Соронзыг ихэвчлэн мотор, динамо, хөргөгч, кредит болон дебит карт, цахилгаан гитар пикап, стерео чанга яригч, компьютерийн хатуу диск зэрэг төрөл бүрийн электрон төхөөрөмжүүдэд ашигладаг. Соронзон нь байнгын байж болох ба байгалийн соронзон материалаас (төмөр эсвэл хайлш) бүрдэх эсвэл цахилгаан соронзон байж болно. Цахилгаан соронзонд соронзон орон нь дамжуулалтаар үүсдэг цахилгаан оронтөмөр голыг тойруулан ороосон утсаар . Хүч чадалд нөлөөлдөг хэд хэдэн хүчин зүйл байдаг соронзон орон, мөн энэ хүчийг хэд хэдэн аргаар өөрчилж болно. Эдгээр хүчин зүйлс, аргуудыг энэ нийтлэлд тайлбарласан болно.

Алхам

Соронзон орны хүч чадалд нөлөөлөх хүчин зүйлсийг тодорхойлох

Соронзны шинж чанарыг харцгаая.Соронзны шинж чанарыг дараах параметрүүдээр тодорхойлно.

Байнгын соронзыг ямар материалаар хийсэн болохыг анхаарч үзээрэй.Байнгын соронзыг ихэвчлэн дараахь материалаар хийдэг.

• Неодим, төмөр, борын хайлш. Энэ материал нь хамгийн их соронзон индукц (12,800 гаусс), албадлагын соронзон орны хүч (12,300 эрст), соронзон урсгалын хамгийн их нягт (40) юм. Энэ нь хамгийн бага ажиллах температур ба Кюри температуртай (цельсийн 150 ба 310 градус) температурын коэффициент -0.12 байна.
• Самарийн кобальттай хайлш нь 9200 эстэд байдаг соронзон орны албадлагын хувьд хоёрдугаарт ордог. Энэ нь 10500 гаусс соронзон индукц үүсгэдэг ба соронзон урсгалын хамгийн их нягт нь 26. Ашиглалтын хамгийн их температур нь неодим-төмөр-борын хайлшаас хамаагүй өндөр бөгөөд Цельсийн 300 хэм, Кюригийн температур 750 хэм юм. Энэ бүтээгдэхүүний температурын коэффициент нь 0.04 байна.
• Alnico бол хөнгөн цагаан, никель, кобальтын хайлш юм. Түүний соронзон орны индукц (12,500 гаус) нь неодим-төмөр-борын хайлштай ойролцоо боловч соронзон орны индукц нь хамаагүй бага (640 эрст), тиймээс соронзон урсгалын хамгийн их нягтрал (5.5) бага байдаг. Самари-кобальтын хайлштай харьцуулахад энэ материал нь хамгийн их ажиллах температур (540 хэм), Кюри температур (860 хэм) өндөр байдаг. Түүний температурын коэффициент нь 0.02 байна.
• Керамик ба феррит соронз нь соронзон орны индукцийн утга ба соронзон урсгалын хамгийн их нягтралаас хамаагүй бага бөгөөд тэдгээр нь 3900 гаусс ба 3.5 байна. Гэсэн хэдий ч тэдний соронзон орны шахалт нь Alnico-оос хамаагүй өндөр бөгөөд 3200 oersted юм. Тэдний ажлын хамгийн их температур нь самари-кобальтын хайлштай төстэй байдаг бол Кюригийн температур хамаагүй бага (460 градус). Эдгээр материалын температурын коэффициент нь -0.2, өөрөөр хэлбэл температур нэмэгдэх тусам тэдгээрийн соронзон орны хүч бусад материалынхаас хамаагүй хурдан буурдаг.

1. Цахилгаан соронзон ороомгийн эргэлтийн тоог тоол.Ороомгийн уртын нэгжид илүү олон эргэлт байх тусам соронзон орны хүч өндөр болно. Стандарт цахилгаан соронзон нь дээр дурдсан материалуудын аль нэгээр хийгдсэн нэлээд том цөмөөр тоноглогдсон бөгөөд түүний эргэн тойронд том эргэлтүүд байрладаг. Гэсэн хэдий ч энгийн цахилгаан соронзонг өөрөө хийхэд хялбар байдаг: зүгээр л хадаас аваад, утсаар боож, төгсгөлийг нь 1.5 вольтын зайтай холбоно.

   Цахилгаан соронзон ороомогоор урсах гүйдлийг шалгана уу.Үүнийг хийхийн тулд мультиметр ашиглана уу. Гүйдэл их байх тусам түүний үүсгэсэн соронзон орон улам хүчтэй болно.

   • Соронзон орны хүчийг хэмжих өөр нэг нэгж метрийн системампер-эргэлтийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ утга нь гүйдэл ба/эсвэл эргэлтийн тоо нэмэгдэх тусам соронзон орны хүч хэр их нэмэгдэхийг тодорхойлдог.

   Цаасан клип ашиглан соронзон орныг үнэл

   1. Баар хэлбэрээр байнгын соронзны эзэмшигч хийнэ.Үүнийг хийхийн тулд та хувцасны зүү, цаас эсвэл хуванцар аяга ашиглаж болно. Энэ арга нь бага сургуулийн хүүхдүүдэд соронзон орны үйлдлийг харуулахад тохиромжтой.

      • Соронзон хальс ашиглан хувцасны хавчаарын урт үзүүрийг шилний ёроолд холбоно.
      • Хувцасны хавчаартай шилийг доош нь доош нь доош нь ширээн дээр тавь.

   2. Дэгээ үүсгэхийн тулд хавчаарыг нугалав.Үүнийг хийхийн тулд цаасны хавчаарын гадна талын ирмэгийг зүгээр л нугалж болно. Энэ дэгээ нь бусад цаасан хавчаарыг өлгөх газар юм.

