom strujom i permanentnim magnetom, pa je prvo što je urađeno bilo istraživanje magnetskim iglama. Ako magnet približimo strelici, vidjet ćemo interakciju - slični polovi će se odbijati, a različiti će se privlačiti. Ova interakcija se opaža kod svih magneta.

Postavimo male magnetne strelice duž trakastog magneta (slika 4), južni pol će biti u interakciji sa sjevernim, a sjever će privući jug. Magnetne strelice će se nalaziti duž linije magnetsko polje. Općenito je prihvaćeno da su magnetne linije usmjerene izvan stalnog magneta od sjevernog pola prema jugu, a unutar magneta od južnog pola prema sjeveru. Dakle, magnetske linije su zatvorene na potpuno isti način kao one kod električne struje, to su koncentrični krugovi, zatvoreni su unutar samog magneta. Ispostavilo se da je izvan magneta magnetsko polje usmjereno od sjevera prema jugu, a unutar magneta od juga prema sjeveru.

Rice. 4. Linije magnetnog polja trakastog magneta ()

Da bismo uočili oblik magnetnog polja trakastog magneta, oblik magnetnog polja magneta u obliku luka, koristit ćemo sljedeće uređaje ili dijelove. Uzmimo prozirnu ploču, gvozdene strugotine i izvršimo eksperiment. Pospimo željezne strugotine na ploču koja se nalazi na trakastom magnetu (slika 5):

Rice. 5. Oblik magnetnog polja trakastog magneta ()

Vidimo da linije magnetnog polja napuštaju sjeverni pol i po gustini linija možemo suditi o polovima magneta, tamo gdje su polovi magneta (slika 6).

Rice. 6. Oblik magnetnog polja magneta u obliku luka ()

Provest ćemo sličan eksperiment s magnetom u obliku luka. Vidimo da magnetne linije počinju na sjeveru i završavaju na južnom polu u cijelom magnetu.

Već znamo da se magnetsko polje formira samo oko magneta i električne struje. Kako možemo odrediti Zemljino magnetsko polje? Svaka igla, bilo koji kompas u Zemljinom magnetnom polju je strogo orijentisan. Pošto je magnetna igla striktno orijentisana u svemiru, na nju utiče magnetno polje, a to je Zemljino magnetno polje. Možemo zaključiti da je naša Zemlja veliki magnet (slika 7) i, shodno tome, ovaj magnet stvara prilično snažno magnetsko polje u svemiru. Kada pogledamo iglu magnetnog kompasa, znamo da crvena strelica pokazuje jug, a plava strelica sever. Kako se nalaze Zemljini magnetni polovi? U ovom slučaju, potrebno je zapamtiti da se južni magnetni pol nalazi na sjevernom geografskom polu Zemlje, a sjeverni magnetni pol Zemlje na južnom geografskom polu. Ako Zemlju posmatramo kao tijelo koje se nalazi u svemiru, onda možemo reći da ćemo, kada idemo na sjever po kompasu, doći do južnog magnetskog pola, a kada idemo na jug, završit ćemo na sjevernom magnetnom polu. Na ekvatoru će igla kompasa biti smještena gotovo horizontalno u odnosu na površinu Zemlje, a što smo bliže polovima, to će igla biti vertikalnija. Zemljino magnetsko polje se moglo mijenjati bilo je trenutaka kada su se polovi mijenjali jedan u odnosu na drugi, to jest, jug je bio tamo gdje je bio sjever, i obrnuto. Prema naučnicima, ovo je bio predznak velikih katastrofa na Zemlji. Ovo nije primećeno poslednjih nekoliko desetina milenijuma.

Rice. 7. Zemljino magnetsko polje ()

Magnetski i geografski pol se ne poklapaju. Unutar same Zemlje postoji i magnetsko polje, koje je, kao u stalnom magnetu, usmjereno od južnog magnetnog pola prema sjeveru.

Odakle dolazi magnetsko polje u permanentnim magnetima? Odgovor na ovo pitanje dao je francuski naučnik Andre-Marie Ampere. Izrazio je ideju da se magnetsko polje trajnih magneta objašnjava elementarnim, najjednostavnijim strujama koje teku unutar trajnih magneta. Ove najjednostavnije elementarne struje međusobno se pojačavaju na određeni način i stvaraju magnetsko polje. Negativno nabijena čestica - elektron - kreće se oko jezgra atoma, ovo kretanje se može smatrati usmjerenim, te se u skladu s tim stvara magnetsko polje oko takvog pokretnog naboja. Unutar bilo kojeg tijela, broj atoma i elektrona je jednostavno ogroman, sve te elementarne struje uzimaju uređeni smjer i dobivamo prilično značajno magnetsko polje. Isto možemo reći i za Zemlju, odnosno Zemljino magnetsko polje je vrlo slično magnetskom polju stalnog magneta. Trajni magnet je prilično svijetla karakteristika bilo koje manifestacije magnetnog polja.

Pored postojanja magnetnih oluja, postoje i magnetne anomalije. Oni su povezani sa solarnim magnetnim poljem. Kada se na Suncu dogode dovoljno snažne eksplozije ili izbacivanja, one se dešavaju ne bez pomoći manifestacije Sunčevog magnetnog polja. Ovaj eho dopire do Zemlje i utječe na njeno magnetsko polje, kao rezultat toga i promatramo magnetne oluje. Magnetne anomalije su povezane sa nalazištima željezne rude na Zemlji, ogromne naslage su magnetizirane Zemljinim magnetskim poljem dugo vremena, a sva tijela okolo će osjetiti magnetsko polje iz ove anomalije, strelice kompasa pokazaće pogrešan smjer.

U sljedećoj lekciji ćemo se osvrnuti na druge pojave povezane s magnetskim djelovanjem.

Bibliografija

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Fizika 8 / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemozina.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Drfa, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Prosvetljenje.

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

Zadaća

1. Koji kraj igle kompasa privlači sjeverni pol Zemlje?
2. Na kom mjestu na Zemlji ne možete vjerovati magnetnoj igli?
3. Šta pokazuje gustina linija na magnetu?

Sad ću objasniti: jednostavno je takva stvar u životu da ne možeš previše, ali zaista želiš (jednostavno je jezivo)... Ali poenta je u sljedećem. Neka vrsta sudbine visi nad „običnim“, aura misterije i povučenosti. Svi fizičari (i muškarci i žene su različiti) potpuno ne znaju o trajnim magnetima (testirani više puta, lično), a to je vjerovatno zato što svi udžbenici fizike izbjegavaju ovu temu. Elektromagnetizam - da, to je to, molim vas, ali ni riječi o konstantama...

