Czym jest magnes trwały? Rodzaje, działanie i dobór
Czym jest magnes trwały, czyli permanentny?
Magnes trwały to materiał, który po namagnesowaniu przez długi czas zachowuje własne pole magnetyczne bez zasilania elektrycznego. Przyciąga materiały ferromagnetyczne, a z innymi magnesami przyciąga się lub odpycha w zależności od orientacji biegunów.
- Magnes trwały i permanentny to powszechnie używane określenia tego samego typu magnesu.
- Nie potrzebuje prądu elektrycznego.
- Każdy magnes ma biegun północny i południowy.
- Jego wydajność mogą zmniejszyć wysoka temperatura, uderzenie, korozja lub silne przeciwne pole.
Jak działa magnes trwały?
Magnes trwały zawiera obszary magnetyczne zwane domenami. Podczas produkcji i magnesowania znaczna część tych obszarów ustawia się w tym samym kierunku.
W rezultacie powstaje stabilne pole magnetyczne z dwoma obszarami biegunowymi:
- biegunem północnym N,
- biegunem południowym S.
Przeciwne bieguny się przyciągają, a jednakowe odpychają. Jeśli przełamiesz magnes trwały, nie powstaną osobne bieguny – każda część będzie miała własny biegun północny i południowy.
Magnes trwały a elektromagnes
Magnes trwały
- działa bez zasilania elektrycznego,
- ma długotrwale obecne pole magnetyczne,
- nie da się go po prostu włączyć i wyłączyć,
- jest kompaktowy i nie wymaga energii do działania.
Elektromagnes
- wytwarza pole dzięki przepływowi prądu przez cewkę,
- można go włączać i wyłączać,
- jego wydajność można w pewnych granicach regulować prądem,
- wymaga zasilania i może się nagrzewać.
Kiedy wybrać dany typ?
Magnes trwały nadaje się do zamknięć, uchwytów, czujników i zastosowań bez zasilania. Elektromagnes sprawdza się tam, gdzie trzeba sterować siłą magnetyczną lub całkowicie ją wyłączyć.
Z jakich materiałów produkuje się magnesy trwałe?
Magnesy neodymowe NdFeB
Magnesy neodymowe zapewniają bardzo dużą siłę przy małych wymiarach. Zwykłe wersje są jednak wrażliwe na wilgoć i wyższą temperaturę, dlatego mają zazwyczaj powłokę ochronną.
Magnesy samarowe SmCo
Magnesy samarowe mają wysoką odporność termiczną i dobrą odporność na korozję. Stosuje się je w wymagających zastosowaniach przemysłowych i technicznych.
Magnesy ferrytowe
Twarde ferryty, zwane także magnesami ceramicznymi, są przystępne cenowo, odporne na korozję i dobrze znoszą wyższe temperatury. Przy tych samych wymiarach są zwykle słabsze od magnesów neodymowych.
Magnesy AlNiCo
Produkuje się je ze stopów aluminium, niklu i kobaltu. Wyróżniają się stabilnością termiczną, ale są wrażliwsze na działanie przeciwnego pola magnetycznego.
Magnesy elastyczne
Folie i taśmy magnetyczne zawierają proszek ferrytowy w elastycznym spoiwie z tworzywa sztucznego. Są słabsze, ale łatwo je ciąć, zginać i wykorzystywać do oznaczeń lub reklamy.
Czy magnes trwały naprawdę jest trwały?
Określenie „trwały” nie oznacza, że magnes nigdy nie może osłabnąć. Przy prawidłowym użytkowaniu pozostaje stabilny bardzo długo, jednak jego wydajność mogą zmniejszyć:
- przekroczenie maksymalnej temperatury pracy,
- nagrzanie do temperatury Curie,
- silne pole magnetyczne o przeciwnej orientacji,
- gwałtowne uderzenia i pęknięcia,
- korozja materiału magnetycznego,
- nieodpowiednia konstrukcja obwodu magnetycznego.
Maksymalna temperatura pracy jest zwykle znacznie niższa od temperatury Curie. Magnes może więc nieodwracalnie osłabnąć jeszcze przed osiągnięciem temperatury, w której całkowicie zanika jego uporządkowanie ferromagnetyczne.
