mosaic-3

جداول انواع گریدهای آهنرباهای مختلف

در این مقاله از سایت مگنت گستر آسیا جداولی به صورتخلاصه آورده شده است که مبنای طراحی آهنرباهای مختلف در خانواده های مختلف می باشند. این جدول ها خواص مغناطیسی هر گرید را نشان می دهند و بنا به نیاز مصرف کننده، گرید خاصی مد نظر قرار می گیرد و تولید می شود.
این جدول ها بر اساس سیستم اندازه گیری SI نوشته شده است.
نیودیمیوم سینتِد (Sintered ND): رایج ترین زیر مجموعه ی نیودیمیوم است. انواع اشکال رایج آهنرباها از این خانواده هستند. دمای کاری در این خانواده از ۸۰ تا ۲۴۰ درجه سانتی گراید، بنا به گرید انتخابی می تواند متغیر باشد. قوی ترین گرید در این خانواده مربوط به آهنربای N52 با دمای کاری ۸۰ درجه است.

nd

نیودیمیوم باندِد (Bonded ND): از این نوع زیر مجموعه ی نیودیمیوم برای اشکال غیر معمول و قطب بندی های خاص استفاده می شود. قوی ترین گرید نیودیمویم باندِد، از ضعیف ترین نیودیمیوم سنتِد نیز ضعیف تر است. به این معنا که قدرت این نوع خانواده در حد خانواده سینتِد نیست و به مراتب ضعیف تر می باشند. تنها مزیّت این خانواده، امکان تولید اشکال خاص با استفاده از این نوع آلیاژ است.

bonded-nd

 

کَست آلنیکو(Cast Alnico) : این خانواده مقاومترین گریدها را در مقابل دما دارد. تا دمای ۵۵۰ درجه سانتی گراد را تحمل میکنند و قوی ترین آنها تقریباً معادل گرید N42 نیودیمویم سینتِد می باشد. ضعیف ترین کرید این خانواده تا ۴۵۰ درجه سانتی گراد تحمل دمایی دارد و نصف قدرت قویترین گرید این خانواده یا N42 را دارد.

cast-alnico

 

آنیکو سینتِد (Sintered Alnico): این خانواده نیز در برگیرنده ی بازه ی قدرتی متنوعی است.

sintered-alnico

 

سرامیکی(فریت): این خانواده نیز بسیار رایج و کاربردی هستند ولی بازه ی قدرتی متنوعی ندارد. اگر ضعیف ترین گرید نیودیمیوم را نیز نصف کنیم، قویترین گرید این خانواده حتی به قدرت آن نیز نمی رسد.

ferrite

 

 

ساماریوم کبالت سینتِد (Sintered SmCo): این خانواده بازه ی قدرتی متنوعی ندارند و اغلب در یک رِنج هستند ولی در کل قوی محسوب می شوند.

sintered-smco

لاستیکی یا انعطاف پذیر (Flexible) : این خانواده ضعیفترین آهنرباهای موجود هستند که مهمترین و جالب ترین مزیّتی که دارند، انعطاف پذیری آنها است. نوع انیزوتروپیک این خانواده از ایزوتروپیک قوی تر است و قویترین گرید این خانواده از ضعیف ترین گریر خانوده سرامیکی نیز به مراتب ضعیف تر است.

flexible

 

نکات قبل از خرید ارسال بسته مگنت گستر آسیا

نکات قبل از خرید ارسال بسته مگنت گستر آسیا

نکات قبل از خرید ارسال بسته مگنت گستر آسیا

نکات قبل از خرید ارسال بسته مگنت گستر آسیا

نکات قبل از خرید ارسال بسته مگنت گستر آسیا

باتشکر از حسن انتخاب شما لطفا به نکات قبل از خرید ارسال بسته مگنت گستر آسیا توجه فرمایید.

نکاتی در مورد جداول آهنرباها:

  • اعداد ذکر شده در مورد خصوصیات هر مگنت به صورت تیوری محاسبه شده است. بنابراین بدیهی است در عمل اختلافاتی با آنچه ذکر شده وجود داشته باشد.
  • میزان جرمی که هر آهنربا می تواند تحمل کند، تحت شرایط ایده آل محاسبه شده است. پارامترهایی که در این مورد موثر است عبارتند از: ۱) دمای جسم و آهنربا ۲) سطح چسبیده به آهنربا  ۳) آلیاژ جرم متصل شده و …

بنابراین تنها در شرایط ایده آل این اعداد صادق هستند و اختلاف آنها با حالت عملی باید در نظر گرفته شود.

 

نکاتی در مورد سفارشات انجام شده:

  • سفارشات تایید شده از طرف شما خریدار محترم، در صورت پایان یافتن و تکمیل فرآیند خرید تا قبل از ساعت ۱۳:۰۰، در همان روز و پس از این ساعت در روز کاری بعد ارسال می شود.
  • به منظور سهولت در خرید شما، دو نوع حالت برای پست مرسوله (پیشتاز و سفارشی) در پیش فرض فرآیند خرید در نظر گرفته شده است.
  • در صورتی که تمایل به ارسال از طریق پست را ندارید و یا حجم و وزن محصول خریداری شده مناسب ارسال پستی نباشد، لطفا جهت تکمیل فرآیند خرید با فروشگاه تماس حاصل فرمایید.

با تشکر از دقت نظر شما

1916009

مغناطیس درمانی

همانطور که از عنوان این مقاله پیداست، سعی داریم در مورد مغناطیس و درمان بعضی بیماری ها توسط آن صحیت کنیم. لازم است در ابتدای گفتار، به نکاتی اشاره کنیم:

در این موارد از آهنربا به هیچ وجه استفاده نکنید :
۱)    افرادی که از ضربان ساز قلب استفاده می کنند و خانم های باردار از آهنربا استفاده نکنن و نزدیک آن نشوند.
۲)    تمامی نکات ذکر شده به صورت تجربی تست شده است و مطالب این مقاله از کتاب هایی که در این زمینه در کشورمان به چاپ رسیده است، برداشته شده است.
۳)    در این مقاله از کتاب “دستبندهای مغناطیسی” نوشته ی دکتر آرام الهام گرفته شده است.
۴)    قبل از تجربه و تست هر یک از مواردی که ذکر می شود، با متخصان طب سنتی و انرژی درمانی و یا اهل فن مشورت کنید.

علم مغناطیس درمانی علمی کهن می باشد و یکی از ساده ترین و م هزینه ترین روش های درمانی است که کاملاً عاری از هر گونه در د و عوارض جانبی می باشد. تنها ابزاری که در مغناطیس درمانی استفاده می شود، آهنربا است. تکامل این علم به عنوان شفا بخشی از ابتدای قرن ۱۶ میلادی آغاز شد.

 

کاربرد آهنربا در گذشته
اولین بار در متون آتاروادا Atharvaveda از آهنربا به عنوان عنصری شفا بخش ذکر شده است. این کتاب یکی از ۴ کتاب ودا Veda است که گنجینه ای از طب و هنر شفا بخشی است. امروزه دانشمندان معتقدندسازندگان اهرام مصر از این نیروها برای حفظ مومیایی ها استفاده می کردند که با گذشت زمام آسیب کمتری ببینند. در قرن ۱۶ فردی به اسم پاراسلوس (P.A.Paracelsus) تحقیق کامل در این زمینه انجام داد و نشان داد که با استفاده از آهنربا می توان التهاب، بیماری ها، جراحات و درد شکم و رحم و … بهبود بخشید. سپس پدر هال (Father Hall) از این نتایج استفاده کرد و بیماری های عصبی را درمان کرد. این روند توسط افراد دیگری نیز ادامه پیدا کرد تا میاکل فارادی پایه های علم بیومغناطی و شیمی مغناطیس را بنا کرد. همچنین لویی پاستور در همین روند اعلام کرد که مغناطیس رشد گیاهان را بهتر می کند.