      Соронзон орны хүчийг хэмжихийн тулд бусад цаасан хавчааруудыг нэмнэ.Соронзны нэг туйлд зүүгээр хийсэн цаасны хавчаарыг хавсаргана. Энэ тохиолдолд зүүгээр хийсэн хэсэг нь чөлөөтэй унжсан байх ёстой. Дэгээнээс бусад цаасны хавчаарыг өлгө. Цаасны хавчааруудын жин нь дэгээг соронзноос холдуулж, бүх цаасны хавчаарууд ширээн дээр унах хүртэл цаасны хавчаарыг үргэлжлүүлэн нэмнэ.

      Соронзноос дэгээ гарч ирдэг цаасны хавчааруудын тоог анхаарч үзээрэй.Хангалттай цаасны хавчаар нэмж, дээд талын хавчаар нь соронзноос салсны дараа ийм зүйл тохиолдсон цаасны хавчааруудын тоог сайтар тоолж, бич.

      Соронзон доод туйлд тусгаарлагч тууз наана.Гурван жижиг туузан туузыг соронзон шон дээр холбож, дэгээтэй цаасны хавчаарыг дахин өлгө.

      Соронзноос дахин гарах хүртэл дэгээнд цаасны хавчаар нэмнэ.Өмнөх процедурыг давтаж, цаасны хавчаарыг дэгээнээс өлгөж, эцэст нь тэд соронзноос дахин гарч, ширээн дээр унах болно.

      Энэ удаад хэдэн цаасны хавчаар хэрэгтэй байсныг бич.Цаасан хавчааруудын тооноос гадна соронзон шон дээр байрлуулсан цахилгаан соронзон хальсны тоог бич.

      Өмнөх алхамыг бүх зүйлээр хэд хэдэн удаа давтана Отусгаарлагч соронзон хальсны илүү олон тууз.Тэр болгонд цаасны хавчаарууд соронзоос хэдэн удаа салж, цахилгаан соронзон хальсны тоог тэмдэглэ. Туузны тоо нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрийг соронзоос татахад цөөн тооны цаасны хавчаар шаардагдана.

   Соронзон талбайг гауссметрээр хэмжинэ

   1. Суурь буюу анхны хүчдэлийг тодорхойлно.Үүнийг соронзон хэмжигч эсвэл EMF (цахилгаан хөдөлгөгч хүч) илрүүлэгч гэж нэрлэдэг гауссметр ашиглан хийж болно. Энэ нь соронзон орны хүч болон чиглэлийг хэмжих боломжийг олгодог гар төхөөрөмж юм. Гауссметрийг цахилгаан барааны дэлгүүрээс худалдаж авч болох бөгөөд хэрэглэхэд хялбар. Энэ арга нь ахлах ангийн сурагчид болон сурагчдад соронзон орны үйлдлийг үзүүлэхэд тохиромжтой. Эхлэхийн тулд дараах зүйлийг хийнэ үү.

      • Хамгийн их хүчдэлийг 10 вольт, DC (шууд гүйдэл) болгон тохируулна.
      • Соронзноос хол байх үед багажийн дэлгэц дээрх заалтыг анхаарч үзээрэй. Энэ нь үндсэн буюу анхны хүчдэл V0 байх болно.

Неодим соронз- Эдгээр нь Nd2Fe14B (неодим-төмөр-бор) химийн томъёотой газрын ховор материал дээр суурилсан хайлшаар хийгдсэн байнгын ховор соронз юм. NdFeB хайлшаар хийсэн соронз нь өнөө үед үйлдвэрлэсэн бүх байнгын соронзуудаас хамгийн өндөр соронзон үзүүлэлттэй байдаг.

Одоогоор хамгийн олон нь ирээдүйтэй чиглэлбайнгын соронз үйлдвэрлэх, борлуулах, неодим соронз үйлдвэрлэх явдал юм. Мөн энэ алдартай нь дараах байдалтай холбоотой юм.

1) Nd2Fe14B соронз нь Br, Hsv, Hcm, VN хамгийн өндөр соронзон параметртэй байдаг.

2) NdFeB соронз нь SmCo хайлшаар хийсэн соронзноос үнийн хувьд давуу талтай, учир нь NdFeB хайлш дахь үнэтэй кобальт байхгүй.

3) NdFeB хайлш дахь Nd (неодим) -ийг бусад газрын ховор металлаар хэсэгчлэн сольж болно, жишээлбэл, (Dy) Dysprosium - химийн элемент, лантанид.

4) Температурын мужид соронзон шинж чанараа алдалгүйгээр ажиллах чадвар - 60 ... + 240 хэм, Кюри цэг нь +310 градус.

5) Энэ хайлшаас бараг ямар ч хэлбэр, хэмжээтэй (цилиндр, диск, цагираг, бөмбөлөг, саваа, шоо гэх мэт) соронз үйлдвэрлэх чадвар.

Сул талууд нь соронзыг зэс, цайр, никель, хром, никель-зэс-эпокси давирхай, никель-зэс-никель гэх мэт хамгаалалтын давхаргаар бүрэх замаар амархан арилгаж болох эмзэг байдал, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал орно.

Үйлдвэрлэлийн технологи, неодим соронз үйлдвэрлэх

1). Хайлж буй соронзон материал. Соронзон материалын анхны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг вакуум индукцийн зууханд хайлуулдаг. Энэ мөчид материалын соронзон шинж чанарыг тогтоосон.

2). Бутлах, нунтаглах. Соронзон материалын тоосонцорыг буталж нунтаглана.

