Maqnitlər əsrlər boyu insan təxəyyülünü ələ keçirən füsunkar obyektlərdir. Qədim yunanlardan tutmuş müasir alimlərə qədər insanlar maqnitlərin işləmə üsulları və onların çoxsaylı tətbiqləri ilə maraqlanıblar. Daimi maqnitlər xarici maqnit sahəsinin mövcudluğunda belə öz maqnit xassələrini saxlayan bir maqnit növüdür. Biz daimi maqnitlərin və maqnit sahələrinin arxasındakı elmi, o cümlədən onların tərkibini, xassələrini və tətbiqlərini araşdıracağıq.
Bölmə 1: Maqnetizm nədir?
Maqnetizm müəyyən materialların maqnit sahəsi ilə digər materialları cəlb etməyə və ya dəf etməyə imkan verən fiziki xüsusiyyətinə aiddir. Bu materialların maqnit və ya maqnit xüsusiyyətlərinə malik olduğu deyilir.
Maqnit materialları ayrı-ayrı atomların maqnit sahələrinin hizalandığı mikroskopik bölgələr olan maqnit sahələrinin olması ilə xarakterizə olunur. Bu domenlər düzgün uyğunlaşdırıldıqda, materialdan kənarda aşkarlana bilən makroskopik bir maqnit sahəsi yaradırlar.
Maqnit materialları iki kateqoriyaya təsnif edilə bilər: ferromaqnit və paramaqnit. Ferromaqnit materialları güclü maqnitlidir və onlara dəmir, nikel və kobalt daxildir. Onlar xarici maqnit sahəsi olmadıqda belə öz maqnit xüsusiyyətlərini saxlaya bilirlər. Paramaqnit materialları isə zəif maqnitdir və alüminium və platin kimi materiallardan ibarətdir. Onlar yalnız xarici maqnit sahəsinə məruz qaldıqda maqnit xüsusiyyətlərini nümayiş etdirirlər.
Maqnetizm gündəlik həyatımızda, o cümlədən elektrik mühərriklərində, generatorlarda və transformatorlarda çoxsaylı praktik tətbiqlərə malikdir. Maqnit materiallar həmçinin sabit disklər kimi məlumat saxlama cihazlarında və maqnit rezonans görüntüləmə (MRT) kimi tibbi görüntüləmə texnologiyalarında istifadə olunur.
Bölmə 2: Maqnit Sahələri
Maqnit sahələri maqnitizmin əsas aspektidir və maqnit qüvvəsinin aşkar oluna biləcəyi bir maqnit və ya cərəyan keçirən telin ətrafındakı ərazini təsvir edir. Bu sahələr görünməzdir, lakin onların təsirini maqnit materiallarının hərəkəti və ya maqnit və elektrik sahələrinin qarşılıqlı təsiri ilə müşahidə etmək olar.
Maqnit sahələri elektrik yüklərinin hərəkəti nəticəsində yaranır, məsələn, naqildəki elektronların axını və ya atomdakı elektronların fırlanması. Maqnit sahəsinin istiqaməti və gücü bu yüklərin istiqaməti və hərəkəti ilə müəyyən edilir. Məsələn, çubuqlu maqnitdə maqnit sahəsi qütblərdə ən güclü, mərkəzdə isə ən zəifdir və sahənin istiqaməti şimal qütbündən cənub qütbünə doğrudur.
Maqnit sahəsinin gücü adətən tesla (T) və ya qauss (G) vahidləri ilə ölçülür və sahənin istiqaməti sağ əl qaydası ilə təsvir edilə bilər ki, bu da sağ əlin baş barmağının cərəyanın istiqaməti, sonra barmaqlar maqnit sahəsi istiqamətində qıvrılacaq.
Maqnit sahələrinin mühərriklərdə və generatorlarda, maqnit rezonans görüntüləmə (MRT) maşınlarında və sabit disklər kimi məlumat saxlama cihazlarında çoxlu praktik tətbiqləri var. Onlar həmçinin hissəcik sürətləndiriciləri və maqnit levitasiya qatarları kimi müxtəlif elmi və mühəndislik tətbiqlərində istifadə olunur.
Maqnit sahələrinin davranışını və xassələrini anlamaq elektromaqnetizm, kvant mexanikası və materialşünaslıq da daxil olmaqla bir çox tədqiqat sahələri üçün vacibdir.
Bölmə 3: Daimi Maqnitlərin Tərkibi
“Daimi maqnit materialı” və ya “daimi maqnit materialı” kimi də tanınan daimi maqnit adətən ferromaqnit və ya ferrimaqnit materialların birləşməsindən ibarətdir. Bu materiallar maqnit sahəsini saxlamaq qabiliyyətinə görə seçilir ki, bu da onlara zamanla ardıcıl maqnit effekti yaratmağa imkan verir.
Daimi maqnitlərdə istifadə edilən ən çox yayılmış ferromaqnit materialları dəmir, nikel və kobaltdır ki, onların maqnit xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün digər elementlərlə ərintilə bilər. Məsələn, neodimium maqnitləri neodimium, dəmir və bordan ibarət nadir torpaq maqnit növüdür, samarium kobalt maqnitləri isə samarium, kobalt, dəmir və misdən ibarətdir.
Daimi maqnitlərin tərkibinə onların istifadə olunacağı temperatur, maqnit sahəsinin istənilən gücü və istiqaməti və nəzərdə tutulan tətbiq kimi amillər də təsir edə bilər. Məsələn, bəzi maqnitlər yüksək temperaturlara, digərləri isə müəyyən istiqamətdə güclü maqnit sahəsi yaratmaq üçün nəzərdə tutula bilər.