آزمایش های کنونی در مورد خاصیت مغناطیسی
با این پیش زمینه در دهه های اخیر محققی کشورهای مختلفی بر روی مغناطی و خواص آن روی طبیعت و انسان تحقیقات فراوانی انجام دادند. محققان کشف کردند:
•    آب مغناطیسی، رشد گیاهان را بهتر می کند و ۲۰ تا ۴۰ درصد افزایش می دهد.
•    طول عمر مگس با خوردن قند مغناطیسی دو برابر شد.
•    عمر موش با خوردن مواد مغناطیده شده ۵۰ درصد افزایش پیدا کرد.
•    تومورهای سرطانی موش ها با در میدان مغناطیسی قرار گرفتن صحیح، بهبود یافت.

نتایج بدست آمده از علم بیو مغناطیس به صورت خلاصه:
۱)    هر سیستم زنده در برابر میدان مغناطیسی حساس است.
۲)    در تمامی قسمت های بدن، انرژی الکتریکی و میدان مغناطیسی حضور دارد. بنابراین اگر آهنربا به طرز صحیح استفاده شود، اثر مثبتی بر روی الگوی سیستم مغناطیسیو الکتریکی بدن می گذارد.
۳)    میدان مغناطیسی روی ترکیبات خون و رسوب سلول های قرمز خونی اثر می گذارد.
۴)    ثابت شده است تکثر فیبروپلاست (نوعی سلول در بافت) و فیبروز (رشد بیش از حد سلول یعنی سرطان) در میدان مغناطیسی کاهش می یابد.
۵)    سیستم عصبی بدن اساساً توسط پالس های الکتریکی کار می کند و ارسال پیام ها تنها با حضور اختلاف پتانسیل الکتریکی انجام می شود. اختلاف پتاسیل و حرکت یون ها یعنی ایجار میدان مغناطیسی در اطراف هر سلول. این مسیله به وضوح بیانگر این است که میدان مغناطیسی قطعاً بر روی بدن و بافت ها و سلول ها تاثیر می گذارد.
۶)    میدان مغناطیسی از طریق اثر بر روی قسمتهای مغز (مغز میانی و عقبی که غدد را کنترل می کند) بر روی غدد درون ریز بدن نیز موثر واقع می شود.
امروزه برای بهره بردن از خواص مغناطیسی برای بدن، از آهنربای نیودیمویم یا ND استفاده می شود که نسبت به سایر آهنرباها قوی و نسبتاً است.
دستبند مغناطیسیو فلاسک مغناطیسی دو کالای تولید شده برای این منظور هستند که دستبند مغناطیسی روی مچ دست بسته می شود که ناحیه ای خیلی استراتژیک برای طب سوزنی است.

superconducting-levitation-magnet-640x350

ابر رسانا و حالت شناوری نسبت به آهنربا

ابر رسانا و حالت شناوری نسبت به آهنربا:
در این مقاله سعی داریم به صورت کاملاً ساده و خلاصه توضیحی در مورد ابرسانا ها و پدیده ی جالب شناوری آنها روی آهنرباها را توضیح دهیم. در ابتدا میبینیم ابررسانا چیست و سپس به علت این پدیده ی جالب و کارآمد می پردازیم.
ابررسانایی چیست؟
ابررسانایی پدیده‌ای است که در دماهای بسیار پایین برای برخی از مواد رخ می‌دهد. در حالت ابررسانایی مقاومت الکتریکی ماده دقیقا صفر می‌شود و ماده خاصیت دیامغناطیس کامل پیدا می‌کند. مقاومت الکتریکی یک رسانای فلزی به تدریج با کاهش دما کم می‌شودپدیدهٔ ابررسانایی برای طیف وسیعی از مواد مانند قلع و آلومینیوم وجود دارد. همچنین برخی آلیاژها و نیمه‌رساناها نیز ابررسانا هستند،ولی فلزاتی مثل طلا و نقره این پدیده را از خود نشان نمی‌دهند.

اثر مایسنر و ارتباط آن با ابررسانایی چیست؟
اثر دیگری در مورد ابررساناها که از مقاومت صفر الکتریکی آنها کمتر دیده شده است. ۲۰ سال پس از کشف ابررسانایی بعضی از مواد، مایسنر و اوچسنفلد، این اثر در مورد ابرساناها را مطرح کردند. آنها کشف کردند که اگر میدان مغناطیسی به یک قطعه قلع در شرایط ابررسانایی اعمال شود، میدان القایی درون آن صفر است یعنی B=0 . این خاصیت در مورد ابررساناها اثر مایسنر نامیده شد.
عدم حضور میدان در ابرسانا به زمان اعمال میدان ربطی نداشت. یعنی ماده چه قبل و بعد از اعمال میدان که به حالت ابررسانایی در می آمد، میدان درون آن صفر بود. در شرایط پایا، میدان مغناطیسی درونی صفر است و دلیل آن ایجاد یک میدان مغناطیسی مخالف به علت جریان الکتریکی کامل و بدون مقاومت در ابررسانا است.
همچنین این رفتار ابررساناها با توجه به قانون ماکسول در مورد میدان های مغناطیسی قابل توجیه نبود.
در حالت اول تصور کنید که یک رسانای قوی داریم. میدان مغناطیسی القایی درون این ماده طی مسیر و اندازه ی ثابتی محصور می شود. این یه آن معناست که میدان سرتاسر ماده ثابت است یعنی تغییرات B نسبت به تغییرات t صفر است. این مفهوم در شکل زیر مشخص است.
در بخش a از این شکل، یک رسانای قوی در عدم حضور میدان تا دمایی که در آن دما مقاومت صفر است، سرد می شود. زمانی که در این دما میدان القا می شود، جریان گردابی  روی سطح ماده به طوری ایجاد می شود تا میدان درونی ماده را صفر نگه دارد. در حالتی دیگر b در شرایطس که میدان مغناطیسی ثابتی به ماده اعمال شده است، دمای ماده در همان حین کم می شود که باعث می شود میدان مغناطیسی درون ماده به همان حالت باشد. زمانی که میدان القایی برداشته شود، میدان درونی ماده به همان حالت باقی می ماند و نشان می دهد که یک میدان مغناطیسی اطراف ماده حضور دارد.
واضح است که در این حالات، میدان مغناطیسی درون ماده ی رسانای قوی، به دمای ماده و زمان اعمال میدان مغناطیسی بستگی ندارد، بلکه به حالت اولیه ماده وابسته است.
در نقطه ی مقابل این وضعیت، ابررسانا قرار دارد، که در حالات c و d نشان داده شده است. چه وقتی ابررسانا در حضور میدان به دمای کمتر از حالت بحرانی برسد و یا در عدم حضور میدان، میدان درون ماده پس از حذف میدان مغناطیسی صفر است. میدان مغناطیسی در هر حالتی از ابررسانا بیرون رانده می شود. این اتفاق خود به خود با ایجاد جریان در سطح ابرراسنا بار ی تولید میدان مخالف بوجود می آید. در نتیجه ۲ خصوصیت مقاومت الکتریکی صفر و میدان مغناطیسی صفر را می توان از ویژگی های کلیدی ابررسانا دانست.