Hajde da vidimo šta se može izvući iz najpametnije knjige „I.V. Kurs opšte fizike. Tom 2. Elektricitet i magnetizam,” - teško da ćete moći iskopati nešto hladnije od ovog otpadnog papira. Tako je 1820. godine izvjesni tip po imenu Ørsted započeo eksperiment s dirigentom i iglom kompasa koji su stajali pored njega. Pustiti struja od strane konduktera u različitim pravcima, pobrinuo se da strelica bude jasno usmjerena prema nečemu jasnom. Kormoran je iz iskustva zaključio da je magnetsko polje usmjereno. Kasnije su otkrili (pitam se kako?) da magnetno polje, za razliku od električnog, nema uticaja na naelektrisanje u mirovanju. Sila se javlja samo kada se naboj pomera (uzmite u obzir). Pokretni naboji (struje) mijenjaju svojstva prostora koji ih okružuje i stvaraju magnetsko polje u njemu. Odnosno, slijedi da magnetsko polje nastaje pokretnim nabojima.

Vidite, mi sve više skrećemo u struju. Na kraju krajeva, u magnetu se ništa ne kreće i u njemu ne teče struja. Evo što je Ampere rekao o tome: sugerirao je da kružne struje (molekularne struje) kruže u molekulima tvari. Svaka takva struja ima magnetni moment i stvara magnetno polje u okolnom prostoru. U nedostatku vanjskog polja, molekularne struje su nasumično orijentirane, uzrokujući da je rezultirajuće polje nula (hladno, zar ne?). Ali to nije dovoljno: zbog haotične orijentacije magnetnih momenata pojedinačnih molekula, ukupni magnetni moment tijela je također nula. - Osjećate li kako jeres postaje sve jača? ? Pod utjecajem polja, magnetski momenti molekula poprimaju dominantnu orijentaciju u jednom smjeru, zbog čega se magnet magnetizira - njegov ukupni magnetni moment postaje različit od nule. U tom slučaju, magnetna polja pojedinačnih molekularnih struja više ne kompenziraju jedno drugo i nastaje polje. Ura!

Pa, kako je?! - Ispada da je magnetni materijal stalno (!) magnetiziran, samo haotično. Odnosno, ako počnemo dijeliti veliki komad na manje, i dolazimo do mikro-mikro bitova, dobićemo normalno radne magnete (magnetizirane) bez ikakve magnetizacije!!! - To su gluposti.

Malo informacija za opšti razvoj: Magnetizacija magneta karakterizira magnetni moment po jedinici volumena. Ova veličina se naziva magnetizacija i označena je slovom "J".

Nastavimo naše ronjenje. Malo o elektricitetu: Znate li da su linije magnetske indukcije polja jednosmjerne struje sistem koncentričnih krugova koji okružuju žicu? Ne? - Sad znaj, ali ne vjeruj. Jednostavno rečeno, zamislite kišobran. Drška kišobrana je smjer struje, ali ivica samog kišobrana (npr.), tj. krug je, kao, linija magnetske indukcije. Štaviše, takva linija počinje iz čistog zraka, a završava se, naravno, nigdje! -Možete li fizički zamisliti ovu glupost? Trojica su se prijavila za ovaj slučaj: to se zove Bio-Savart-Laplaceov zakon. Cijela zabuna dolazi od toga što je negdje netačno predstavljena sama suština polja – zašto se pojavljuje, šta je, zapravo, gdje počinje, gdje i kako se širi.

Čak i u apsolutno jednostavnim stvarima oni (ovi zli fizičari) zavaravaju svima glave: Smjer magnetskog polja karakterizira vektorska količina(„B“ se mjeri u teslama). Logično bi bilo, po analogiji sa jačinom električnog polja “E”, “B” nazvati jačinom magnetnog polja (kao, imaju slične funkcije). Međutim (pažnja!) glavna sila karakteristična za magnetno polje zvala se magnetska indukcija... Ali ni to im se činilo nedovoljno, a da bi se sve potpuno pobrkalo, pomoćnoj veličini je dodijeljen naziv "jačina magnetskog polja". “H”, slično pomoćna karakteristika"D" električno polje. Kako to izgleda...

Daljnjim određivanjem Lorentzove sile, oni dolaze do zaključka da je magnetna sila slabija od Coulombove za faktor jednak kvadratu omjera brzine naboja i brzine svjetlosti (tj. magnetska komponenta sile je manji od električne komponente). Tako se pripisuje relativistički efekat magnetnim interakcijama!!! Za vrlo male, objasniću: ujak Ajnštajn je živeo na početku veka i on je smislio teoriju relativnosti povezujući sve procese sa brzinom svetlosti (čista glupost). Odnosno, ako ubrzate do brzine svjetlosti, tada će vrijeme stati, a ako je prekoračite, onda će se vratiti unazad... Svi su odavno shvatili da je ovo bila samo svjetska šala šaljivdžije Ajnštajna i da je sve ovo, najblaže rečeno, nije tačno. Sada su i magnete sa svojim svojstvima vezali za ovo sranje - zašto to rade?...

Još jedna mala informacija: gospodin Ampere je smislio divnu formulu i ispostavilo se da ako žicu, ili neki komad željeza, dovedete do magneta, magnet neće privući žicu, već naelektrisanja koja se kreću duž magneta. kondukter. Patetično su to nazvali: "Amperov zakon"! Nisu uzeli u obzir da ako provodnik nije spojen na bateriju i kroz njega ne teče struja, onda se i dalje drži magneta. Smislili su takav izgovor da su, kažu, optužbe i dalje tu, samo se kreću haotično. To su oni koji se lijepe za magnet. Pitam se odakle dolazi EMF u mikrovolumenima da bi haotično zamahnuo ova naelektrisanja. To je samo trajni motor! I ništa ne grijemo, ne pumpamo energijom... Ili evo još jedne šale: Na primjer, aluminijum je takođe metal, ali iz nekog razloga nema haotične naboje. Pa aluminij se NE LIJEPI za magnet!!! ...ili je od drveta...