3). Соронзон талбарт дарах. Үүссэн нунтагаас хоосон зайг соронзон орон дээр дарах аргыг ашиглан хийдэг. Энэ үе шатанд соронзон орны чиглэлийг тохируулж, домайнуудыг тэгшлэв.

4). Соронзыг шингэлэх. Соронзон хоосон зайг 1000 ° C - 1100 ° C температурт шингэлж, инертийн орчинд дулааны боловсруулалт хийдэг.

5). Нунтаглах. Бүтээгдэхүүнийг механик нунтагладаг.

6). Импульсийн соронзон орны тохируулга дахь соронзлол. Үүссэн неодим соронзыг ~ 3 - 4 Тесла соронзон орны индукц бүхий соронзлох төхөөрөмжид байрлуулна.

7). Зэврэлтээс хамгаалахын тулд зэврэлтэнд тэсвэртэй бүрээсийг хэрэглэх.

Neodymium соронз Nd2Fe14B шинж чанар:

Соронзон индукц B.Энэ нь соронзон орны хүчний шинж чанар болох вектор хэмжигдэхүүн "Соронзон хүч" Хэмжих нэгж - Тесла (SI системд) эсвэл Гаусс (SGSE системд), 1 Тесла = 10,000 Гаусс.

Үлдэгдэл соронзон индукц Br.Энэ нь гадны соронзон орны хүч чадлын дор соронзон материалд үзүүлэх соронзлол юм. тэгтэй тэнцүү. Хэмжилтийн нэгжүүд - Тесла (SI системд) эсвэл Гаусс (SGSE системд). Соронзон ямар хүчтэй соронзон орон (урсгалын нягт) үүсгэж болохыг тодорхойлдог.

Албадан соронзон хүч Hc.Энэ утга нь соронзыг соронзгүйжүүлэх эсэргүүцлийг тодорхойлдог. Энэ нь ханасан соронзлогдсон неодим соронзыг бүрэн соронзгүй болгоход шаардагдах гадаад соронзон орны хэмжээ юм. Албадлагын хүч их байх тусам соронзон материал нь үлдэгдэл соронзлолыг "илүү хүчтэй" байлгадаг. Хэмжилтийн нэгжүүд - Ампер/метр (SI системд) эсвэл Oersted (SGSE системд)

Соронзон энерги (BH) хамгийн их.Нийт эрчим хүчний нягтрал, эрчим хүчний хамгийн их бүтээгдэхүүн. Нэгж нь MGaussOersted (CGSE системд) Неодим соронз хэр хүчтэй болохыг тодорхойлно. Энэ утга их байх тусам соронз илүү хүчтэй болно.

Br-ийн үлдэгдэл соронзон индукцийн температурын коэффициент Tc.Хэмжилтийн нэгж нь Цельсийн градусын хувь юм. Температураас хамаарч соронзон индукц хэр их өөрчлөгдөхийг тодорхойлдог. -0.20 утга нь температур Цельсийн 100 градусаар нэмэгдэхэд соронзон индукц 20% буурна гэсэн үг юм.

Ашиглалтын хамгийн их температур Tmax.Хүчтэй соронз нь зарим соронзон шинж чанараа түр алдах температурын хязгаарыг тодорхойлдог. Температур буурах үед neodymium соронз нь бүх соронзон шинж чанарыг бүрэн сэргээдэг. Хэмжилтийн нэгж нь Цельсийн градус юм.

Кюри температур Tcur.Неодим соронзыг бүрэн соронзгүй болгох температурын хязгаарыг тодорхойлдог. Температур буурах үед соронз нь соронзон шинж чанараа сэргээдэггүй. Хэрэв Tmax-аас Tcur хүртэлх хязгаарт халаавал температур буурах үед соронзон шинж чанар нь хэсэгчлэн сэргээгддэг. Хэмжилтийн нэгж нь Цельсийн градус юм.

Нэг соронз нөгөөгөөсөө хичнээн хүчтэй болохыг ойлгохын тулд нэг соронзны үлдэгдэл соронзон индукцийн утгыг нөгөө соронзны үлдэгдэл соронзон индукцийн утгад хуваах шаардлагатай.

Жишээ нь: B=1220 мТ-тай неодим соронз N38, B=1400 мТ-тай соронз N50, бид тэдгээрийн соронзон индукцийг хувааж, 1400/1220 = 1.14, өөрөөр хэлбэл. N50 соронз нь N38 соронзоос 14% илүү "хүчирхэг" бөгөөд хэрэв соронзны шугаман хэмжээсүүд ижил байвал.

Соронзон 30, 33, 35, 38, 40, 42 гэх мэт ангиллыг харуулсан тоонууд нь соронзны хүчийг (анги өндөр байх тусам неодим соронз илүү хүчтэй) хариуцдаг Соронзон энергийг илэрхийлнэ. “татах хүч”, t .e. соронзыг соронзжсон гадаргуугаас нь өргөхийн тулд түүнд үзүүлэх хүч.

Манай дэлгүүр өрсөлдөхүйц үнэ, таатай нөхцлийг санал болгож байна.

Соронзны хүчийг голчлон түүний масс дээр үндэслэн тооцдог. Энэ нь илүү илүү масссоронз, түүний хүч их байх тусам татах хүч гэж нэрлэгддэг.

Татаж авах хүчийг килограмм-хүчний нэгжээр хэмждэг болохыг анхаарна уу. Татах хүчийг зүгээр л килограммаар хэмждэггүй.