 

1

چرا آهنربا و ابررساناها در مجاورت هم معلق می شوند؟
ابررسانا ها در برابر آهنرباها به دلیل اثر مایسنر به حالت معلق در نمی آید؛ بلکه به دلیل حصر کوانتومی است. نقاط بسیار کوچکی درون ابررسانای نازک، اجازه می دهند که میدان از آنها عبور کنند و آنها را محصور می کنند. آنها لوله های شار نامیده می شوند.
اثر مایسنر زمانی بوجود می آید که یک رسانای قوی به حالت ابررسانایی در آید و نزدیک یک آهنربا یا میدان مغناطیسی قرار بگیرد. قرار گرفتن آهنربا نزدیک ابررسانا یک مثالی برای حالت القای مغناطیسی و تعلیق مغناطیسی است.

 

2

بیشتر مثالها در مورد اثر مایسنر و القای الکترو مغناطیسی توسط تعلیق مغناطیسی انجام شده است. تلاش برای شناور کردن یک ابررسانای ضخیم (بدون داشتن حالت حصر کوانتومی) باعث می شود که با داشتن حالت متزلزل مغناطیسی شناور شود. بیشتر این آزمایشات با یک ابررسانای نازک موفقیت بخش بوده است.
یک میدان مغناطیسی به این دلیل نمی تواند از یک ابررسانا عبور کند؛ که پس از اعمال میدان (به علت مقاومت الکتریکی صفر) جریانی کامل و علیه میدان اولیه تولید می شود و میدان اولیه را دفع و خنثی می کند.
در واقع وقتی یک ابرسانا نزدیک آهنربا قرار بگیرد، به سرعت تبدیل به آهنربایی دیگر با همان قدرت می شود که دو جسم را مقابل یکدیگر و بدون انصال به حالت معلق در می آورد. در واقع مقدار قدرت و نیروی بین آنها به قدرت آهنربای اصلی بستگی دارد.
مفهومی که علاوه بر اثر مایسنر به توجیه پدیده ی تعلیق کمک می کند، حالت شار نقطه ای است گه در لایه های ثانوی ابررسانا ایجاد می شود. زمانی اتفاق می افتد که خطوط میدان مغناطیسی توسط ابررسانا محصور شود و توسط لوله هایی از ماده ی ابررسانا که توسط جریان های گردابی محاصره شده است، عبور می کند. این اتفاق حالتی را پدید می آورد که در آن ابررسانا ترجیح می دهد میدانی را به بزرگی همان میدانی که در ابتدا قصد حشور در ابررسانا را داشت، به وجود آورد. این پدیده در مورد ابرسانا می تواند در به قالب در آوردن هر شکل کلان و بزرگی از ابرسانا به قالب رینگی بوجود آید.

magnetic-nanoparticle-1920x1080

آهنربا در برابر حرارت چه رفتاری دارد؟

به علت سوالات مکرر و نیازهای مختلف آهنربا در حرارت، مقاله ی دیگری در این زمینه با پاسخ به پرسش های مرسوم تهیه شده است. امیدواریم مفید واقع شود.

 

سوالات مطرح در مورد حرارت و آهنربا:
۱)    تحلیل از کار افتادگی آهنربا در برابر حرارت در مورد آهنرباهای مختلف چگونه انجام می شود؟
۲)    آیا شار مغناطیسی آهنربا با کاهش دمای آهنربا (مثلاً حدود -۶۰ درجه سانتی گراد) افزایش می یابد؟
۳)    چگونه یک آهنربا تثبیت حرارتی می شود؟ چه موقع این کار را باید با آهنربا انجام داد و چه منافعی دارد؟ در حقیقت چه تغییری در آهنربا ایجاد می کند؟
۴)    زمانی که دمای یک آهنربا بالا یا پایین می رود چه بر سر آهنربا می آید؟

۱)    همه ی آهنرباها همواره در شرایط ایده آل دمایی تعریف شده برای آنها، دارای حداکثر حالت مغناطیده با توجه به ظرفیت خود می باشند. قبل از مغناطش آهنربا، دامنه ها و حوزه های مغناطیسی آن کاملاً به صورت رندم کنار هم قرار گرفته اند تا میزان انرژی درونی و بیرونی ماده حداقل باشد. عمل مغناطش باعث می شود، که حوزه های مغناطیسی ماده، جهت گیری مشخصی داشته باشند. آهنرباهای دایم (با توجه به شکل هندسی، ناهمسانگردی، مکانیزم شیمیایی) در دمایی مشخص این جهت را در خود حفظ می کنند. در نظر بگیرید که ناهمسانگردی، در اینجا از همه ی موارد دیگر بیشتر در مقابل نیروی مغناطیسی مقابله می کند، و در نتیجه باعث یک نیروی مغناطیس زدا می شود.
حوزه های مغناطیسی در مرکز آهنربا یگدیگر را حمایت می کنند، اما حوزه های کناری یا در لبه ها و گوشه ها، حمایت کمتری دارند و بعضی از آنها از جهت گیری سایر حوزه ها در راستای میدان خارجی باز می گردند؛ که یک میدان مخالفی با سایر حوزه ها در مرکز ماده خواهند داشت. زمانی که حرارت به آهنربا اعمال می شود، مدار الکترون های آزادتر، باعث می شوند که حوزه ها تا حدی ضعیف و نابسامان شوند؛ و آن حوزه هایی که به حرارت نزدیک ترند و یا به هر دلیلی (در لبه ها و کنار) ضعیغ تر هستند، کاملاً از جهت خود باز می گردند.
از کار افتادگی حرارتی، یک روندی است که از قبل از استفاده از آهنربا روی آهنربا انجام می دهند. این روند با بالا بردن دمای آهنربا تا دمایی که طی کارکرد اصلی آهنربا اتفاق خواهد افتاد انجام می شود تا تمامی تغییرات احتمالی در آهنربا ایجاد شود. در دماهای بالاتر از آن، نیروی مغناطیسی زدایی برای آهنرباهای ایزوله، به خودی خود یک نیروی مغناطیس زدا می شود، بنابراین تثبیت کننده های حرارتی باید در فیکسچر اعمال شوند تا باعث بازتولید ضریب نفوذپذیری حرارتی شوند. این اتفاق باعث می شود که از هدر رفتن شار های مغناطیسی پایدار جلوگیری شود.

۲)    آیا شار مغناطیسی آهنربا با کاهش دمای آهنربا (مثلاً حدود -۶۰ درجه سانتی گراد) افزایش می یابد؟
بله، اثر دما بر روی آهنرباها تا محدوده ی مثبت و منفی ۱۰۰ درجه سانتی گراد، نسبتاً خطی است. در دماهای پایین مدار الکترون ها کوتاه می شوند و در آهنربا شار مغناطیسی افزایش می یابد. آهنرباهای سرامیکی در این مورد استثنا هستند.