Oh da! Još vam nisam rekao kako je usmjeren vektor magnetske indukcije (ovo morate znati). Dakle, prisjećajući se našeg kišobrana, zamislite da smo vodili struju oko obima (ivice kišobrana). Kao rezultat ove jednostavne operacije, vektor se našom mišlju usmjerava prema dršci točno u centru štapa. Ako provodnik sa strujom ima nepravilne oblike, onda je sve izgubljeno - jednostavnost isparava. Pojavljuje se dodatni vektor koji se zove dipolni magnetni moment (u slučaju kišobrana on je također tu, jednostavno je usmjeren u istom smjeru kao vektor magnetske indukcije). Počinje strašna zbrka u formulama - svakakvim konturnim integralima, sinusima-kosinusima itd. - Kome treba može se pitati. Također je vrijedno napomenuti da se struja mora primijeniti po pravilu desnog gimleta, tj. u smjeru kazaljke na satu, tada će vektor biti udaljen od nas. Ovo je povezano sa konceptom pozitivne normale. Ok, idemo dalje...

Drug Gauss je malo razmislio i odlučio da odsustvo magnetnih naboja u prirodi (u stvari, Dirac je sugerirao da postoje, ali još uvijek nisu otkriveni) dovodi do činjenice da linije vektora "B" nemaju ni početak niti kraj. Stoga je broj raskrsnica koje se javljaju kada linije “B” napuste volumen ograničen određenom površinom “S” uvijek je jednak broju raskrsnica koje se javljaju kada linije ulaze u ovaj volumen. Posljedično, tok vektora magnetske indukcije kroz bilo koju zatvorenu površinu jednak je nuli. Hajde da sada sve protumačimo na normalan ruski: Svaka površina, kao što je lako zamisliti, završava negdje i stoga je zatvorena. " Jednako nuli- to znači da ga nema. Izvlačimo jednostavan zaključak: „Protoka nikada nigde nema“!!! - Zaista kul! (U stvarnosti, to samo znači da je tok ujednačen). Mislim da tu treba da stanemo, jer ono što sledi je TOLIKO smeće i dubina da... Stvari poput divergencije, rotora, vektorskog potencijala su globalno složene, pa čak ni ovaj mega-rad nije u potpunosti shvaćen.

Sada malo o obliku magnetskog polja u provodnicima sa strujom (kao osnova za naš dalji razgovor). Ova tema može biti mnogo nejasnija nego što smo navikli da mislimo. Već sam pisao o ravnom provodniku - polju u obliku tankog cilindra duž provodnika. Ako namotate zavojnicu na cilindrični komad kartona i primijenite struju, tada će polje takvog dizajna (a pametno se zove solenoid) biti isto kao i kod sličnog cilindričnog magneta, tj. linije izlaze sa kraja magneta (ili navodnog cilindra) i ulaze na drugi kraj, formirajući neku vrstu elipse u prostoru. Što je kalem ili magnet duži, to su elipse ravnije i izduženije. Naponski prsten ima hladno polje: naime, u obliku torusa (zamislite polje pravog provodnika umotanog u loptu). To je općenito šala s toroidom (sada je solenoid umotan u krofnu) - nema magnetnu indukciju izvan sebe (!). Ako uzmete beskonačno dug solenoid, onda isto smeće. Samo mi znamo da ništa nije beskonačno, zato solenoid prska i šiklja sa krajeva ;))). Takođe, polje je ujednačeno unutar solenoida i toroida. Vau.

Pa, šta je još korisno znati? - Uslovi na granici dva magneta izgledaju potpuno kao snop svjetlosti na granici dva medija (prelama se i mijenja smjer), samo što nemamo snop, već vektor magnetske indukcije i različite magnetne permeabilnosti (ne optički) naših magneta (medijuma). Ili evo još jedne stvari: imamo jezgro i zavojnicu na njemu (elektromagnet, kao), što mislite gdje se nalaze vodovi magnetne indukcije? - Uglavnom su koncentrisani unutar jezgra, jer je njegova magnetna permeabilnost neverovatna, a takođe su čvrsto upakovani u vazdušni jaz između jezgra i zavojnice. Ali nema ništa u samom namotaju. Dakle, nećete ništa magnetizirati bočnom površinom zavojnice, već samo jezgrom.

Hej, jesi li još budan? Ne? Onda nastavimo. Ispostavilo se da se svi materijali u prirodi ne dijele u dvije klase: magnetne i nemagnetne, već u tri (ovisno o predznaku i veličini magnetske susceptibilnosti): 1. Dijamagneti, kod kojih je mala i negativna vrijednost ( ukratko, praktički nula, i nikada ih nećete moći magnetizirati), 2. Paramagneti, kod kojih je također mali ali pozitivan (takođe blizu nule; možete ga malo magnetizirati, ali i dalje nećete osjetiti, pa nema veze), 3. feromagneti, kod kojih je pozitivan i dostiže jednostavno gigantske vrijednosti (1010 puta više nego za paramagnetne materijale!), osim toga, za feromagnetne materijale osjetljivost je funkcija jačine magnetskog polja. Zapravo, postoji još jedna vrsta tvari - to su dielektrici, imaju potpuno suprotna svojstva i nisu nam zanimljivi.

Nas, naravno, zanimaju feromagneti, koji se tako nazivaju zbog inkluzija gvožđa (feruma). Gvožđe se može zamijeniti hemikalijama sličnih svojstava. elementi: nikl, kobalt, gadolinijum, njihove legure i jedinjenja, kao i neke legure i jedinjenja mangana i hroma. Cijela ova stvar s magnetizacijom funkcionira samo ako je supstanca u kristalnom stanju. (Magnetizacija ostaje zbog efekta zvanog “Histerezna petlja” - pa, to već svi znate). Zanimljivo je znati da postoji određena „Kirijeva temperatura“, a nije neka određene temperature, a svaki materijal ima svoju vrijednost, iznad koje nestaju sva feromagnetna svojstva. Apsolutno je neverovatno znati da postoje supstance pete grupe, koje se zovu antiferomagneti (erbijum, dispozitijum, legure mangana i BAKRA!!!). Ovi specijalni materijali imaju drugu temperaturu: „antiferomagnetsku Kirijevu tačku“ ili „Neelovu tačku“, ispod koje nestaju i stabilna svojstva ove klase. (Iznad gornje tačke, supstanca se ponaša kao paramagnet, a na temperaturama ispod donje Neelove tačke postaje feromagnetna).

Zašto sve ovo pričam tako mirno? - Imajte na umu da nikada nisam rekao da je hemija netačna nauka (samo fizika) - ali ovo je čista hemija. Zamislite: uzmete bakar, ohladite ga, magnetizirate i imate magnet u rukama (u rukavicama? Ali bakar nije magnetan!!! - Zaista, kul.

