Ответы на 6 самых распространенных вопросов о магнитах

Как работает магнит?

Принцип работы постоянного магнита полностью зависит от его атомной структуры; все ферромагнитные материалы создают естественное, хотя и слабое, магнитное поле, генерируемое электронами, окружающими ядра их атомов.

Эти группы атомов могут ориентироваться в одном направлении, и каждая из этих групп известна как отдельный магнитный домен. Как и у всех постоянных магнитов, каждый домен имеет свой северный и южный полюса. Когда ферромагнитный материал не намагничен, его домены направлены в случайных направлениях, и их магнитные поля взаимно компенсируются.

Для создания постоянного магнита ферромагнитный материал нагревают до невероятно высоких температур, подвергая его воздействию сильного внешнего магнитного поля. Это приводит к тому, что отдельные магнитные домены внутри материала выравниваются в направлении внешнего магнитного поля до тех пор, пока все домены не выровняются, и материал не достигнет точки магнитного насыщения.

Затем материал охлаждается, и выровненные домены фиксируются в нужном положении; такое выравнивание доменов делает магнит анизотропным. После снятия внешнего магнитного поля твердые магнитные материалы сохранят большую часть своих доменов выровненными, создавая сильный постоянный магнит.

Что означает обозначение «N-рейтинг» неодимового магнита?

В продаже имеется множество различных марок неодима, от N35 до N55, а также другие высокотемпературные варианты. Марка «N» обозначает максимальное энергетическое произведение магнита, показатель его силы.

Например, неодимовый магнит класса N35 будет иметь максимальное энергетическое произведение 35 мегагаусс-эрстед (МГЭ), а магнит класса N55 — 55 мегагаусс-эрстед. В целом, чем выше класс, тем сильнее магнит.

Иногда можно встретить варианты обозначения «N» с одной или двумя буквами после цифры; они обозначают высокотемпературные классы, и для каждого из них будет своя максимальная рабочая температура.

Увеличивает ли складывание магнитов друг на друга их силу?

Использование двух магнитов вместе будет равносильно использованию одного магнита, равносильного их суммарному размеру.

Например, если сложить два магнита диаметром 10 мм и толщиной 2 мм друг на друга, то получится магнит диаметром 10 мм и толщиной 4 мм, что, по сути, удвоит силу и притяжение магнита.

Когда длина магнита превышает его диаметр, магнит работает на оптимальном уровне, и дальнейшее увеличение длины магнита приведет лишь к незначительному повышению производительности.

Можно ли увеличить силу уже имеющегося у меня магнита?

Когда магнит полностью намагничен, его нельзя сделать сильнее, поскольку он полностью «насыщен». При соединении магнитов друг с другом, например, при штабелировании, сложенные магниты будут работать как один больший магнит и обладать большей магнитной силой.

По мере того, как все больше магнитов соединяется вместе, сила будет возрастать до тех пор, пока длина стопки не сравняется с диаметром. После этого момента добавление любых дополнительных магнитов приведет к незначительному увеличению производительности.

Как долго служит постоянный магнит?

Постоянный магнит, если его хранить и использовать в оптимальных условиях, будет сохранять свои магнетические свойства на протяжении многих лет. Например, по оценкам, неодимовый магнит теряет примерно 5% своих магнетических свойств каждые 100 лет.

Оптимальные условия работы включают в себя недопущение воздействия на магнит температур выше его максимальной рабочей температуры, защиту от коррозии и избегание воздействия сильных размагничивающих полей.

Как долго прослужит неодимовый магнит?

Неодимовые магниты являются постоянными магнитами и теряют часть своих характеристик каждые 100 лет при условии поддержания оптимальных условий эксплуатации.

Существует два фактора, которые могут сократить срок службы магнита.

Нагревать

Если температура магнита превысит максимально допустимую рабочую температуру, например, 80°C для неодимовых магнитов марки N42, то магнит потеряет магнетизм, который не будет восстановлен при охлаждении.

Самариево-кобальтовые магниты не такие мощные, как неодимовые, но они обладают гораздо более высокой рабочей температурой, достигающей 350°C.

Коррозия

Если покрытие магнита повреждено и внутрь попадает вода, магнит заржавеет, что, в свою очередь, приведет к ухудшению его магнитных характеристик. Самарий-кобальтовые и ферритовые магниты устойчивы к коррозии, но не так сильны, как неодимовые.