۳)    چگونه یک آهنربا تثبیت حرارتی می شود؟ چه موقع این کار را باید با آهنربا انجام داد و چه منافعی دارد؟ در حقیقت چه تغییری در آهنربا ایجاد می کند؟
این عمل به این معناست که آهنربا را در طی زمانی مشخص در معرض حرارتی مشخص قرار دهیم. این روند برای آماده کردن آهنربا در برابر تغییرات برگشت ناپذیر (که در اثر افزایش دمای آهنربا اتفاق می افتد) می باشد. عمل تثبیت حرارتی در واقع اطمینانی برای آهنربا در مقابل دماهای بالا است. انجام این روند برای مواردی که آهنربا مرتب در معرض حرارت است، واقعاً پیشنهاد می شود.
در اصل ۲ تغییر در آهنربا پس حرارت دیدن می تواند ایجاد شود: برگشت پذیر و برگشت ناپذیر. تغییرات مغناطیسی برگشت پذیر تنها در زمانی که حرارت وجود دارد و باعث گرم شدن آنربا شده است، وجود دارد و پس از سرد شدن آهنربا به طور کامل به حالت طبیعی خود باز می گردد.
تغییرات بازگشت ناپذیر در دماهای بالاتر اتفاق می افتد و پس از برگشت به دمای اولیه این تغییرات باقی خواهد ماند. تنها با دوباره مغناطیده کردن آهنربا این تغییرات جبران می شود.
برای مثال آهنربایی در حالت عادی و دمای اتاق ۱۰۰۰ گاوس شار تولید می کند. این آهنربا را تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد حرارت می دهیم، در آن دما ۸۵۰ گاوس تولید می کند.پس از سرد کردن آهنربا تا دمای اتاق، آهنربا ۹۵۰ گاوس تولید می کند. یعنی ۵۰ گاوس اتلاف شار داشته ایم. اگر آهنربا مجدد به ۲۰۰ درجه برسد باز همان ۸۵۰ گاوس را از خود تولید خواهد کرد. اگر دما را بالاتر ببریم اتلاف بیشتری رخ می دهد. میزان این تلفات برگشت ناپذیر به عوامل زیادی بستگی دارد، از جمله نوع آهنربا، شکل آهنربا، دمایی که تحمل می کند و مدت زمانی که در معرض آن دما است.
نکته ی دیگری که در مورد تثبیت حرارتی باید در ذهن داشت، آهنربا در اغلب موارد باید در حین این روند، ایزوله باشد و نباید در داخل کوره به صورت جمعی باشند. به این معنا که باید هر آهنربا را تک تک داخل کوره برای انجام عملیات تثبیت حرارتی قرار داد.

۴)    زمانی که دمای یک آهنربا بالا یا پایین می رود چه بر سر آهنربا می آید؟
زمانی که صحبت از افزایش و کاهش دمای آهنربا می شود، این تغییرات نسبت به دمای اتاق سنجیده می شود. باری درک بهتر تاثیرات دما بر روی آهنربا نیاز است که ساختار مولکولی ماده ی آهنربا را بشناسیم. اتم ها دارای هسته ای در مرکز و مدار الکترون در اطراف هسته می باشند. زمانی که دمای آهنربا زیاد می شود، فاصله ی هسته تا مدار الکترون ها افزایش می یابد و باعث می شود که تاثر این ۲ بخش بر روی هم کم شود؛ بنابراین خاصیت مغناطیسی آهنربا کاهش می یابد.

 

magnetflamecloseup600.jpeg

تحلیل تاثیر دما و حرارت بر روی آهنرباهای نیودیمویم به صورت تخصصی

آهنرباهای نیودیمویم قوی ترین آهنرباهای موجود هستند. تا محدوده ی دمای ۱۵۰ درجه سانتی گراد، نسبت به نوع دیگر آهنرباهای عناصر خاکی یعنی ساماریوم کبات، آنها قویترین آهنربای ممکن هستند. در محدوده ی دمای ۱۵۰ درجه سانتی گراد و بالاتر از آن، آهنربای ساماریوم کبالت عملکرد قوی تر و بهتری دارد. بیشترین دمای قابل پیشنهاد برای گرید خاصی از آهنربای نیودیمیوم ۲۳۰ درجه سانتی گراد است در حالی که آهنرباهای ساماریوم کبالت می توانند در محدوده ی ۳۰۰ الی ۳۵۰ درجه سانتی گراد کار کند.

 

آهنربای نیودیمیوم را می توان در دماهای پایین تا حدود ۱۳۵ درجه کلوین (۱۳۸- درجه سانتی گراد) سرد کرد به طوری که عملکرد مطلوب داشته باشد. در دماهای پایین تر در واقع راستای مغناطش آهنربا، از یک محور ساده به یک مخروط تبدیل می شود که باعث کاهش بازده تا ۱۵ درصد می شود. در واقع می توان آهنربای نیودیمیوم را سردتر نیز کرد ولی باید به خروجی آن و تغییرات نهایی باید توجه کرد.

 

ضریب دمایی بازدارندگی ذاتی یعنی b (که مقدار Hci با دما تغییر می کند)، برای آهنربای نیودیمیوم حدود  -۰.۶% به ازای هر درجه سانتی گراد  بین دمای ۲۰ تا ۱۲۰ درجه سانتی گراد است. (این مقدار می تواند بین (-۰.۴۵% به ازای هر درجه سانتی گراد تا -۰.۶% به ازای هر درجه سانتی گرادبا توجه به دمای محیط باشد.)

 

ضریب تغییرات دمایی برای پسماند القایی a (که Br با دما تغییر می کند) برای آهنربای نیودیمیوم -۰.۱۲% به ازای هر درجه سانتی گراد  است. این مقدار می تواند بین -۰.۸% به ازای هر درجه سانتی گراد تا -۰.۱۲% به ازای هر درجه سانتی گراد با توجه به دمای محیط باشد.)

 

باید به این نکته باید توجه داشت که این اعداد و ارقام در حقیقت با تغییر دما، تغییر می کنند و تنها برای محدوده ی دمایی بین ۲۰ تا ۱۲۰ درجه سانتی گراد قابل استناد هستند. اما ممکن است خطایی رخ دهد که تنها با استفاده از نمودار دقیق BH می توان پیش بینی صحیحی انجام داد.

 

خواص دمایی برای گریدهای مختلف نیودیمیوم

1

 ۳ تاثیر مختلف با توجه به دماهای بالا می تواند اتفاق بیفتد:
•    یک تغییر بازگشت پذیر: زمانی اتفاق می افتد که تغیرات ایجاد شده(در اثر افزایش دما) ، پس از کاهش دمای آهنربا به حالت اولیه، به حالت اولیه خود بازگردد. (ضریب تغییرات دمایی این مسیله را بازگو میکند؛ برای مثال با داشتن a و افزایش دما محیط نسبت به حالت اولیه تا ۲۰ درجه سانتی گراد باعث می شود نتیجه ی عملکرد آهنربا دچار اختلافی معادل  ۲۰*۰.۱۲=۲.۴% شود که پس از کاهش دما به حالت اولیه این تغییر جزعی نیز حذف می شود.)

•    تغییرات بازگشت ناپذیر ولی جبران پذیر: زمانی اتفاق می افتد که آهنربا دچار تغییراتی با توجه به افزایش دما شود و پس از سرد شدن نواند این تغییرات را حذف کند. (زمانی که دمای بالا نقطه ی کارکرد ذاتی آهنربا را بالاتر از نقطه ی زانویی منحنی آهنربا ببرد، حالت دی مغناطیده شدن رخ می دهد.) اما این حالت با مغناطیده کردن دوباره ی آهنربا قابل بازیابی است. برای همه مقاصد کاربردی آهنرباها، این تغییرات قابل بازیابی نیست چون قابلیت مغناطیده کردن دوباره عموماً وجود ندارد.