Možda će nam trebati i nekoliko čisto elektromagnetnih stvari iz ove knjige, da napravimo alternator, na primjer. Fenomen broj 1: 1831. godine Faraday je otkrio da u zatvorenom provodnom kolu, kada se fluks magnetske indukcije promijeni kroz površinu ograničenu ovim krugom, nastaje električna struja. Ovaj fenomen se zove elektromagnetna indukcija, a rezultujuća struja je induktivna. A sada najvažnija stvar: Veličina indukovana emf ne zavisi od načina na koji se magnetni fluks menja, a određuje se samo brzinom promene fluksa! - Misao sazrijeva: Što se rotor sa zavjesama brže okreće, to veću vrijednost dostiže indukovana EMF i veći je napon koji se uklanja iz sekundarnog kola alternatora (sa zavojnica). Istina, ujak Lenz nas je razmazio svojim “Lenzovim pravilom”: indukovana struja je uvijek usmjerena tako da se suprotstavi uzroku koji je uzrokuje. Kasnije ću objasniti kako se ovo rješava u alternatoru (i na drugim modelima).

Fenomen broj 2: Indukcijske struje takođe može biti pobuđen u čvrstim masivnim provodnicima. U ovom slučaju se nazivaju Foucaultove struje ili vrtložne struje. Električni otpor ima malo masivnog provodnika, tako da Foucaultove struje mogu doseći vrlo velika snaga. U skladu s Lenzovim pravilom, Foucaultove struje biraju takve puteve i smjerove unutar provodnika tako da se njihovo djelovanje što jače odupre uzroku koji ih uzrokuje. Stoga, dobri provodnici koji se kreću u jakom magnetnom polju doživljavaju snažnu inhibiciju zbog interakcije Foucaultovih struja s magnetnim poljem. Ovo treba znati i uzeti u obzir. Na primjer, u alternatoru, ako se radi prema općeprihvaćenoj pogrešnoj shemi, tada se Foucaultove struje pojavljuju u pokretnim zavjesama i, naravno, usporavaju proces. Koliko sam shvatio, niko o ovome uopšte nije razmišljao. (Napomena: Jedini izuzetak je unipolarna indukcija, koju je otkrio Faraday i poboljšao Tesla, koja ne proizvodi štetan uticaj samoindukcija).

Fenomen broj 3: Električna struja koja teče u bilo kojem kolu stvara magnetni tok koji prodire u ovaj krug. Kada se struja promijeni, mijenja se i magnetski tok, zbog čega se u krugu inducira emf. Ovaj fenomen se naziva samoindukcija. U članku o alternatorima govorit ću i o ovom fenomenu.

Usput, o Foucaultovim strujama. Možete napraviti jedan cool eksperiment. Lako kao pakao. Uzmite veliki, debeli (najmanje 2 mm debljine) bakar ili aluminijumski lim i postavite ga pod uglom u odnosu na pod. Neka „jaki“ permanentni magnet slobodno klizi niz njegovu nagnutu površinu. I... Čudno!!! Čini se da trajni magnet privlači list i klizi znatno sporije nego, na primjer, duž drvena površina. Zašto? Na primjer, "specijalist" će odmah odgovoriti: "U lim provodniku, kada se magnet kreće, nastaju vrtložne električne struje (Foucaultove struje) koje sprječavaju promjene u magnetskom polju i, stoga, onemogućuju kretanje stalnog magneta duž površine provodnika.” Ali razmislimo o tome! Vrtložna električna struja je vrtložno kretanje provodnih elektrona. Šta sprečava slobodno kretanje vrtloga provodnih elektrona duž površine provodnika? Inertna masa provodnih elektrona? Gubitak energije kada se elektroni sudare s kristalnom rešetkom provodnika? Ne, to se ne poštuje i generalno ne može biti. Pa šta te sprečava slobodno kretanje vrtložne struje duž provodnika? Ne znam? I niko ne može da odgovori, jer je sva fizika glupost.

Sada nekoliko zanimljivih misli o suštini trajnih magneta. U mašini Howarda R. Johnsona, odnosno u patentnoj dokumentaciji za nju, ovo je izražena ideja: „Ovaj izum se odnosi na metodu korištenja spinova nesparenih elektrona u feromagnetu i drugim materijalima koji su izvori magnetnih polja za proizvodnju snage bez protoka elektrona, kao što se ovo dešava u običnim električnim provodnicima, i motorima s trajnim magnetima za upotrebu ovu metodu prilikom kreiranja izvora napajanja. U praksi ovog izuma, spinovi nesparenih elektrona sadržanih u permanentnim magnetima koriste se za stvaranje izvora pokretačke snage isključivo kroz supravodljive karakteristike trajnih magneta i magnetni fluks koji stvaraju magneti, koji je kontroliran i koncentriran tako da orijentira magnetske sile za stalnu proizvodnju koristan rad, kao što je pomak rotora u odnosu na stator." Imajte na umu da Džonson u svom patentu piše o permanentnom magnetu kao sistemu sa “superprovodljivim karakteristikama”! Elektronske struje u permanentnom magnetu su manifestacija stvarne supravodljivosti, koja ne zahtijeva sistem hlađenja provodnika da bi se osigurao nulti otpor. Štaviše, "otpor" mora biti negativan da bi magnet održao i obnovio svoje magnetizirano stanje.

Šta, mislite da znate sve o "redovnim"? Evo jednostavnog pitanja: - Kako izgleda slika? dalekovodi jednostavan feromagnetni prsten (magnet iz običnog zvučnika)? Iz nekog razloga svi isključivo vjeruju da je to isto kao i kod bilo kojeg prstenastog dirigenta (i, naravno, nije prikazano ni u jednoj knjizi). I tu grešite!

U stvari (vidi sliku) u području uz rupu prstena, nešto se neshvatljivo dešava sa linijama. Umjesto da ga neprestano probijaju, oni se razilaze, ocrtavajući figuru koja podsjeća na čvrsto napunjenu vreću. Ima, takoreći, dvije veze - na vrhu i na dnu (posebne točke 1 i 2) - magnetsko polje u njima mijenja smjer.

Možete napraviti kul eksperiment (kao, inače neobjašnjiv;) - hajde da ga prevedemo odozdo na feritni prstenčelična kugla, a na njenom donjem dijelu metalna matica. Ona će ga odmah privući (slika a). Ovdje je sve jasno - lopta je, jednom u magnetnom polju prstena, postala magnet. Zatim ćemo uvesti loptu odozdo prema gore u ring. Ovdje će matica otpasti i pasti na sto (sl. b). Evo ga, najniža posebna tačka! Smjer polja u njemu se promijenio, lopta je počela ponovo da se magnetizira i prestala privlačiti orah. Podizanjem kugle iznad posebne tačke, matica se ponovo može magnetizirati na nju (slika c). Ova šala sa magnetne linije M.F. je prvi otkrio Ostrikov.