Nie rozmagnesowuj magnesów uderzeniami ani ogniem
Uderzenia mogą rozbić kruchy magnes, a ogrzewanie może uszkodzić powłokę lub spowodować nieodwracalną utratę wydajności. Do kontrolowanego rozmagnesowania używa się specjalistycznego urządzenia ze zmiennym polem magnetycznym.
Jak wybrać magnes trwały?
Przed wyborem uwzględnij:
- wymaganą siłę oderwania,
- wymiary i dostępną przestrzeń,
- kształt magnesu,
- kierunku namagnesowania,
- temperaturę pracy,
- wilgotność i ryzyko korozji,
- sposób mocowania,
- kierunek rzeczywistego obciążenia.
Siłę oderwania mierzy się przy prostopadłym odrywaniu magnesu od czystej i odpowiednio grubej płyty stalowej. Lakier, szczelina, rdza, cienka blacha lub obciążenie boczne mogą ją znacznie zmniejszyć.
Wybrane magnesy trwałe
Magnes samarowy prostopadłościenny 15 × 10 × 3 mm
Magnes SmCo do zastosowań, w których ważna jest wysoka odporność termiczna i korozyjna.
- Wymiary 15 × 10 × 3 mm
- Materiał SmCo
- Odporność termiczna do 300 °C
- Bez typowej ochronnej warstwy powierzchniowej
- Namagnesowanie prostopadłe do powierzchni
- Kod produktu 35021
Magnes neodymowy prostopadłościenny 40 × 20 × 20 mm
Bardzo silny nietypowy magnes z dwoma otworami na śruby z łbem stożkowym i zaokrągloną częścią.
- Wymiary 40 × 20 × 20 mm
- Siła oderwania 430 N
- Siła oderwania około 43 kg
- Masa 120 g
- Gatunek magnetyczny N50
- Powierzchnia niklowana
- Odporność na temperaturę do 80 °C
- Kod produktu 20177
Uwaga: ze względu na dużą siłę istnieje ryzyko poważnego przytrzaśnięcia palców. Magnes nie jest przeznaczony do używania jako certyfikowane urządzenie do podnoszenia.
Zobacz produkt
Magnes neodymowy 4 × 4 mm, N40EH
Mały odporny termicznie magnes neodymowy do czujników i kompaktowych urządzeń technicznych.
- Średnica 4 mm
- Wysokość 4 mm
- Siła oderwania 5,4 N
- Siła oderwania około 0,54 kg
- Masa 0,38 g
- Gatunek magnetyczny N40EH
- Namagnesowany równolegle do osi
- Powierzchnia niklowana
- Odporność termiczna do 200 °C
- Kod produktu 28055
Najczęściej zadawane pytania
Czy magnes trwały i permanentny to to samo?
Tak. Oba określenia oznaczają magnes, który przez długi czas zachowuje pole magnetyczne bez zasilania.
Czy magnes trwały może osłabnąć?
Tak. Wydajność mogą zmniejszyć wysoka temperatura, korozja, silne przeciwne pole lub uszkodzenie mechaniczne.
Jaki jest najsilniejszy rodzaj magnesu trwałego?
Przy porównywalnej objętości najwyższą wydajność zapewniają powszechnie dostępne magnesy neodymowe NdFeB.
Jaki magnes wybrać do wysokiej temperatury?
Zależnie od wymaganej temperatury można wybrać specjalny gatunek neodymowy, SmCo, AlNiCo lub odpowiedni ferryt.
Czy magnes trwały potrzebuje prądu?
Nie. Prądu elektrycznego potrzebuje elektromagnes, a nie magnes trwały.
Podsumowanie
Magnes trwały, czyli permanentny, przez długi czas zachowuje pole magnetyczne bez zasilania elektrycznego. Wytwarza się go przede wszystkim z materiałów neodymowych, samarowych, ferrytowych lub AlNiCo.
Określenie „trwały” nie oznacza niezniszczalny. Przy wyborze uwzględnij temperaturę, wilgotność, potrzebną siłę, kształt, powłokę i sposób obciążenia.
Wybierz magnes trwały według zastosowania
Porównaj magnesy neodymowe, samarowe, ferrytowe i AlNiCo według wymiarów, siły i odporności termicznej.