•    تغییرات بازگشت ناپذیر و جبران ناپذیر: این تغییرات در اثر افزایش دمای بسیار بالا اتفاق می افتد و به علت تغیر در ساختار آهنربا قابل بازیابی و جبران نیست. این اتفاق به خاطر عبور از حد مجاز دمایی آهنربا اتفاق می افتد. این تغییرات با دوباره مغناطیده کردن نیز قابل جبران نیست و آهنربا خاصیت خود را به هیچ وجه باز نمی یابد.

 

اگر تغییری بازگشت ناپذیر و جبران پذیر اتفاق بیفتد، گفته می شود که آهنربا به صورت حرارتی تثبیت شده است. اگر آهنربای نیودیمیوم خنک شده مجدد گرم شود، تغییرات بازگشت ناپذیر بیشتری رخ نمی دهد؛ بلکه تنها تغییراتی موقت با توجه به ضایعات بازگشت پذیر ایجاد می شود. (معادله ای بر حسب ضرایب دمایی)

در زمان تثبیت حرارتی، رفتار آهنربای نیودیمیوم بهتر قابل پیش بینی است تا زمانی که تغییرات بازگشت ناپذیر و جبران ناپذیری رخ دهد.در بعضی از کاربردها نیاز است که آهنربا در شرایط تثبیت حرارتی قرار بگیرد که برای این منظور دمای آهنربا را چند درجه سانتی گراد بالاتر از دمای بحرانی آهنربا می برند. همچنین می توان از یک پالس دی مغناطیده کردن نیز استفاده کرد. (این چرخه و تکرار باید در محدوده ای فراتر از نقطه ی زانویی انجام شود، اما باید به ان نکته توجه داشت که چه مقدار باید دی مغناطیده کردن روی آهنربا انجام شود؛ اما نمی توان از منحنیB-H  استفاده کرد و این باعث می شود همواره مقداری عدم دقت حضور داشته باشد.)

همچنین بسیار تاکید می شود آهنربا دچار شوک حرارتی نگردد چئن باعث شکستی آن می شود.

 

گریدهای مختلف چه رفتاری در مقابل حرارت از خود نشان می دهند؟

به راحتی یک آهنربای نیودیمیوم را می توان با در معرض یک میدان مخالف قرار دادن، دی مغناطیده کرد. میزان دی مغناطیده شدن یک آهنربا، معادله ای تابع مدار مغناطیسی آهنربا، دما (از این رو نمودار B-H مورد استفاده قرار می گیرد) و مقدار بزرگی میدان مغناطیسی القایی در جهت مخالف است. اگر نقطه ی عملکرد ذاتی مشخص باشد، خط متصل شده از B=0  و H=0 به آن نقطه، خط بار ذاتی نامیده می شود.

اگر بزرگی میدان مغناطیس القایی را Ha بنامیم، خط بار ذاتی  از نقطه ی شروع H=0  و H=Ha آغاز می شود. شیب این خط در هر دو حالت یک مقدار است اما نقطه ی کاری در منحنی ذاتی جابجا شده است. اگر یک نقطه ی کاری جدید در محدوده ی منحنی ذاتی و نقطه ی زانویی وارد نشود، دی مغناطیده شدن آهنربا مینیمم است و به صورت دقیق قابل اندازه گیری نیست. زمانی که میدان دی مغناطیده کننده خارجی حذف شود، نقطه ی کاری ذاتی به حالت اولیه اما با نقاط H=0 و B=Br و با همان چرخه تغییر می کند.

و اما اگر یک نقطه ی کاری ذاتی جدید وارد ناحیه ی منحنی زانویی شود، حالت برگشت منحنی مانند نمودار اولیه BH نیست و یک منحنی جدید با مقدار Br کمتر (به علت تاثیرات دی مغناطیده شدن) ایجاد می شود. اعمال یک میدان خارجی دیگری بر خلاف جهت راستای مغناطیسی آهنربا، تاثیرات دی مغناطیده کردن بیشتری ندارد. (تنها زمانی که Ha بزرگتری اعمال شود، دی مغناطیده شدن بیشتر می شود.)

اگر مقدار Ha با مقدار  Hc  (نیروی وادارندگی مغناطیسی) برابر باشد، آهنربا در حضور میدان خارجی هیچ گونه خاصیت مغناطیسی نخواهد داشت، اما پس از اینکه میدان خارجی حذف شود، تغییر بسیار محسوس و زیادی در خاصیت مغناطیسی آهنربا رخ داده است. اما اگر میدان خارجی Ha برابر با مقدار Hci (نیروی وادارندگی مغناطیسی ذاتی) باشد، پس از حذف میدان مغناطیسی، آهنربا به طور کلی دی مغناطیده شده است و هیچ گونه خاصیت مغناطیسی از خود نخواهد داشت.
برای به حداقل رساندن تاثیرات میدان خارجی، آهنرباهایی با مقدار Hci بیشتری معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، و طراحی به گونه ای تقویت می شود که منحنی خط بازر ذاتی بهتری داشته باشیم. (همچنین تحت عنوان Pci بالاتر یا ضریب ذاتی نفوذپذیری که Pci=Pc+1 که در آن Pc ضریب نفوذپذیری بر مبنای منحنی نرمال آهنربا تعریف می شود.)

2

 

 

چگونه یک آهنربا با اعمال میدان خارجی دی مغناطیده می شود؟

 

تاثییرات یک میدان خارجی و یا حرارت در دی مغناطیده کردن آهنربا، برای آهنربای نیودیمیوم در صورت استفاده از واحدهای سنجش cgs (گاوس-تسلا-مگااورستد) کار آسانی است. زمانی که یک منحنی BH جدید برای دی مغناطیده شدن آهنربا محاسبه شده باشد، بر هر نقطه روی منحنی ذاتی می توان با حذف مقدار H به اورستد از مقدار B به گاوس، مقدار B برای منحنی نرمال با همان H را بدست آورد.

با استفاده از این روش منحنی BH نرمال برای آهنربای نیودیمیوم در دمایی دیگر با تخمین زده می شود (اگرچه قابل تعمیم به هر نوع مگنت دیگری نیز می باشد). برای مثال اگر بخواهید نمودار را در دمای ۱۲۰ درجه سانتیگراد رسم کنید، باید این دما را از دمای اتاق ۲۰ درجه کسر کنید. (۱۲۰-۱۰۰=۲۰)
این مقدار را در ضریب دما برای یافتن تغییر رد مقادیر Br و Hci ضرب می کنیم. بنابراین به ترتیب ۱۰۰*-۰.۱۲= -۱۲% و ۱۰۰*-۰.۶=-۶۰% کم می شوند. بنابراین مقادری بدست آمده نقاط شروع و پایانی منحنی خواهند شد. با رسم مجدد نمودار با این نقاط جدید،  منحنی BH در این دما محاسبه می شود. سپس با تبدیل هر نقطه روی این منحنی از حالت ذاتی به نرمال، منحنی نرمال جدیدی از آهرنبا در این دما بدست می آید. این منحنی خصوصیات آهنربا را در دمای ۱۲۰ نشان می دهد. این نکته وجود دارد که این منحنی یک منحنی تخمینی است و کاملا دقیق نمی باشد.