P.S.: I u zaključku, pokušaću da jasnije formulišem svoj stav u odnosu na modernu fiziku. Nisam protiv eksperimentalnih podataka. Ako donesete magnet i on privuče komad željeza, znači da ga je privukao. Ako magnetni tok inducira EMF, to znači da inducira. Ne možete se raspravljati sa tim. Ali (!) to su zaključci koje naučnici donose... njihova objašnjenja ovih i drugih procesa ponekad su jednostavno (blago rečeno) smiješna. I to ne ponekad, već često. Skoro uvijek…

Transgeneracija energije elektromagnetno polje

Suština istraživanja:

Osnovni pravac istraživanja je proučavanje teorijske i tehničke mogućnosti stvaranja uređaja koji generišu električnu energiju kroz fizički proces transgeneracije energije elektromagnetnog polja koji je otkrio autor. Suština efekta je da se pri sabiranju elektromagnetnih polja (konstantnih i promjenjivih) ne dodaju energije, već amplitude polja. Energija polja je proporcionalna kvadratu amplitude ukupnog elektromagnetnog polja. Kao rezultat toga, jednostavnim dodavanjem polja, energija ukupnog polja može biti višestruko veća od energije svih originalnih polja zasebno. Ovo svojstvo elektromagnetnog polja naziva se neaditivnost energije polja. Na primjer, kada su tri trajna magneta ravnog diska složena, energija ukupnog magnetnog polja se povećava devet puta! Sličan proces se događa prilikom dodavanja elektromagnetnih talasa u napojnim vodovima i rezonantnim sistemima. Energija ukupnog stajaćeg elektromagnetnog talasa može biti mnogo puta veća od energije talasa i elektromagnetnog polja pre dodavanja. Kao rezultat, ukupna energija sistema se povećava. Proces je opisan jednostavnom formulom energije polja:

Kada se dodaju tri trajna disk magneta, zapremina polja se smanjuje tri puta, a zapreminska gustina energije magnetnog polja povećava se devet puta. Kao rezultat toga, energija ukupnog polja tri magneta zajedno ispada tri puta veća od energije tri odvojena magneta.

Kada se elektromagnetni talasi dodaju u jednu zapreminu (u napojnim vodovima, rezonatorima, zavojnicama, energija elektromagnetnog polja se takođe povećava u odnosu na originalno).

Teorija elektromagnetnog polja pokazuje mogućnost generiranja energije putem prijenosa (trans-) i dodavanja elektromagnetnih valova i polja. Teorija transgeneracije energije elektromagnetnog polja koju je razvio autor nije u suprotnosti sa klasičnom elektrodinamikom. Ideja o fizičkom kontinuumu kao super gustom dielektričnom mediju sa ogromnom latentnom masnom energijom dovodi do činjenice da fizički prostor ima energiju i transgeneracija ne krši puni zakon održanja energije (uzimajući u obzir energiju medija). ). Neaditivnost energije elektromagnetnog polja pokazuje da za elektromagnetno polje zakon održanja energije ne važi jednostavno. Na primjer, u teoriji Umov-Poynting vektora, dodavanje Poyntingovih vektora dovodi do dodavanja električnih i magnetnih polja istovremeno. Stoga, na primjer, kada se dodaju tri Pointing vektora, ukupni Pointing vektor se povećava za devet puta, a ne tri, kako se čini na prvi pogled.

Rezultati istraživanja:

Eksperimentalno je proučavana mogućnost dobijanja energije kombinovanjem elektromagnetnih talasa u različitim tipovima napojnih vodova - talasovodima, dvožičnim, trakastim, koaksijalnim. Frekvencijski opseg je od 300 MHz do 12,5 GHz. Snaga je mjerena direktno - vatmetrima - i indirektno - detektorskim diodama i voltmetrima. Kao rezultat toga, kada su izvršene određene prilagodbe u dovodnim linijama, dobijeni su pozitivni rezultati. Prilikom zbrajanja amplituda polja (u opterećenjima), snaga oslobođena u opterećenju premašuje snagu napajanu iz različitih kanala (korišteni su razdjelnici snage). Najviše jednostavno iskustvo, koji ilustruje princip sabiranja amplituda, je eksperiment u kojem tri visoko usmjerene antene rade u fazi s jednim prijemnikom, na koji je priključen vatmetar. Rezultat ovog eksperimenta: snaga zabilježena na prijemnoj anteni je devet puta veća od one koju daje svaka predajna antena posebno. Na prijemnoj anteni se sabiraju amplitude (tri) od tri predajne antene, a snaga prijema je proporcionalna kvadratu amplitude. Odnosno, kada se dodaju tri amplitude u fazi, snaga prijema se povećava devet puta!

Treba napomenuti da su smetnje u zraku (vakumu) višefazne i da se na više načina razlikuju od interferencije u napojnim vodovima, rezonatorima šupljina, stajaći talasi ah u kalemovima, itd. U takozvanom klasičnom interferencijskom obrascu opažaju se i sabiranje i oduzimanje amplituda elektromagnetnog polja. Stoga, općenito, s višefaznim smetnjama, kršenje zakona održanja energije je lokalne prirode. U rezonatoru ili u prisustvu stajaćih valova u napojnim vodovima, superpozicija elektromagnetnih valova nije praćena preraspodjelom elektromagnetnog polja u prostoru. U ovom slučaju, u četvrt- i polutalasnim rezonatorima dolazi samo do dodavanja amplituda polja. Energija talasa kombinovanih u jednom volumenu je energija koja se prenosi od generatora do rezonatora.

Eksperimentalne studije u potpunosti potvrđuju teoriju transgeneracije. Iz mikrovalne prakse je poznato da čak i kod običnog električnog kvara u napojnim vodovima, snaga premašuje snagu koja se isporučuje iz generatora. Na primjer, talasovod dizajniran za mikrovalnu snagu od 100 MW probija se dodavanjem dvije mikrovalne snage od po 25 MW - dodavanjem dva protuprostranjujuća mikrovalna talasa u talasovodu. Ovo se može dogoditi kada se snaga mikrovalne pećnice reflektira s kraja linije.

Broj originala dijagrami kola za proizvodnju energije koristeći razne vrste smetnje. Glavni frekvencijski raspon je metar i decimetar (mikrovalna), do centimetra. Na osnovu transgeneracije moguće je stvoriti kompaktne autonomne izvore električne energije.