Тангенциал хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг

Татаж авах хүч нь соронзыг ган гадаргууг, жишээлбэл, ган хуудаснаас таслахын тулд соронзыг хэрэглэх ёстой хүчин чармайлт (хүч) гэдгийг ойлгох нь зүйтэй. Энэ тохиолдолд энэ хүчийг соронзтой перпендикуляр хийх ёстой. Хэрэв бид гадаргуу руу өнцгөөр хүч хэрэглэх замаар гадаргуугаас соронзыг таслахыг оролдвол бидэнд бага хүч шаардагдах болно, учир нь энэ тохиолдолд хүчийг шүргэгч бүрэлдэхүүнээр тооцох бөгөөд энэ нь эргээд тооцоологддог. хэрэглэх хүчний өнцгийн косинусууд.

Физик шинж чанар эсвэл соронзны ангилал

Хоёрдугаарт, татах хүчүндэслэн тооцсон Физик шинж чанарсоронз. Жишээлбэл, N45 ангиллын соронзыг гадаргуугаас арилгах нь ижил хэмжээтэй N35 ангиллын соронзоос илүү хэцүү байдаг. Энэ нь соронзны соронзон энергитэй холбоотой: энэ нь (эрчим хүч) өндөр байх тусам соронзыг гадаргуугаас урах нь илүү хэцүү байдаг.
30*10 мм хэмжээтэй соронз ашиглах жишээг авч үзье. Ийм N35 ангиллын соронзыг ган хуудаснаас салгах хүч нь 17.87 кг / с (эсвэл зүгээр л нэг килограмм) юм. Ган хуудаснаас ижил соронзыг салгах хүч нь N45 ангитай, 22.92 кг / с байна. Энэ нь ялгаа нь 28% байна!

Соронз байрлуулсан систем

Гуравдугаарт, соронзыг салгах хүчийг авч үзье, хоёр ган хуудасны хооронд байрлуулсан (схемийн дагуу хуудас-соронзон хуудас). Энэ тохиолдолд бид хуудасны нэгийг соронзноос таслах болно (хоёр дахь хуудас нь найдвартай бэхлэгдсэн).
Үүнтэй ижил жишээ болох 30*10 мм-ийн соронзыг авч үзье. N35 ангиллын соронзны хуудсыг урахын тулд бидэнд 30.55 кг/с хүч хэрэгтэй!!! N45 ангиллын хувьд энэ үзүүлэлт дээд амжилт болох 39.28 кг/с болно!!! Бид дүгнэж байна: татах хүчийг соронзыг байрлуулсан шинж чанарын систем дээр үндэслэн тооцоолно.

Холбоо барих газар

Дөрөвдүгээрт, татах хүчийг тооцоолносоронзны гадаргуу ба ган хуудасны гадаргуу хоорондын контактын талбайд үндэслэнэ.
Ингээд авч үзье тод жишээ: хоёр соронз, эхнийх нь 25*20 мм, хоёр дахь нь 30*10 мм, хоёулаа ижил анги N35 байна. 25*20 мм-ийн соронзны масс 76.09 грамм, 30*10 мм-ийн соронзны масс 54.79 грамм, өөрөөр хэлбэл зөвхөн соронзны масс дээр тулгуурлан татах хүчийг тооцвол 25* байна. 20 мм-ийн соронз нь 30*10 мм-ийн соронзоос ойролцоогоор 38% -иар илүү хүчтэй байх ёстой. Гэсэн хэдий ч, хэрэв бид соронзны ган хуудастай холбоо барих хэсгийг (25 мм-ээс 30 мм) харгалзан үзвэл сугалах хүч нь дараах үзүүлэлтүүдийг өгнө: 25 * 20 мм-ийн соронзны хувьд - 20.65 кг. /с, 30*10 мм-ийн соронзны хувьд - 17.87 кг/с. Өөрөөр хэлбэл, 25*20 мм-ийн соронз нь 30*10 мм-ийн соронзоос ердөө 16%-иар хүчтэй! Тиймээс соронзны массын зөрүүг контактын талбайгаар нөхсөн. Бид дүгнэж байна: ган хуудастай соронзны холбоо барих хэсэг нь соронзон масс эсвэл ангиас хамаагүй чухал юм.

Доод шугам: татах хүч нь нарийн төвөгтэй систем юм.

Дүгнэж хэлье. Соронзыг татах хүч нь маш нарийн төвөгтэй, зарим талаараа нарийн систем бөгөөд олон тооны хүчнээс тогтдог бөгөөд жижиг нарийн ширийн зүйлээс хамаардаг. Төрөл бүрийн хэрэглээнд 100% үнэн байх бүх нийтийн хариултыг өгөх нь маш хэцүү байдаг. Тиймээс, татах хүчийг тооцоолохын тулд менежерүүдийнхээ тусламжийг ашиглахыг санал болгож байна. Танаас - соронз байрлуулсан системийн дэлгэрэнгүй мэдээлэл, биднээс - үнэн зөв тооцоо.

Хэрэв танд онолын тооцоо хангалттай байвал карт бүр нь соронз юммасс болон татах хүчний талаарх мэдээлэлтэй. Худалдан авалтаа сайхан өнгөрүүлээрэй!

Байнгын болон цахилгаан соронзон гэсэн хоёр үндсэн төрөл байдаг. Та байнгын соронз гэж юу болохыг түүний үндсэн шинж чанарт үндэслэн тодорхойлж болно. Байнгын соронз нь түүний соронз нь үргэлж "асаалттай" байдаг тул энэ нэрийг авсан. Энэ нь төмрийн голд ороосон утсаар хийгдсэн, соронзон орон үүсгэхийн тулд гүйдэл шаарддаг цахилгаан соронзонгоос ялгаатай нь өөрийн соронзон орон үүсгэдэг.