 

3

17_20120522_18402548421

سوالات متداول درباره ی آهنرباها (۵)

آهنربای مونتاژ شده مغناطیسی چیست؟
آهنربای مونتاژ شده مغناطیسی شامل یک یا چند آهنربا و اجزای دیگری مانند فولاد و … است؛ که به طور کلی بر عملکرد آهنربا تاثیر می گذارد.

چگونه می توان آهنرباها را برای استفاده ی بهتر مونتاژکرد؟
اکر نیاز باشد آهنربایی را به جایی مونتاژ یا بسته شود، می توان از چسب یا به وسیله ی مکانیکی این کار را انجام داد. چسب های فشاری گرم برای چسباندن آهنربا به لباس، سرامیک و سایر اجسام مناسب هستند. برای چسباندن آهنربا به فلزات، سوپر چسب ها مناسب هستند. همچنین آهنرباهای انعطاف پذیر به چسب های کاغذی آغشته می-شوند که به راحتی با کندن پوشش مربوطه قابل چسباندن هستند. سطحی که آهنربا به آن می چسبد نیز حتما باید تمیز و خشک باشد.

بیشترین دمای محیط که به عملکرد آهنرباها آسیب نمی رسانند، چقدر است؟
 بیشترین دمایی که آهنرباها می توانند تحمل کنند در درجه ی اول به ” ضریب نفوذپذیری” آنها یا Pc بستگی دارد، که تابع مدار عملکرد آهنربا دارد. در جدول زیر بیشترین دمای عملکرد آهنرباها در خانواده های مختلف آورده شده است. البته دانستن این نکته ضروری است که در گریدهای مختلف از هر خانواده باید به صورت جداگانه این پارامتر بررسی شود. مثلا در بعضی گریدهای خانواده ی نیودیمیوم حداکثر دمای عملکرد کمتر ۸۰ درجه ی سانتی گراد می باشد. همچنین در دماهایی نزدیک به این ارقام، باید به شدت توجه شود که آهنربا دچار حالت دی مغناطیده شدن تدریجی نشود و درگیر سیکل تخریب نشود.

 

Capture

آیا می توان یک آهنربا را ماشین کاری کرد؟
آهنرباهای سخت بسیار دشوار قابلیت ماشن کاری دارند. در حالیکه آهنرباهای انعطاف پذیر به راحتی قابلیت دست کاری دارند. آهنرباها باید توسط ابزارهای الماسی یا سنگ های بسیار نرم ماشین کاری شوند. در حالت کلی بهتر است که این گونه عملیات ها روی آهنرباها اعمال نشود. به این دلیل که بسیار باید با دقت انجام شود و همچنین احتمال دی مغناطیده شدن وجود دارد.

هزینه ی ماشین کاری آهنرباها چه مقدار است؟
•    تعداد: هر چه تعداد بیشتر باشد، هزینه ی عملیات کلی کمتر می شود.
•    نوع آهنربا: آهنرباهای ساماریوم کبالت به دلیل حالت شکننده گی بسیار بالا، از سایر آهنرباها سخت تر ماشین کاری می شوند. در حالی که آهنرباهای انعطاف پذیر بسیار راحت و عملاً بدون هزینه قابلیت تغییر شکل دارند.
•    شکل: آهنرباهایی که اشکال خاص دارند یا نیاز است به شکل خاصی تغییر کنند، هزینه ی بیشتری برای ماشین کاری خواهد داشت.
•    تلورانس: هر چه دقت تلورانس بیشتر باشد، هزینه ی ماشین کاری بیشتر خواهد شد.

چگونه می توان از انتشار یک میدان مغناطیسی جلوگیری کرد؟
تنها موادی که به آهنربا جذب می شوند، میتوانند میدان مغناطیسی را بلوک کنند. یعنی هر چه ماده راحتتر و کامل تر به آهنربا جذب شود، می تواند یک میدان مغناطیسی را بهتر بلوک کند. حال هر چه ضخامت این ماده بیشتر باشد میدانی که می تواند از این سد عبور کند، کمتر می شود.

نکاتی در مورد دست زدن و نگهداری آهنرباها:
•    همواره مراقب باشید. آهنرباها گاهاً به شدت به طرف همدیگر میآیند و کیتوانند باعث آسیب رساندن  به دست شما یا خرد شدن یکدیگر شوند.
•    آهنرباها را از وسایل رسانه ای مانند فلاپی، دیسک، کارت های اعتباری و صفحه¬های کامپیوتر دور نگه دارید.
•    آهنرباها را در محفظه های عایق قرار دهید، به این دلیل که آنها به صورت کلی قطعات کوچک آهن را از محیط جذب می کنند.
•    اگر ملزم هستید دو آهنربا را کنار همدیگر قرار دهید، در حالتی که همدیگر را جذب می کنند انبار کنید.
•    آهنربای آلنیکو را باید با استفاده از متصل کننده نگهداری کرد (آهن یا فولادی بگیر که قطب های آهنربا را به هم متصل کند). به این دلیل که این نوع آهنربا به راحتی دی مغناطیده می شود.
•    آهنرباها باید از دستگاه های ضربان ساز قلب و پزشکی دور باشند!

جریان گردابی چیست؟
اینها جریان های الکتریکی هستند که به علت تغییر فضای میدان مغناطیسی نسبت به یک هادی الکتریکی به وجود می آیند. در عمل این جریان یک عامل بازدارنده با تغییر فضای میدان مغناطیسی اصلی است. یعنی این جریان گردابی میدان مغناطیسی ای را به وجود می آورد که با میدان مغناطیسی اصلی مخالفت می کند.

آیا استانداردی صنعتی برای آهنرباها وجود دارد؟
بله. استاندارد مربوطه به آهنرباها توسط انجمن تولیدکننده¬گان مواد مغناطیسی  (MMPA) و انجمن توزیع کننده-گان مواد مغناطیسی (MDFA). هر دوی این انجمن ها هم اکنون یک واحد یکسان در انجمن کلی بین المللی مواد مغناطیسی هستند.

چگونه باید یک آهنربا سفارش داد؟
به منظور سفارش دادن بهتر و موثرتر در این قسمت به تعدادی از پارامترهایی که باید مورد توجه قرار بگیرند، آورده شده است. قبل از قطعی کردن هر سفارشی، در مورد این موارد باید دقت شود:
•    اصلی ترین دلیل نیاز به آهنربا : نگه داشتن، حرکت دادن، بلند کردن و …
•    شکل آهنربای مورد نظر: دیسکی، رینگی، مکعبی و …
•    سایز آهنربای مورد نظر: قطر، طول، عرض، ضخامت، زاویه، و …
•    مقدار تلورانس: تا چه میزان تلورانس مجاز است
•    محیطی که آهنربا در آن استفاده خواهد شد:  دماهای بالا، حضور رطوبت، ارتعاش و …
•    میزان قدرت مورد نیاز: مقدار کشش آهنربا به نیوتن، میدان به گاوس و …

17_20120522_18402548421

سوالات متداول درباره ی آهنرباها (۴)

قطب های مغناطیسی چیست اند؟
قطب های مغناطیسی سطح هایی هایی هستند که از آنها خطوط شار مغناطیسی نشات می گیرد و مجدداً به آهنربا بازمی گردد.

تعاریف استاندارد و صنعتی قطب های شمال و جنوب چیست؟
قطب شمال آهنربا قطبی است که اگر آهنربا در حالت آزاد قرار بگیرد به سمت قطب شمال زمین می ایستد و قطب جنوب نیز به همین شکل است.