Əsas maqnit materiallarına əlavə olaraq, daimi maqnitlərə korroziya və ya zədələnmənin qarşısını almaq üçün örtüklər və ya qoruyucu təbəqələr, həmçinin müxtəlif tətbiqlərdə istifadə üçün xüsusi forma və ölçülər yaratmaq üçün formalaşdırma və emal daxil ola bilər.
Bölmə 4: Daimi Maqnitlərin Növləri
Daimi maqnitlər tərkibinə, maqnit xüsusiyyətlərinə və istehsal prosesinə görə bir neçə növə təsnif edilə bilər. Daimi maqnitlərin bəzi ümumi növləri bunlardır:
1.Neodimium maqnitləri: Bu nadir torpaq maqnitləri neodim, dəmir və bordan ibarətdir və mövcud daimi maqnitlərin ən güclü növüdür. Onlar yüksək maqnit enerjisinə malikdirlər və müxtəlif tətbiqlərdə, o cümlədən mühərriklərdə, generatorlarda və tibbi avadanlıqlarda istifadə oluna bilərlər.
2.Samarium kobalt maqnitləri: Bu nadir torpaq maqnitləri samarium, kobalt, dəmir və misdən ibarətdir və yüksək temperatur sabitliyi və korroziyaya davamlılığı ilə tanınır. Onlar aerokosmik və müdafiə kimi tətbiqlərdə və yüksək performanslı mühərriklərdə və generatorlarda istifadə olunur.
3.Ferrit maqnitlər: Keramika maqnitləri olaraq da bilinən ferrit maqnitlər dəmir oksidi ilə qarışdırılmış keramika materialından ibarətdir. Onlar nadir torpaq maqnitlərindən daha az maqnit enerjisinə malikdirlər, lakin daha əlverişlidir və dinamiklər, mühərriklər və soyuducu maqnitləri kimi tətbiqlərdə geniş istifadə olunur.
4.Alnico maqnitləri: Bu maqnitlər alüminium, nikel və kobaltdan ibarətdir və yüksək maqnit gücü və temperatur sabitliyi ilə tanınır. Onlar tez-tez sensorlar, sayğaclar və elektrik mühərrikləri kimi sənaye tətbiqlərində istifadə olunur.
5.Birləşdirilmiş maqnitlər: Bu maqnitlər maqnit tozunu bağlayıcı ilə qarışdırmaqla hazırlanır və mürəkkəb forma və ölçülərdə istehsal oluna bilər. Onlar tez-tez sensorlar, avtomobil komponentləri və tibbi avadanlıq kimi tətbiqlərdə istifadə olunur.
Daimi maqnit növünün seçimi tələb olunan maqnit gücü, temperatur sabitliyi, qiymət və istehsal məhdudiyyətləri daxil olmaqla, xüsusi tətbiq tələblərindən asılıdır.
Bölmə 5: Maqnitlər necə işləyir?
Maqnitlər digər maqnit materialları və ya elektrik cərəyanları ilə qarşılıqlı əlaqədə olan bir maqnit sahəsi yaratmaqla işləyir. Maqnit sahəsi, maqnit qüvvəsi yaradan mikroskopik şimal və cənub qütbləri olan materialdakı maqnit momentlərinin uyğunlaşması ilə yaradılır.
Daimi bir maqnitdə, məsələn, çubuqlu bir maqnitdə, maqnit momentləri müəyyən bir istiqamətə uyğunlaşdırılır, buna görə də maqnit sahəsi qütblərdə ən güclü və mərkəzdə ən zəifdir. Bir maqnit materialının yaxınlığında yerləşdirildikdə, maqnit sahəsi maqnit momentlərinin oriyentasiyasından asılı olaraq onu cəlb edən və ya dəf edən materiala bir qüvvə tətbiq edir.
Bir elektromaqnitdə maqnit sahəsi bir naqildən keçən elektrik cərəyanı tərəfindən yaradılır. Elektrik cərəyanı cərəyan axınının istiqamətinə perpendikulyar olan bir maqnit sahəsi yaradır və maqnit sahəsinin gücü rulondan keçən cərəyanın miqdarını tənzimləməklə idarə edilə bilər. Elektromaqnitlər mühərriklər, dinamiklər və generatorlar kimi tətbiqlərdə geniş istifadə olunur.
Maqnit sahələri və elektrik cərəyanları arasındakı qarşılıqlı əlaqə generatorlar, transformatorlar və elektrik mühərrikləri də daxil olmaqla bir çox texnoloji tətbiqlər üçün əsasdır. Məsələn, bir generatorda bir maqnitin naqilin yaxınlığında fırlanması naqildə elektrik cərəyanını induksiya edir və bu, elektrik enerjisi yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Elektrik mühərrikində mühərrikin maqnit sahəsi ilə naqil bobinindən keçən cərəyan arasındakı qarşılıqlı təsir mühərrikin fırlanmasını təmin edən bir fırlanma momenti yaradır.
Bu xüsusiyyətə görə, Halbeck kimi iş zamanı xüsusi bir sahədə maqnit sahəsinin gücünü artırmaq üçün splicing üçün xüsusi bir maqnit qütb quruluşu dizayn edə bilərik.
Göndərmə vaxtı: 24 mart 2023-cü il