Соронзон шинж чанарыг судлах түүх

Олон зуун жилийн өмнө хүмүүс зарим төрлийг олж мэдсэн чулуулаганхны шинж чанаруудтай: тэд төмрийн зүйлд татагддаг. Магнетитийн тухай дурдсан нь эртний түүхийн түүхүүдэд байдаг: Европт хоёр мянга гаруй жилийн өмнө, Зүүн Азид хамаагүй эрт. Эхлээд үүнийг сониуч зүйл гэж үздэг байв.

Хожим нь магнетитийг навигацид ашигласан бөгөөд энэ нь эргэлт хийх эрх чөлөөг өгөх үед тодорхой байр суурь эзэлдэг болохыг олж мэдсэн. Шинжлэх ухааны судалгаа 13-р зуунд П.Перегринийн хийсэн судалгаагаар ган нь магнетитээр үрсэний дараа эдгээр шинж чанарыг олж авах боломжтой болохыг харуулсан.

Соронзонжсон биетүүд дэлхийн соронзон оронтой харьцуулахад "хойд" ба "өмнөд" гэсэн хоёр туйлтай байв. Перегрин олж мэдсэнээр нэг туйлыг тусгаарлах нь магнетитын хэлтэрхийг хоёр хэсэгт хуваах боломжгүй байсан - тус тусдаа хэсэг бүр өөрийн гэсэн хос туйлтай байжээ.

Өнөөгийн үзэл баримтлалын дагуу байнгын соронзны соронзон орон нь нэг чиглэлд электронуудын чиг баримжаа юм. Зөвхөн зарим төрлийн материалууд соронзон оронтой харилцан үйлчилдэг бөгөөд тэдгээрийн багахан хэсэг нь тогтмол соронзон орныг хадгалах чадвартай байдаг.

Байнгын соронзны шинж чанарууд

Байнгын соронзны үндсэн шинж чанарууд ба тэдгээрийн үүсгэсэн талбарууд нь:

• хоёр туйл байгаа эсэх;
• эсрэг туйл татах, туйл шиг түлхэх (эерэг, сөрөг цэнэг гэх мэт);
• соронзон хүч нь орон зайд үл мэдэгдэх тархаж, объектууд (цаас, мод) дамжин өнгөрдөг;
• Туйлуудын ойролцоо MF эрчмийн өсөлт ажиглагдаж байна.

Байнгын соронз нь гадны тусламжгүйгээр МП-г дэмждэг. Соронзон шинж чанараас хамааран материалыг үндсэн төрөлд хуваадаг.

• ферромагнетууд - амархан соронзлогддог;
• парамагнит материалууд - маш их бэрхшээлтэй соронзлогддог;
• Diamagnets - эсрэг чиглэлд соронзлох замаар гадны соронзон орныг тусгах хандлагатай байдаг.

Чухал!Ган гэх мэт зөөлөн соронзон материалууд нь соронзонд наалдсан үед соронзлолыг дамжуулдаг боловч үүнийг арилгах үед зогсдог. Байнгын соронзыг хатуу соронзон материалаар хийдэг.

Байнгын соронз хэрхэн ажилладаг вэ?

Түүний ажил атомын бүтцийн тухай өгүүлдэг. Бүх ферромагнетууд атомын цөмийг тойрсон электронуудын ачаар байгалийн сул боловч соронзон орон үүсгэдэг. Эдгээр атомын бүлгүүдийг нэг чиглэлд чиглүүлэх чадвартай бөгөөд соронзон домэйн гэж нэрлэдэг. Домэйн бүр хойд ба өмнөд гэсэн хоёр туйлтай. Ферросоронзон материал соронзлогдоогүй үед түүний мужууд санамсаргүй чиглэлд чиглэгдэж, соронзон орон нь бие биенээ үгүйсгэдэг.

Байнгын соронз үүсгэхийн тулд ферромагнетыг маш өндөр температурт халааж, гадны хүчтэй соронзон орны нөлөөнд оруулдаг. Энэ нь материалын доторх бие даасан соронзон домэйнууд нь соронзон ханасан цэгт хүрэх хүртэл бүх домэйнууд хоорондоо нийцэх хүртэл гадаад соронзон орны чиглэлд чиглүүлж эхэлдэг. Дараа нь материалыг хөргөж, зэрэгцүүлсэн домайнуудыг байрлалд нь түгждэг. Гадны MF-ийг арилгасны дараа хатуу соронзон материалууд ихэнх домэйнүүдийг хадгалж, байнгын соронз үүсгэдэг.

Байнгын соронзны шинж чанар

1. Соронзон хүч нь соронзон индукцийн үлдэгдэлээр тодорхойлогддог. Томилогдсон Бр. Гадны УИХ-ын гишүүн алга болсны дараа ийм л хүч үлддэг. Туршилтаар хэмжсэн (T) эсвэл гаусс (G);
2. Хүчдэл буюу соронзгүйжүүлэх эсэргүүцэл - Ns. А/м-ээр хэмжсэн. Материалыг соронзгүй болгохын тулд гадаад MF эрч хүч ямар байх ёстойг харуулсан;
3. Хамгийн их энерги - BHmax. Үлдэгдэл соронзон хүч Br ба албадан Hc-ийг үржүүлэх замаар тооцоолно. MGSE (megaussersted) -ээр хэмжсэн;
4. Үлдэгдэл соронзон хүчний температурын коэффициент – Ts of Br. Температурын утгаас Br-ийн хамаарлыг тодорхойлдог;
5. Tmax - хамгийн өндөр температурын утга, үүнд хүрэхэд байнгын соронз нь урвуу сэргээгдэх боломжтой шинж чанараа алддаг;
6. Tcur нь соронзон материал шинж чанараа эргэлт буцалтгүй алддаг хамгийн өндөр температурын утга юм. Энэ үзүүлэлтийг Кюри температур гэж нэрлэдэг.