Postoje dvije glavne vrste magneta: trajni i elektromagneti. Možete odrediti šta je trajni magnet na osnovu njegovih glavnih svojstava. Trajni magnet je dobio ime jer je njegov magnetizam uvijek "uključen". On stvara vlastito magnetno polje, za razliku od elektromagneta, koji je napravljen od žice omotane oko željeznog jezgra i zahtijeva struju da teče kako bi stvorio magnetsko polje.

Istorija proučavanja magnetnih svojstava

Prije nekoliko stoljeća ljudi su otkrili da neke vrste stijene imati originalne karakteristike: privlači gvozdeni predmeti. Spominjanje magnetita nalazi se u drevnim historijskim kronikama: prije više od dvije hiljade godina u evropskim i mnogo ranije u istočnoazijskim. U početku se smatralo čudnim objektom.

Kasnije je magnetit korišten za navigaciju, otkrivši da ima tendenciju da zauzme određenu poziciju kada mu se daje sloboda rotacije. Naučno istraživanje koji je izveo P. Peregrine u 13. vijeku, pokazao je da čelik može dobiti ove karakteristike nakon trljanja magnetitom.

Magnetizirani objekti imali su dva pola: "sjeverni" i "južni", u odnosu na Zemljino magnetsko polje. Kako je Peregrine otkrio, izolacija jednog od polova nije bila moguća presijecanjem fragmenta magnetita na dva dijela - svaki pojedinačni fragment je završio sa svojim parom polova.

U skladu sa današnjim konceptima, magnetsko polje permanentnih magneta je rezultirajuća orijentacija elektrona u jednom pravcu. Samo neke vrste materijala su u interakciji sa magnetnim poljima;

Svojstva trajnih magneta

Glavna svojstva permanentnih magneta i polja koje stvaraju su:

• postojanje dva pola;
• suprotni polovi se privlače, a slični polovi odbijaju (kao pozitivni i negativni naboji);
• magnetna sila se neprimjetno širi u prostoru i prolazi kroz predmete (papir, drvo);
• U blizini polova primećuje se povećanje intenziteta MF.

Trajni magneti podržavaju MP bez vanjske pomoći. Ovisno o svojim magnetnim svojstvima, materijali se dijele na glavne vrste:

• feromagneti – lako se magnetiziraju;
• paramagnetni materijali – magnetiziraju se s velikim poteškoćama;
• Dijamagneti - imaju tendenciju da reflektuju vanjska magnetna polja magnetiziranjem u suprotnom smjeru.

Bitan! Meki magnetni materijali kao što je čelik provode magnetizam kada su pričvršćeni na magnet, ali to prestaje kada se ukloni. Trajni magneti su napravljeni od tvrdih magnetnih materijala.

Kako funkcionira permanentni magnet?

Njegov rad se bavi atomskom strukturom. Svi feromagneti stvaraju prirodno, iako slabo, magnetsko polje, zahvaljujući elektronima koji okružuju jezgra atoma. Ove grupe atoma su u stanju da se orijentišu u istom pravcu i nazivaju se magnetnim domenima. Svaka domena ima dva pola: sjeverni i južni. Kada feromagnetni materijal nije magnetiziran, njegove regije su orijentirane u nasumičnim smjerovima, a njihova magnetna polja se međusobno poništavaju.

Da bi se stvorili trajni magneti, feromagneti se zagrijavaju na vrlo visokim temperaturama. visoke temperature ah i izloženi su jakom vanjskom MF. To dovodi do činjenice da se pojedinačni magnetni domeni unutar materijala počinju orijentirati u smjeru vanjskog magnetskog polja sve dok se sve domene ne poravnaju, dostižući tačku magnetskog zasićenja. Materijal se zatim hladi i poravnati domeni se zaključavaju na svoje mjesto. Kada se vanjski MF ukloni, tvrdi magnetni materijali će zadržati većinu svojih domena, stvarajući trajni magnet.

Karakteristike permanentnog magneta

1. Magnetnu silu karakterizira rezidualna magnetna indukcija. Označeni Br. To je sila koja ostaje nakon nestanka vanjskog MP. Mjereno u testovima (T) ili gausu (G);
2. Koercitivnost ili otpornost na demagnetizaciju - Ns. Mjereno u A/m. Pokazuje koliki bi vanjski MF intenzitet trebao biti da bi se materijal razmagnetizirao;
3. Maksimalna energija – BHmax. Izračunava se množenjem remanentne magnetne sile Br i koercitivnosti Hc. Mjereno u MGSE (megaussersted);
4. Temperaturni koeficijent preostale magnetne sile – Ts od Br. Karakterizira ovisnost Br o vrijednosti temperature;
5. Tmax – najveća vrijednost temperatura na kojoj trajni magneti gube svoja svojstva s mogućnošću obrnutog oporavka;
6. Tcur je najviša temperaturna vrijednost pri kojoj magnetni materijal nepovratno gubi svoja svojstva. Ovaj indikator se naziva Curie temperatura.

Pojedinačne karakteristike magneta se mijenjaju ovisno o temperaturi. At različita značenja temperaturu različite vrste magnetni materijali rade drugačije.

Bitan! Svi trajni magneti gube postotak svog magnetizma kako temperatura raste, ali različitim brzinama ovisno o njihovoj vrsti.

Vrste trajnih magneta

Postoji pet vrsta trajnih magneta, od kojih se svaki proizvodi različito koristeći materijale različitih svojstava:

• alnico;
• feriti;
• rijetke zemlje SmCo na bazi kobalta i samarija;
• neodimijum;
• polimer.

Alnico

To su trajni magneti koji se prvenstveno sastoje od kombinacije aluminija, nikla i kobalta, ali mogu uključivati ​​i bakar, željezo i titan. Zbog svojstava alnico magneta, oni mogu raditi na najvišim temperaturama zadržavajući svoj magnetizam, ali se lakše demagnetiziraju od feritnih ili rijetkih zemalja SmCo. Bili su to prvi masovno proizvedeni trajni magneti, koji su zamijenili magnetizirane metale i skupe elektromagnete.

primjena:

• električni motori;
• termičku obradu;
• ležajevi;
• svemirska vozila;
• vojna oprema;
• visokotemperaturna oprema za utovar i istovar;
• mikrofoni.

Feriti

Za izradu feritnih magneta, poznatih i kao keramika, koriste se stroncij karbonat i željezni oksid u omjeru 10/90. Oba materijala su u izobilju i ekonomski dostupna.

