Zastosowanie magnesów i elektromgnesów
Magnes - ciało lub urządzenie wytwarzające stałe pole magnetyczne. Magnesy dzieli się na:
magnesy trwałe,
magnesy proszkowe,
magnesy tlenkowe,
elektromagnesy
magnesy nadprzewodnikowe .
Magnes neodymowy
Zawansowane technologie wymagają magnesów o dużej wydajności. w ciągu ostatnich 10 lat magnesy neodymowe stały się niezmiernie popularne zwłaszcza w motorach, sensorach, komputerach i komponentach do ich produkcji czy kuchenkach mikrofalowych. Właśnie dzięki wysokiemu poziomowi energii magnesów neodymowych mogło dojść do znacznej "miniaturyzacji" zarówno elektronicznych jak i mechanicznych komponentów, w wyniku, czego korzystamy z dysków o dużych pojemnościach, miniaturowych nagrywarek, mp3 playerów, wag i samochodowych systemów hamulcowych.
Przykłady użyteczności magnesów neodymowych:
Klamry zaciskowe, filtrowanie oleju, wyszukiwanie ukrytych w ścianie niewidocznych kołków, wyszukiwanie gwoździ pod podłogą, terapia magnetyczna, łączenie smoczka z ustami lalki, mocowanie narzędzi, mocowanie plandek i pokrowców w samochodach itp., zamki w szafkach, wykrywacze metalu, mieszadła magnetyczne, budowa prądnic, uzdatnianie wody, mocowanie sakw motocyklowych, przyspieszenie procesu leżakowanie win i nalewek, magnesy trakcyjne w modelach samochodów, sprzęgła magnetyczne w modelach kolejowych,
Elektromagnes - element elektryczny zbudowany z cewki nawiniętej na rdzeniu ferromagnetycznym (wykonanym zazwyczaj z miękkiego żelaza). Pod wpływem przepływającego przez cewkę prądu elektrycznego wytwarzane jest pole magnetyczne. Pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes wzrasta po zwiększeniu liczby zwojów lub natężenia przepływającego prądu przy stałej długości cewki.
Zastosowanie
Silnik elektryczny (najpowszechniejsze wykorzystanie elektromagnesu), budowa słuchawek, dzwonków, styczników, nauka, medycyna, dźwigi elektromagnetyczne, huty (przenoszenie złomu żelaznego), stocznie (transport blach stalowych), hale (utrzymywanie ciężkich części stalowych), cyklotrony, instalacje alarmowe
Silnik elektryczny
Zamiana energii prądu elektrycznego na prace mechaniczną, stało się możliwe dzięki, zaobserwowaniu istnienia siły elektromotorycznej, którą wykorzystano do budowy silnika elektrycznego. Problem, w budowie silnika, polegał na tym aby znaleźć sposób zamiany krótkotrwałego ruchu przewodnika "z prądem" w polu magnetycznym na ciągły ruch obrotowy.
Michael Faraday – jego doświadczenia zapoczątkowały powstanie silnika elektrycznego. Udało mu się skonstruować urządzenie zamieniające elektryczność w ciągły ruch mechaniczny. Jego doświadczenie zwane „obroty elektryczne” polegało na zanurzeniu jednego końca drutu w rtęci wypełniającej naczynie. Pośrodku naczynia umieścił magnes sztabkowy. Podłączając baterię do góry przewodu i rtęci w naczyniu wprawił drut w ruch obrotowy wokół magnesu. Zasada działania silnika elektrycznego jest następująca: wirnik obraca się dzięki temu, że uzwojenia przewodzące prąd umieszczone są w polu magnetycznym. Elektromagnes (stojan) wytwarza pole magnetyczne. Prąd podawany jest na uzwojenia wirnika. Pola magnetyczne uzwojenia i stojana oddziałują na siebie, powodując nieznaczny obrót wirnika. Prąd podawany jest wówczas na następne uzwojenie; cały proces przebiega bardzo szybko i silnik obraca się. Pierwszy pracujący silnik elektryczny powstał w USA w Stanach Zjednoczonych. Jego twórcą był Thomas Davenport, w swoich konstrukcjach użył on do napędu wiertarki i tokarki do drewna. Silnik był wyposażony w elektromagnes i osiągał prędkość 450 obrotów na minutę. Dwa lata później Davenport zbudował większy silnik, napędzający rotacyjną prasę drukarską, na której zaczął druk pierwszego w USA czasopisma poświęconego elektryczności. Pierwszy miniaturowy silnik zbudował Thomas Alva Edison w 1880 roku, aby napędzać elektryczne pióro do sporządzania kropkowanych matryc powielaczowych. Motor miał wymiary 2,5 cm na 4 cm i osiągał około 4 tysięcy obr/min., napędzając drgającą igłę w obsadce, która robiła w matrycy otworki układające się w kontury liter. Całość napędzała dwuogniskowa bateria. Elektryczne pióro Edisona (zbudowano ich około 60 tysięcy sztuk), skutecznie powielało dokumenty, aż zostało wyeliminowane przez wynalazek maszyny do pisania.
Kompas magnetyczny
Przyrząd nawigacyjny służący do wyznaczania bieżącego kierunku południka magnetycznego. W kompasie wykorzystano zjawisko ustawiania się magnesu wzdłuż linii pola magnetycznego. Kompas składa się z wąskiego, długiego i lekkiego magnesu (tzw. igły magnetycznej) ułożyskowanego na pionowej osi oraz tarczy z podziałką kątową (tzw. róży kompasowej).Kompasy magnetyczne nie działają w pobliżu: magnesów i ferromagnetyków przewodów przewodzących prąd o dużym natężeniu, ciał silnie naelektryzowanych (igła ulega polaryzacji elektrycznej) gdyż obiekty te zakłócają naturalne pole magnetyczne ziemi a w rezultacie zniekształcają wskazania kompasu.
Mocowanie przyrządów Np. noży
Szeroka gama kształtów i rozmiarów magnesów neodymowych NdFeB gwarantuje dopasowanie odpowiedniego rozmiaru magnesu do każdego narzędzia (np. noża), niezależnie od jego wielkości. Dzięki temu jest możliwość wykonania według własnego pomysłu mocowań ze stali (w tym z nierdzewnej), dostosowanych do indywidualnych potrzeb lub po prostu przyczepić gdzieś magnes a na nim zawiesić narzędzie lub nóż.
Mieszadła magnetyczne
W badaniach naukowych i w analizie laboratoryjnej często wykorzystuje się mieszadła magnetyczne aby uniknąć konieczności zanurzania w mieszanym roztworze mieszadła wraz z drążkiem prowadzącym i tym samym ograniczyć niebezpieczeństwo skarżenia roztworu. Do roztworu trafia tylko jeden magnes a drugi poruszany jest na zewnątrz pojemnika wywołując ruch magnesu wewnątrz.