Бие даасан соронзны шинж чанар нь температураас хамаарч өөрчлөгддөг. At өөр өөр утгатайтемператур янз бүрийн төрөлСоронзон материалууд өөр өөрөөр ажилладаг.

Чухал!Бүх байнгын соронз нь температур нэмэгдэхийн хэрээр соронзлолын тодорхой хувийг алддаг өөр өөр хурдтайтэдгээрийн төрлөөс хамаарна.

Байнгын соронзны төрлүүд

Таван төрлийн байнгын соронз байдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүрийг өөр өөр шинж чанартай материал ашиглан өөр өөрөөр үйлдвэрлэдэг.

• алнико;
• феррит;
• кобальт, самари дээр суурилсан ховор элементийн SmCo;
• неодим;
• полимер.

Алнико

Эдгээр нь үндсэндээ хөнгөн цагаан, никель, кобальтын хослолоос бүрдэх байнгын соронз бөгөөд зэс, төмөр, титан зэрэг орно. Alnico соронзны шинж чанараас шалтгаалан тэдгээр нь хамгийн өндөр температурт соронзлолоо хадгалахын зэрэгцээ ажиллах боломжтой боловч феррит эсвэл ховор шороон SmCo-ээс илүү амархан соронз алддаг. Эдгээр нь соронзлогдсон металл, үнэтэй цахилгаан соронзонг орлуулж, олноор үйлдвэрлэсэн анхны байнгын соронзнууд байв.

Хэрэглээ:

• цахилгаан мотор;
• дулааны эмчилгээ;
• холхивч;
• сансрын тээврийн хэрэгсэл;
• цэргийн хэрэгсэл;
• өндөр температурт ачих, буулгах төхөөрөмж;
• микрофонууд.

Ферритүүд

Керамик гэгддэг феррит соронзыг хийхийн тулд стронцийн карбонат ба төмрийн ислийг 10/90 харьцаатай ашигладаг. Энэ хоёр материал нь элбэг бөгөөд эдийн засгийн хувьд боломжтой.

Үйлдвэрлэлийн өртөг багатай, халуунд тэсвэртэй (250 ° C хүртэл), зэврэлтэнд тэсвэртэй тул феррит соронз нь өдөр тутмын хэрэглээнд хамгийн алдартай соронзуудын нэг юм. Тэд альникотой харьцуулахад илүү их дотоод албадмал байдаг боловч неодимтэй харьцуулахад бага соронзон хүч чадалтай байдаг.

Хэрэглээ:

• дууны чанга яригч;
• аюулгүй байдлын систем;
• технологийн шугамаас төмрийн бохирдлыг арилгах зориулалттай том хавтан соронз;
• цахилгаан мотор ба генератор;
• эмнэлгийн хэрэгсэл;
• өргөх соронз;
• далайн хайлтын соронз;
• эргэдэг гүйдлийн ажиллагаан дээр суурилсан төхөөрөмж;
• унтраалга ба реле;
• тоормос

Газрын ховор SmCo соронз

Кобальт ба самарийн соронз нь өргөн температурын мужид ажилладаг, өндөр температурын коэффициент, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Энэ төрөл нь үнэмлэхүй тэгээс доош температурт ч гэсэн соронзон шинж чанарыг хадгалж, криоген хэрэглээнд ашиглахад түгээмэл болгодог.

Хэрэглээ:

• турбо технологи;
• насосны холболт;
• нойтон орчин;
• өндөр температурт төхөөрөмж;
• бяцхан цахилгаан уралдааны машин;
• хүнд нөхцөлд ажиллах радио электрон төхөөрөмж.

Неодим соронз

Неодим, төмөр, борын хайлшаас бүрдэх хамгийн хүчтэй соронз. Тэдний асар их хүч чадлын ачаар бяцхан соронз хүртэл үр дүнтэй байдаг. Энэ нь ашиглалтын олон талт байдлыг хангадаг. Хүн бүр неодим соронзны нэгний дэргэд байнга байдаг. Жишээлбэл, тэд ухаалаг гар утсанд байдаг. Цахилгаан мотор, эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, радио электроникийн үйлдвэрлэл нь хэт хүчтэй неодим соронз дээр тулгуурладаг. Хэт бат бөх, асар их соронзон хүч, соронзгүйжүүлэх эсэргүүцэлтэй тул 1 мм хүртэл дээж авах боломжтой.

Хэрэглээ:

• хатуу дискүүд;
• дуу чимээ гаргах төхөөрөмж - микрофон, акустик мэдрэгч, чихэвч, чанга яригч;
• протез;
• соронзон холболттой насос;
• хаалганы хаалт;
• хөдөлгүүр ба генератор;
• үнэт эдлэлийн цоож;
• MRI сканнер;
• соронзон эмчилгээ;
• Машин дахь ABS мэдрэгч;
• өргөх төхөөрөмж;
• соронзон тусгаарлагч;
• зэгс унтраалга гэх мэт.

Уян соронз нь полимер холбогч дотор соронзон хэсгүүдийг агуулдаг. Хатуу аналогийг суурилуулах боломжгүй өвөрмөц төхөөрөмжүүдэд ашигладаг.

Хэрэглээ:

• дэлгэцийн сурталчилгаа - үзэсгэлэн, арга хэмжээнд хурдан засах, хурдан арилгах;
• тээврийн хэрэгслийн тэмдэг, боловсролын сургуулийн самбар, компанийн лого;
• тоглоом, таавар, тоглоом;
• будах зориулалттай гадаргууг далдлах;
• хуанли, соронзон хавчуурга;
• цонх, хаалганы битүүмжлэл.