607968main_geomagnetic-field-orig_full

خطوط میدان یک آهنربا چگونه رفتار می کنند؟
خطوط میدان به صورت ۳ بعدی در اطراف هر آهنربا وجود دارند که در شکل زیر آنها را حول یک آهنربای میله ای می بینیم.

Mag3D02

 

قطب های هم نام دفع و قطب های ناهم نام یکدیگر را جذب می کنند. زمانی که قطب های ناهم نام دو آهنربا به هم نزدیک شوند،

 

magnetic2

Capture

خطوط میدان این قطب ها با یکدیگر جفت می شوند و به سمت همدیگر کشیده می شوند.

 

Capture2

 و زمانی که قطب های هم نام دو آهنربا به هم نزدیک شوند، خطوط میدان دو آهنربا یکدیگر را به عقب می رانند و دو مگنت از هم دفع می شوند.

آهنرباها به چند دسته ی اصلی تقسیم می شوند؟
در کل ۳ نوع آهنربا وجود دارد:
•    آهنربای دایم
•    اهنربای موقت
•    الکترو مگنت
آهنرباهای دایم، میدان مغناطیسی را بدون حضور یک منبع خارجی مغناطیسی یا میدان الکتریکی، از خود ساطع می کنند. آهنرباهای موقت تا زمانی که یک منبع میدان مغناطیسی در مجاورت آنها باشد، از خود خاصیت مغناطیسی نشان می دهند. و با برداشتن این منبع خارجی خاصیت خود را از دست می دهند. الکترو مگنت ها نیز به جریان برق یعنی میدان الکتریکی برای آهنربا شدن نیاز دارند. در واقع الکترو مگنت خود نیز یک آهنربای موقت است.
انواع مختلفی از آهنرباهای دایم وجود دارد که هر یک خصوصیات منحصر به فرد خود را دارد. هر خانواده از آهنرباهای دایم، دارای گرید های متفاوتی هستند اما پایه و اساس آلیاژی ثابتی دارند.

آهنرباهای عناصر خاکی به چه معناست؟
این نوع از آهنرباها توسط عناصر خاکی کمیاب ساخته می شوند. معروفترین این نوع از آهنرباها نیودیمیوم-آهن-برم  و ساماریوم کبالت هستند.

کدام نوع آهنربا قوی ترین نوع است؟
قویترین آهنرباهای امروزی انواع آهنرباهای عناصر زمینی هستند. در بین آهنرباها، نیودیمیوم قویترین نوع است. با این حال در دماهای بالا ( حدود ۱۵۰ درجه سانتیگراد و بالاتر تا حدود ۳۰۰ درجه) آهنربای ساماریوم کبالت گزینه ی بهتری است و قدرت بهتری از خود به نمایش می گذارد.

جهت گرایش درباره ی آهنرباها به چه معناست؟
اغلب آهنرباهای پیشرفته ی امروزی دارای یک رگه ی خاصی هستند که به این معناست مگنت شدن در راستای این رگه بیشترین بازده را خواهد داشت. یعنی مگنت شدن در این راستا خاصیت مغناطیسی بیشینه را باعث می شود. به این راستا، “جهت گرایش” گفته می شود که  محور آسان یا محور مگنت نیز نامیده می شوند.

آهنرباهایی که درای جهت گرایش نیستند (عمدتاً تحت عنوان آهنرباهای ایزوتروپیک شناخته می شوند) به وضوح از آهنرباهای دارای جهت گرایش ضعیف تر هستند. آنها می توانند در هر جهتی مغناطیده شوند. آهنرباهای دارای جهت گرایش را به نام آنیزیتروپیک نیز میشناسند که در هر راستایی قابلیت مغناطیده شدن ندارند.

آهنرباها چگونه درجه بندی می شوند؟
آهنرباها توسط ۳ خصوصیت اصلی، تعریف و شناخته می شوند که عبارت است از:
•    پسماند مغناطیسی( القای باقیمانده) که به اختصار با Br نمایش داده می شود و با واحد گاوس اندازه گیری می شود. این یک نشانه از این است که یک آهنربا تا چه حد قدرت دارد.
•    نیروی بازدارندگی که به اختصار با Hc نمایش داده می شود و با واحد اورستد اندازه گیری می شود. این معیاری است که نشان می دهد یک آهنربا تا چه اندازه دز مقابل دی مغناطیده شدن از خود مقاومت نشان می دهد.
•    بیشترین انرژی تولیدی که به اختصار با BHmax نمایش داده می شود و با واحد گاوس-اورستد اندازه گیری می شود. این معیاری است که مشخص می کند چه حجمی از مواد مغناطیسی لازم است تا شار مغناطیسی مشخصی را تولید کند.

مشخصات آهنرباهایی که عمدتاً بیشترین مصرف را دارند چیست؟
در این قسمت ۳ مورد از مهمترین خصوصیات رایج ترین گریدهای آهنربایی تشریح شده است:

 

Capture3

چگونه می توان از این اطلاعات استفاده کرد؟
با داشتن سایز و گرید یک مگنت می توان دریافت که در فاصله ای مشخص چه مقدار شار مغناطیسی تولید می کند و یا می توان قدرت آن آهنربا را با سایر آهنرباها مقایسه کرد.

مثال:
دو آهنربای هم سایز در ۲ نوع نیودیمیوم ۳۵ و سرامیکی نوع ۵ در یک فاصله ی مشخص تا چه میزان اختلاف حضور شار مغناطیسی دارند؟ در درجه اول باید Br این دو نوع آهنربا را بر هم تقسیم کرد. (۳.۱ =۱۲۳۰۰/۳۹۵۰) این نشان می دهد که آهنرباهای نیودیمیوم ۳۵ تا ۳.۱ برابر آهنرباهای سرامیکی نوع ۵ هم سایزش در یک فاصله ی مشخص، قدرت دارد.
با توجه به داشتن شار مغناطیسی مشخصی در یک فاصله ی خاص ازآهنربا نیاز داریم، می توان با داشتن همین اطلاعات سایرآهنرباها را نیز با همدیگر مقایسه کرد.
 مثال:
چه حجمی از آهنربای سرامیکی ۵ نیاز داریم تا با آن بتوانیم شار مغناطیسی به اندازه ی یک آهنربای نیودیمیوم ۳۵ را تولید کرد؟ برای پاسخ به این سوال ابتدا BHmax آهنربای نیو۳۵ را به BHmax سرامیک ۵ تقسیم می کنیم ( ۳۵/۳.۶) که مقدار ۹/۷ را به دست می دهد. این یعنی اگر سایز مشخصی از یک آهرنبای نیودیمیوم ۳۵ در یک فاصله-ی مشخصی، شار خاصی را تولید می کند؛ برای گرفتن چنین شار مغناطیسی از آهنربای سرامیکی۵ باید سایز آن را ۹/۷ برابر بیشتر از نیو۳۵ تولید کرد.

17_20120522_18402548421

سوالات متداول درباره ی آهنرباها (۳)

چگونه قدرت یک آهنربا با افزایش فاصله از سطح آن تغییر می کند؟
قدرت میدان مغناطیسی یک آهنربا با افزایش فاصله تقریبا به صورت نمایی کاهش می یابد. در این نمودار یک مثال از کاهش میدان مغناطیسی آهنربای ساماریوم کبالت گرید ۱۸ با افزایش فاصله از آن آورده شده است. قطر این آهنربا ۱ اینچ و ارتفاع آن ۱/۲ اینچ است.