Zbog niskih troškova proizvodnje, otpornosti na toplinu (do 250°C) i koroziju, feritni magneti su jedni od najpopularnijih magneta za svakodnevnu upotrebu. Imaju veću unutrašnju koercitivnost od alnika, ali manju magnetnu snagu od neodimijumskih kolega.

primjena:

• zvučnici;
• sigurnosni sistemi;
• veliki pločasti magneti za uklanjanje kontaminacije željezom sa procesnih linija;
• elektromotori i generatori;
• medicinski instrumenti;
• Magneti za podizanje;
• Magneti za pretraživanje mora;
• uređaji bazirani na radu vrtložnim strujama;
• prekidači i releji;
• kočnice

Rare Earth SmCo magneti

Magneti od kobalta i samarija rade u širokom temperaturnom rasponu, imaju visoke temperaturne koeficijente i visoku otpornost na koroziju. Ovaj tip zadržava magnetna svojstva čak i na temperaturama ispod apsolutne nule, što ih čini popularnim za upotrebu u kriogenim aplikacijama.

primjena:

• turbo tehnologija;
• Spojnice za pumpe;
• vlažna okruženja;
• visokotemperaturni uređaji;
• minijaturni električni trkaći automobili;
• radioelektronski uređaji za rad u kritičnim uslovima.

Neodimijumski magneti

Najjači postojeći magneti, koji se sastoje od legure neodimija, željeza i bora. Zahvaljujući njihovoj ogromnoj snazi, čak i minijaturni magneti su efikasni. Ovo pruža raznovrsnost upotrebe. Svaka osoba je stalno u blizini jednog od neodimijskih magneta. Oni su, na primjer, u pametnom telefonu. Proizvodnja električnih motora, medicinske opreme i radio elektronike oslanja se na ultra-jake neodimijske magnete. Zbog njihove ultra-jakosti, ogromne magnetske sile i otpornosti na demagnetizaciju, mogući su uzorci do 1 mm.

primjena:

• tvrdi diskovi;
• uređaji za reprodukciju zvuka – mikrofoni, akustični senzori, slušalice, zvučnici;
• proteze;
• magnetno spregnute pumpe;
• zatvarači za vrata;
• motori i generatori;
• brave na nakitu;
• MRI skeneri;
• magnetna terapija;
• ABS senzori u automobilima;
• oprema za dizanje;
• magnetni separatori;
• reed prekidači itd.

Fleksibilni magneti sadrže magnetne čestice unutar polimernog veziva. Koristi se za jedinstvene uređaje gdje je nemoguće instalirati čvrste analoge.

primjena:

• displej reklama – brzo fiksiranje i brzo uklanjanje na izložbama i događajima;
• znakovi Vozilo, edukativni školski paneli, logotipi kompanija;
• igračke, zagonetke i igre;
• maskirne površine za bojanje;
• Kalendari i magnetni bookmarkovi;
• brtve prozora i vrata.

Većina trajnih magneta je krhka i ne treba ih koristiti kao strukturni elementi. Izrađuju se u standardnim oblicima: prstenovi, šipke, diskovi i pojedinačni: trapezi, lukovi itd. Neodimijski magneti su zbog visokog sadržaja gvožđa podložni koroziji, pa su premazani niklom, nerđajućim čelikom, teflonom, titanijumom , guma i drugi materijali.

Video

ELEKTROMAGNETNI KOILOVI

Zavojnica je jedan od glavnih elemenata elektromagneta i mora ispunjavati sljedeće osnovne zahtjeve:

1) obezbediti pouzdano aktiviranje elektromagneta u najgorim uslovima, tj. u zagrijanom stanju i na smanjenom naponu;

2) ne pregrijavati dozvoljena temperatura pod svim mogućim režimima, odnosno na povećanom naponu;

3) kada minimalne veličine biti pogodan za proizvodnju;

4) biti mehanički jak;

5) imaju određeni nivo izolacije, a kod nekih uređaja biti otporni na vlagu, kiseline i ulja.

U toku rada u zavojnici nastaju naprezanja: mehanička - zbog elektrodinamičkih sila u zavojima i između zavoja, posebno kada naizmjenična struja; termički - zbog neravnomjernog zagrijavanja njegovih pojedinačnih dijelova; električni - zbog prenapona, posebno tijekom gašenja.

Prilikom izračunavanja zavojnice moraju biti ispunjena dva uslova. Prvi je osigurati potreban MMF sa vrućim namotajem i smanjenim naponom. Drugo, temperatura grijanja zavojnice ne smije prelaziti dozvoljenu.

Kao rezultat proračuna treba odrediti sljedeće količine potrebne za namotavanje: d– prečnik žice odabrane marke; w– broj okreta; R– otpor zavojnice.

By dizajn Razlikuju se koluti: okvir - namotavanje se vrši na metalnom ili plastičnom okviru; trakasti okvir bez okvira - namotavanje se vrši na šablonu koji se može ukloniti, nakon namotavanja zavojnica je trakasta; bez okvira sa namotajem na jezgru magnetnog sistema.

Trajni magnet je komad čelika ili neki drugi tvrda legura, koji, budući da je magnetiziran, stabilno zadržava pohranjeni dio magnetske energije. Svrha magneta je da služi kao izvor magnetnog polja koje se ne mijenja primjetno ni tokom vremena ni pod utjecajem faktora kao što su udari, promjene temperature, vanjska magnetna polja. Trajni magneti se koriste u razni uređaji i uređaji: releji, električni mjerni instrumenti, kontaktori, električne mašine.

Razlikuju se sljedeće glavne grupe legura za trajne magnete:

2) legure na bazi čelika - nikla - aluminijuma sa dodatkom kobalta i silicijuma u nekim slučajevima: alni (Fe, Al, Ni), alnisi (Fe, Al, Ni, Si), magnico (Fe, Ni, Al, Co );

3) legure na bazi srebra, bakra, kobalta.

Veličine koje karakteriziraju trajni magnet su rezidualna indukcija IN r i prisilna sila N c. Za utvrđivanje magnetne karakteristike Gotovi magneti koriste krivulje demagnetizacije (sl. 7-14), koje predstavljaju zavisnost IN = f(– H). Krivulja se uzima za prsten koji se prvo magnetizira do indukcije zasićenja, a zatim demagnetizira na IN = 0.

Protok u vazdušnom prostoru. Da biste iskoristili energiju magneta, potrebno ga je izraditi sa zračnim rasporom. Komponenta MMF-a koju troši permanentni magnet za provođenje fluksa u zračnom rasporu naziva se slobodni MMF.

Prisustvo zračnog raspora δ smanjuje indukciju u magnetu od IN r to IN(Sl. 7-14) na isti način kao da je struja demagnetiziranja prošla kroz zavojnicu postavljenu na prsten, stvarajući napetost H. Ovo razmatranje čini osnovu dole navedene metode za izračunavanje fluksa u vazdušnom rasporu magneta.