Ихэнх байнгын соронз нь хэврэг байдаг тул үүнийг ашиглаж болохгүй бүтцийн элементүүд. Тэдгээр нь стандарт хэлбэрээр хийгдсэн: цагираг, саваа, диск, хувь хүн: трапец, нум гэх мэт Неодим соронз нь төмрийн өндөр агууламжтай тул зэврэлтэнд өртөмтгий байдаг тул никель, зэвэрдэггүй ган, тефлон, титанаар бүрсэн байдаг. , резин болон бусад материал.

Видео

Үрэлтээр цахилгаанжуулсан хувын хэсгүүдийн хамт байнгын соронз нь эртний хүмүүсийн хувьд цахилгаан соронзон үзэгдлийн анхны материаллаг нотолгоо байсан (түүхийн эхэн үед аянга цахилгаан нь материаллаг бус хүчний илрэлийн хүрээтэй холбоотой байсан нь гарцаагүй). Ферромагнетизмын мөн чанарыг тайлбарлах нь эрдэмтдийн сониуч сэтгэлгээг үргэлж эзэлсээр ирсэн боловч одоо ч гэсэн байгалийн болон зохиомлоор бий болсон зарим бодисын байнгын соронзлолын физик шинж чанар бүрэн илчлээгүй байгаа нь орчин үеийн хүмүүст ихээхэн үйл ажиллагааны талбарыг үлдээж байна. болон ирээдүйн судлаачид.

Байнгын соронзны уламжлалт материалууд

Тэд 1940 оноос хойш альнико хайлш (AlNiCo) гарч ирснээр үйлдвэрлэлд идэвхтэй ашиглагдаж ирсэн. Өмнө нь янз бүрийн төрлийн гангаар хийсэн байнгын соронзыг зөвхөн луужин, соронзонд ашигладаг байсан. Альнико цахилгаан соронзонг түүгээр сольж, мотор, генератор, чанга яригч зэрэг төхөөрөмжид ашиглах боломжтой болгосон.

Энэ бол тэдний манайд нэвтрэн орох явдал юм өдөр тутмын амьдралферрит соронзыг бий болгосноор шинэ түлхэц авсан бөгөөд тэр цагаас хойш байнгын соронз нь ердийн зүйл болжээ.

Соронзон материалын хувьсгал 1970-аад онд эхэлсэн бөгөөд урьд өмнө нь сонсож байгаагүй соронзон эрчим хүчний нягтралтай хатуу соронзон материалын самари-кобальтын гэр бүл бий болсон. Дараа нь неодим, төмөр, бор дээр үндэслэсэн, самарийн кобальтаас (SmCo) хамаагүй өндөр соронзон энергийн нягтралтай, хүлээгдэж буй хямд өртөгтэй газрын ховор соронзны шинэ үеийнхэн олдсон. Газрын ховор соронзны эдгээр хоёр гэр бүл нь эрчим хүчний өндөр нягтралтай тул цахилгаан соронзонг орлох төдийгүй тэдгээрт хүрэх боломжгүй газарт ашиглах боломжтой. Жишээ нь бугуйн цагны жижиг байнгын соронзон хөдөлгүүр, Walkman төрлийн чихэвчний дууны хувиргагч зэрэг орно.

Материалын соронзон шинж чанар аажмаар сайжирч байгааг доорх диаграммд харуулав.

Неодим байнгын соронз

Эдгээр нь сүүлийн хэдэн арван жилд энэ салбарт гарсан хамгийн сүүлийн үеийн, хамгийн чухал хөгжлийг төлөөлдөг. Тэдний нээлтийг анх 1983 оны сүүлээр Сумитомо болон Женерал Моторс компанийн металлын мэргэжилтнүүд бараг нэгэн зэрэг зарласан. Эдгээр нь металл хоорондын нэгдэл NdFeB дээр суурилдаг: неодим, төмөр, борын хайлш. Эдгээрээс неодим нь монацит эрдэсээс гаргаж авсан газрын ховор элемент юм.

Эдгээр байнгын соронзыг бий болгосон асар их сонирхол нь өмнөх үеийнхээс илүү бат бөх төдийгүй хэмнэлттэй шинэ соронзон материалыг анх удаа үйлдвэрлэсэнтэй холбоотой юм. Энэ нь голчлон кобальтаас хамаагүй хямд төмрөөс бүрддэг ба газрын ховор материалуудын нэг болох хар тугалгаас ч илүү нөөцтэй неодим юм. Газрын ховор элемент болох монацит, бастанезит нь самариас таваас арав дахин их неодим агуулдаг.

Байнгын соронзлолын физик механизм

Байнгын соронзны үйл ажиллагааг тайлбарлахын тулд бид атомын хэмжээс хүртэл түүний дотор талыг харах ёстой. Атом бүр өөрийн электронуудын олон тооны эргэлттэй бөгөөд тэдгээр нь нийлээд түүнийг бүрдүүлдэг соронзон момент. Бидний зорилгын үүднээс бид атом бүрийг жижиг бар соронзон гэж үзэж болно. Байнгын соронзыг соронзгүйжүүлэх үед (өндөр температурт халаах эсвэл гадаад соронзон орны нөлөөгөөр) атомын момент бүр санамсаргүй байдлаар чиглэгддэг (доорх зургийг үз) ба ямар ч тогтмол байдал ажиглагддаггүй.

Хүчтэй соронзон орон дээр соронзлох үед бүх атомын моментууд талбайн чиглэлд чиглэж, хоорондоо холбогддог (доорх зургийг үз). Энэ холболт нь гадаад талбарыг арилгах үед байнгын соронзон орныг хадгалах боломжийг олгодог бөгөөд түүний чиглэлийг өөрчлөх үед соронз алдалтыг эсэргүүцдэг. Атомын моментуудын нэгдмэл хүчний хэмжүүр нь соронзны албадлагын хүчний хэмжээ юм. Энэ талаар дараа дэлгэрэнгүй.