 

Capture

 

معادله ی حاکم بر میدان مغناطیسی نسبت به فاصله ار آهنربا چیست؟
برای آهنربایی استوانه ای به قطر R و ضخامت L ، میدان مغناطیسی Bx که در راستای مرکز آهنربا با فاصله ی X  از آن محاسبه می شود، طبق رابطه ی زیر می باشد. (که در این رابطه Br پسماند القای مغناطیسی ماده است.)

 

Capture2

همچنین فرمول های دیگری نیز وجود دارد که میدان مغناطیسی سایر آهنرباها با اشکال دیگر را محاسبه می کنند.

 

آیا آهنربایی که قدرت خود را از دست داده است، می تواند دوباره مغناطیده شود؟
به شرطی که آهنربا در اثر حرارت زیاد آسیب ندیده باشد، آن آهنربا می تواند دوباره مغناطیده شود و خاصیت قبلی خود را بازیابد.

آیا می توان یک آهنربا را قوی تر کرد؟
زمانی که آهنربایی کاملاًمغناطیده شده است، آن را قویتر نمی توان کرد. به این دلیل که آن آهنربا اشباع شده است و حالت لبریز دارد.

چگونه می توان قدرت یا میدان یک آهنربا را اندازه گیری کرد؟
عمدتاً گوس متر، آهنربامتر یا کشش سنج برای اندازه گیری میدان یا قدرت آهنرباها استفتده می شوند. گاوس متر قدرت میدان مغناطیسی را اندازه گیری می کند؛ آهنربامتر در هر واحدی علاوه بر گاوس این کار را انجام می دهد و کشش سنج قدرت کششی آهنربا را در واحدهای مختلف نیرو مانند پوند، کیلوگرم و … اندازه گیری می کند. سیم پیچ های دیگری هم وجود دارد که برای تصدیق اندازه گیری ها در بعضی موارد استفاده می شوند.

 

DC-GAUSS

 

MAGNETOMETERS

 

testing_machine

 

 

اگر یک آهنربای نیودیمیوم با Br  ۱۲۳۰۰ گاوس داشته باشیم آیا می توانیم میدان ۱۲۳۰۰ گاوس در سطح آن دریافت کنیم؟
خیر. مقدار Br در واقع زیر میدان سیم پیچ اندازه گیری می شود. در واقع میدان حاصل از سیم پیچ القایی است. در این حالت ما میدانی کمتر از Br را پس از القا در سطح آهنربا دریافت خواهیم کرد. در واقع اندازه گیری دقیق میدان  به موارد زیر بستگی دارد:

۱) فولاد یا آهنی به آهنربا چسبیده باشد و یا نه؛

۲)فاصله ی سنجش ما تا آهنربا؛

و ۳)سایز آهنربا  (همچنین اندازه گیری باید در دمای اتاق انجام شود.)

برای مثال یک آهنربای N35 نیودیمیوم با قطر ۱ اینچ و ضخامت ۰/۲۵ اینچ، در فاصله های ۰/۰۶۲۵ اینچ و ۰/۱۲۵ اینچ دارای میدان های به ترتیب ۲۵۰۰ و ۲۲۰۰ گاوس است.

میزان قدرت مغناطیسی زمین چقدر است؟
مقدار قدرت  مغناطیسی سطح زمین حدود ۰/۵ گاوس است، اما این مقدار با توجه به میدان پوسته ی زمین نیز تا ۱۰ درصد متغیر است. محدوده ی میدان مغناطیسی ۰/۴۵ تا ۰/۸۵گاوس در سطح زمین وجود دارد. طوفان های مغناطیسی می توانند تغییراتی بین ۱ تا ۵ درصد را طی ساعاتی در قدرت میدان مغناطیسی زمین ایجاد کنند.

17_20120522_18402548421

سوالات متداول درباره ی آهنرباها (۲)

آهنربای موقت چیست؟
آهن نرم و آلیاژهای بخصوص آن، مانند پرم( ترکیب نیکل و آهن) می توانند به راحتی جتی در یک میدان ضعیف مغناطیده شوند. به محض قطع شدن میدان، آهنربا نیز خاصیت خود را از دست می دهد. این مواد، آهنرباهای موقتی خوبی را می سازند که در تلفن ها و موتورهای الکتریکی استفاده می شوند.

الکترو مگنت چیست؟
الکترو مگنت ها زمانی که واقعاً یک آهنربای قوی مد نظر باشد، استفاده می شوند. الکترومگنت ها با قرار دادن یک هسته ی فلزی (معمولاً آلیاژ آهن) درون یک سیم پیچ حامل جریان به وجود می آیند. جریان الکتریکی درون سیم پیچ یک میدان مغناطیسی به وجود می آورد. شدت این میدان به قدرت جریان و تعداد دورهای سیم پیچ بستگی دارد. جهت قطب های الکترومگنت به جهت جریان بستگی دارد. تا زمانی که جریان وجود دارد، هسته خاصیت مغناطیسی دارد و به محض قطع شدن جریان سیم پیچ، خاصیت مغناطیسی هم حذف می شود. موتورهای الکتریکی، تلویزیون ها، قطارهای مگلو، تلفن ها، کامپیوترها و بسیاری دیگر از دستگاه های پیشرفته ی امروزی از آنها استفاده می کنند.

 

 

 

Electromagnet-Blog-Image-111

ابر رسانا چیست؟
انها قویترین مگنت ها هستند. انها به هسته ی فلزی نیاز ندارند بلکه از سیم پیچ هایی با آلیاژی خاص ساخته شده اند که با سرد کردن آنها تا دماهای بسیار پایین تبدیل به ابررسانا می شوند.

 

meissner-effect-superconducting-levitation-magnet-640x353

Stickstoff_gekühlter_Supraleiter_schwebt_über_Dauermagneten_2009-06-21

پایداری آهنربا چقدر است؟
اگر آهنربا از خطوط جریان، آهنرباهای دیگر، دمای بالا، ضربه و ارتعاش، آلودگی و سایر عواملی که بر آهنربا تاثییر می گذارد دور باشد، تا ابد خاصیت مغناطیسی خود را عملاً خواهد داشت.

آیا آهنرباها قدرت خود را به مرور از دست می دهند؟
اگر در شرایط ایده آل از آنها استفاده شود، آهنرباهای پیشرفته مقدار بسیار ناچیزی از خاصیت مغناطیسی خود را به مرور زمان از دست می دهند. برای مثال آهنربای ساماریوم کبالت طبق تجربه نشان داده است که طی هر ۱۰ سال کمتر از ۱ درصد از قدرت خود را از دست می دهد.

چه چیزی ممکن است بر قدرت آهنربا اثر بگذارد؟
عوامل زیر می توانند بر قدرت آهنربا تاثیر بگذارند:
•    گرما
•    پرتو افکنی
•    جریان الکتریکی بسیار قوی در مجاورت نزدیک آهنربا قرار گیرد
•    حضور سایر آهنرباها در نزدیکی آهنربا
•    آهنرباهای نیودیمیوم در برابر رطوبت بالای محیط با وجود داشتن روکش مقاوم نیست و دچار خوردگی می شود.
ارتعاش و ضربه به آهنرباهای امروزی تاثیر چندانی ندارد، مگر اینکه باعث آسیب فیزیکی قطعه شود.