U nedostatku praznine, cijeli MMF se troši na provođenje fluksa kroz magnet:

Gdje lμ – dužina magneta.

Ako postoji zračni jaz, dio MDS-a Fδ će se potrošiti na provođenje toka kroz ovaj jaz:

F=F μ +Fδ (7-35)

Pretpostavimo da smo stvorili takvu demagnetizirajuću snagu magnetnog polja N, Šta

N l μ = Fδ (7-36)

i indukcija je postala IN.

U nedostatku curenja, fluks u magnetu jednak je fluksu u zračnom rasporu

Bs μ = F δ Λ δ = Λ lμ Λ δ , (7-37)

Gdje sμ – poprečni presjek magneta; Λ δ = μ 0 sδ/δ; μ 0 – magnetna permeabilnost vazdušnog raspora.

Od sl. 7-14 iz toga slijedi

B/H = l μ Λ δ / s μ= tan α (7-38)

Rice. 7-14. Krive demagnetizacije

Dakle, znajući podatke o materijalu magneta (u obliku krivulje demagnetizacije), dimenzije magneta l μ , sμ i dimenzije zazora δ, sδ, možete koristiti jednačinu (7-38) za izračunavanje protoka u procjepu. Da biste to učinili, nacrtajte ravnu liniju na dijagramu (sl. 7-14) Ob pod uglom α. Segment linije bs definiše indukciju IN magnet. Odavde će biti protok u vazdušnom prostoru

Prilikom određivanja tan α uzimaju se u obzir skale osi ordinate i apscise:

Gdje r = n/m- omjer skala B i H osi.

Uzimajući u obzir rasipanje, fluks F δ se određuje na sljedeći način.

Izvršite direktnu Ob pod uglom α, gdje je tan α == Λ δ l μ ( psμ). Primljena vrijednost IN karakterizira indukciju u srednjem dijelu magneta. Fluks u srednjem dijelu magneta

Protok zračnog raspora

gdje je σ koeficijent raspršenja. Indukcija u radnom zazoru

Direktni magneti. Izraz (7-42) daje rješenje problema za magnete zatvorenog oblika, gdje se provodljivost vazdušnih praznina može izračunati sa dovoljnom tačnošću za praktične svrhe. Za direktne magnete, problem izračunavanja provodljivosti fluksa curenja je vrlo težak. Fluks se izračunava korišćenjem eksperimentalnih odnosa koji povezuju jačinu magnetnog polja sa dimenzijama magneta.

Besplatna magnetna energija. To je energija koju magnet odaje u zračnim prazninama. Pri proračunu trajnih magneta, odabiru materijala i potrebnih omjera veličina, teži se maksimalnom korištenju magnetskog materijala, što se svodi na dobivanje maksimalne vrijednosti slobodne magnetske energije.

Magnetska energija koncentrirana u zračnom zazoru, proporcionalna proizvodu fluksa u procjepu i MMF-a:

S obzirom na to

Dobijamo

gdje je V zapremina magneta. Materijal magneta karakteriše magnetna energija po jedinici zapremine.

Rice. 7-15. Odrediti magnetnu energiju magneta

Koristeći krivu demagnetizacije, možete konstruirati krivu W m = f(IN) at V= 1 (sl. 7-15). Curve W m = f(IN) ima maksimum na nekim vrijednostima IN I H, koje označavamo IN 0 i H 0 . U praksi, metoda pronalaženja IN 0 i H 0 bez crtanja krive W m = f(IN). Tačka presjeka dijagonale četverougla čije su stranice jednake IN r i N c , sa krivom demagnetizacije prilično odgovara vrijednostima IN 0 , N 0 . Preostala indukcija B r fluktuira u relativno malim granicama (1-2,5), a koercitivna sila H c varira u velikim granicama (1 – 20). Stoga se razlikuju materijali: niske koercitivnosti, u kojima W m mala (kriva 2), visoko prinudna, u kojoj W m velika (kriva 1 ).

Povratne krive. Zračni raspor se može promijeniti tokom rada. Pretpostavimo da je prije uvođenja sidra indukcija bila B 1 tg a 1 . Kada se uvede armatura, jaz δ se menja, a ovo stanje sistema odgovara uglu A 2 ; (Sl. 7-16) i visoke indukcije. Međutim, povećanje indukcije se ne događa duž krivulje demagnetizacije, već duž neke druge krivulje b 1 CD, nazvana povratna kriva. Sa potpunim zatvaranjem (δ = 0) imali bismo indukciju B 2. Kada se jaz promijeni u suprotnom smjeru, indukcija se mijenja duž krivulje dfb 1 . Povratne krive b 1 CD I dfb 1 su krive pojedinih ciklusa magnetizacije i demagnetizacije. Širina petlje je obično mala, a petlja se može zamijeniti ravnom b 1 d. Δ odnos IN/Δ N naziva se reverzibilna permeabilnost magneta.

Starenje magneta. Starenje se odnosi na fenomen smanjenja magnetnog fluksa magneta tokom vremena. Ovaj fenomen je određen brojnim razlozima navedenim u nastavku.

Strukturno starenje. Magnetni materijal nakon stvrdnjavanja ili livenja ima neravnu strukturu. Vremenom, ova neravnina prelazi u stabilnije stanje, što dovodi do promjene vrijednosti IN I N.

Mehaničko starenje. Nastaje usled udaraca, trzaja, vibracija i uticaja visokih temperatura koje slabe tok magneta.

Magnetno starenje. Određuje se uticajem spoljašnjih magnetnih polja.

Stabilizacija magneta. Prije ugradnje u aparat, svaki magnet mora biti podvrgnut dodatni proces stabilizacija, nakon čega se povećava otpor magneta na smanjenje fluksa.

Strukturna stabilizacija. Sastoji se od dodatnih termičku obradu, koji se izvodi prije magnetizacije magneta (kuhanje očvrslog magneta 4 sata nakon stvrdnjavanja). Legure na bazi čelika, nikla i aluminija ne zahtijevaju strukturnu stabilizaciju.

Mehanička stabilizacija. Prije ugradnje u uređaj, magnetizirani magnet je izložen udarima, udarcima i vibracijama u uvjetima bliskim radnom režimu.

Magnetna stabilizacija. Magnetizirani magnet je izložen vanjskim poljima naizmjeničnog predznaka, nakon čega magnet postaje otporniji na vanjska polja, temperaturu i mehaničke utjecaje.

POGLAVLJE 8 ELEKTROMAGNETSKI MEHANIZMI