คุณสมบัติและการใช้แม่เหล็กถาวร

แม่เหล็กถาวรเป็นวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก คุณสมบัตินี้ชัดเจนกว่าเกี่ยวกับแม่เหล็ก สารนี้จะดึงวัสดุที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น เหล็ก และจะดึงดูดแม่เหล็กอื่นๆ สิ่งล่อใจนี้เป็นการใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรที่พบบ่อยและเป็นประโยชน์ บทความนี้จะตรวจสอบคุณสมบัติและการใช้วัสดุแม่เหล็กถาวร สิ่งสำคัญคือต้องทราบความแตกต่างระหว่างแม่เหล็กธรรมดาและแม่เหล็กถาวร

แม่เหล็กถาวรมีโครงสร้างภายในที่สร้างสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กนี้ได้มาจากการหมุนของอิเล็กตรอนและนิวเคลียสของแม่เหล็ก วงโคจรเหล่านี้สร้างสนามแม่เหล็ก การหมุนของอิเล็กตรอนและอะตอมนิวเคลียร์ทั้งหมดทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรถูกกำหนดโดยจำนวนการหมุนที่เกิดจากอิเล็กตรอนและนิวเคลียส

ลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่งของแม่เหล็กถาวรคือประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟและสามารถทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำมาก ขนาดของแม่เหล็กถาวรมีความยืดหยุ่นสูง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีพื้นที่จำกัด ข้อเสียเปรียบที่สำคัญคือไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ ด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้ระบบระบายความร้อนแบบพิเศษเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป นอกจากนี้ ความแรงของแรงดึงแม่เหล็กได้รับการแก้ไขแล้ว ซึ่งไม่น่าสนใจสำหรับผู้ใช้ที่ต้องการเปลี่ยนความแรงของแม่เหล็ก

คลิกเพื่อเยี่ยมชมผลิตภัณฑ์ของเรา: แม่เหล็ก NdFeB เผา

แม้ว่าแม่เหล็กถาวรจะมองไม่เห็น แต่ก็มีบทบาทสำคัญในชีวิตของเรา เป็นส่วนประกอบสำคัญของมอเตอร์ไฟฟ้า คอมพิวเตอร์ ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ และสมาร์ทโฟน นอกจากนี้ยังใช้ในด้านวิศวกรรมและการแปรรูปอีกด้วย แล้วพวกมันทำมาจากอะไร? บทความนี้จะให้ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับประเภทต่างๆ และการใช้งาน ประเภททั่วไปคือแบบขึ้นรูปหรือแบบฉีด วัสดุแม่เหล็กที่ยึดด้วยพลาสติกมีราคาแพงกว่าวัสดุแม่เหล็กบริสุทธิ์มาก แต่ก็คุ้มค่ากับราคาสำหรับส่วนประกอบแม่เหล็กที่มีความยืดหยุ่น

แม่เหล็กถาวรประเภทหนึ่งทั่วไปคือขดลวดพันแผลแบบกลม โดยทั่วไปแล้วจะมีรูปร่างเป็นทรงกระบอกและทำจากทรงกระบอก สายไฟภายในขดลวดบิดเกลียวให้พอดีกับพื้นที่ กระบอกสูบเป็นแม่เหล็กและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของวัสดุแม่เหล็ก ขนาดของเส้นลวดเป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดปัจจัยการเติม ปัจจัยการเติมที่น้อยลงจะส่งผลให้แม่เหล็กถาวรแข็งแกร่งขึ้น ในกรณีนี้ แหวนจะมีเส้นรอบวงเล็กกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า

นอกจากวัสดุแม่เหล็กที่ขึ้นรูปแล้ว แม่เหล็กถาวรจะคงคุณสมบัติแม่เหล็กไว้หลังจากสัมผัสกับสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กที่แม่เหล็กมีอยู่ในแม่เหล็กที่หล่อขึ้นรูปจะคงอยู่กับที่ไม่ว่าจะอยู่ภายใต้อุณหภูมิเท่าใดก็ตาม สูงสุด อุณหภูมิในการทำงานของแม่เหล็กถาวรเรียกว่าอุณหภูมิคูรี ยิ่งแม่เหล็กสูงเท่าไร แม่เหล็กก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น เทอร์โมมิเตอร์ที่วัดเทอร์โมมิเตอร์ในตู้เย็นเป็นวิธีที่ดีในการวัดอุณหภูมิของวัสดุและเปรียบเทียบกับอุณหภูมิของวัสดุเอง

แม่เหล็กถาวรเป็นแม่เหล็กประเภทหนึ่งที่สร้างสนามแม่เหล็กที่หมุนรอบตัวมัน ขนาดของสนามแม่เหล็กจะแปรผันตามขนาดของแม่เหล็ก ตะไบเหล็กจะถูกดึงเข้าไปในสนามในลักษณะเป็นวงกลม แม่เหล็กถาวรจะไม่กีดขวางสายไฟต่างจากแม่เหล็กไฟฟ้า คอยล์ที่อัดแน่นกว่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในระยะยาว โชคดีที่ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยๆ

สนามแม่เหล็ก H กำหนดไว้ในหน่วย SI ซึ่งเป็นแอมแปร์รอบต่อเมตร นี่เป็นสัดส่วนกับจำนวนรอบของลวดตัวนำกระแสไฟฟ้า แรงแม่เหล็ก M มีหน่วยวัดเป็นนกอีมู/cm3 ซึ่งเท่ากับ 10-3 Oe/cm3 ในทำนองเดียวกัน แม่เหล็กถาวรก็คือโมเลกุลที่มีสนามแม่เหล็กประมาณหนึ่งล้านแอมแปร์ ค่า mu/cm3 มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร ซึ่งเป็นมวลของ mu

แม่เหล็กถาวรเป็นองค์ประกอบที่มีสนามแม่เหล็กคงที่ แม่เหล็กถาวรเกิดขึ้นจากวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก คุณสมบัติของมันคล้ายกับของแข็งมาก แต่อ่อนแอกว่าของแข็ง ทำให้ยากต่อการทำนายสนามแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กถาวร แม่เหล็กถาวรมีสองประเภทหลัก ในอดีต mu คือวัสดุ ในขณะที่อย่างหลัง mu คือวัสดุที่เป็นวัสดุที่ได้รับการบำบัดด้วยสารเคมี