Соронзонжуулалтын механизмын талаар илүү гүнзгий танилцуулахдаа атомын моментуудын тухай ойлголттой ажиллахгүй, харин соронзон доторх жижиг (0.001 см-ийн дараалалтай) хэсгүүдийн талаархи санааг ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь анх байнгын соронзлолтой байдаг боловч санамсаргүй байдлаар байдаг. гадаад талбар байхгүй үед чиглэсэн, ингэснээр хатуу уншигч, хэрэв хүсвэл, дээрх физикийг хамааруулж болно Механизм нь бүхэлдээ соронзонтой холбоогүй. гэхдээ түүний тусдаа домэйнд.

Индукц ба соронзлол

Атомын моментуудыг нэгтгэн дүгнэж, бүхэл бүтэн байнгын соронзны соронзон моментийг бүрдүүлдэг бөгөөд түүний соронзлолт M нь нэгж эзэлхүүн дэх энэ моментийн хэмжээг харуулдаг. Соронзон индукцийн В нь байнгын соронз нь анхдагч соронзлолтын үед хэрэглэсэн гадаад соронзон хүчний (талбайн хүч) H, түүнчлэн атомын (эсвэл домэйн) моментуудын чиг баримжаатай холбоотой дотоод соронзлолын M үр дүн гэдгийг харуулж байна. Ерөнхий тохиолдолд түүний утгыг дараах томъёогоор тодорхойлно.

B = μ 0 (H + M),

Энд μ 0 тогтмол байна.

Байнгын цагираг ба нэгэн төрлийн соронзны хувьд түүний доторх талбайн хүч H (гадаад талбар байхгүй тохиолдолд) тэгтэй тэнцүү байна, учир нь нийт гүйдлийн хуулийн дагуу ийм цагирагны цөм доторх дурын тойргийн дагуу түүний салшгүй хэсэг нь тэг юм. тэнцүү байна:

H∙2πR = iw=0, үүнээс H=0.

Тиймээс цагираг соронз дахь соронзлол нь:

Нээлттэй соронзонд, жишээлбэл, ижил цагирагтай соронзонд, гэхдээ l урттай цөмд l өргөнтэй агаарын цоорхойтой, l саарал өнгөтэй, гадна талбар байхгүй, цөм дотор болон завсарт ижил B ​​индукцтэй үед. Нийт гүйдлийн хуулийн дагуу бид дараахь зүйлийг олж авна.

H ser l ser + (1/ μ 0)Bl zaz = iw=0.

B = μ 0 (H ser + M ser) тул түүний илэрхийлэлийг өмнөх хэлбэрээр орлуулснаар бид дараахь зүйлийг авна.

H сэр (л сэр + л заз) + М сэр л заз =0,

H сер = ─ М сэр л заз (л сэр + л заз).

Агаарын цоорхойд:

H zaz = B/µ 0,

Үүнд B нь өгөгдсөн M сер ба олдсон H серээр тодорхойлогддог.

Соронзонжуулалтын муруй

Соронзонгүй төлөвөөс эхлэн H тэгээс ихсэх үед бүх атомын моментуудыг гадаад талбайн чиглэлд чиглүүлснээр M ба B хурдан нэмэгдэж, үндсэн соронзлолын муруйн "а" хэсгийн дагуу өөрчлөгдөнө (доорх зургийг үз). .

Бүх атомын моментуудыг тэнцүүлэх үед M нь ханасан утгадаа хүрч, B-ийн цаашдын өсөлт нь зөвхөн хэрэглэсэн талбайн улмаас үүсдэг (доорх зураг дээрх үндсэн муруйны b хэсэг). Гадаад талбар тэг болж буурах үед В индукц нь анхны зам дагуу биш харин атомын моментуудын холболтын улмаас "c" хэсгийн дагуу буурч, тэдгээрийг нэг чиглэлд хадгалах хандлагатай байдаг. Соронзонжилтын муруй нь гистерезисийн гогцоо гэж нэрлэгддэг гогцоог дүрсэлж эхэлдэг. H (гадаад талбар) тэг рүү ойртох үед индукц нь зөвхөн атомын моментоор тодорхойлогддог үлдэгдэл утгад ойртоно.

B r = μ 0 (0 + M g).

H-ийн чиглэл өөрчлөгдсөний дараа H ба M нь эсрэг чиглэлд ажиллаж, B буурдаг (зураг дээрх "d" муруйн хэсэг). B тэг болж буурах талбайн утгыг B H C соронзны албадлагын хүч гэнэ. Хэрэглэсэн талбайн хэмжээ нь атомын моментуудын уялдаа холбоог таслахад хангалттай том бол тэдгээр нь талбайн шинэ чиглэлд чиглэж, M-ийн чиглэл өөрчлөгдөнө. Энэ нь тохиолдох талбайн утгыг байнгын соронзон M H C-ийн дотоод албадлагын хүч гэж нэрлэдэг. Тиймээс байнгын соронзтой холбоотой хоёр өөр боловч хоорондоо холбоотой албадлагын хүч байдаг.

Доорх зурагт байнгын соронзны төрөл бүрийн материалын соронзгүйжүүлэх үндсэн муруйг харуулав.

Үүнээс үзэхэд NdFeB соронз нь хамгийн их үлдэгдэл индукц B r ба албадлагын хүч (нийт болон дотоод аль аль нь, өөрөөр хэлбэл H хүчийг харгалзахгүйгээр зөвхөн M соронзлолоор тодорхойлогддог).

Гадаргуугийн (ампер) гүйдэл

Байнгын соронзны соронзон орон нь тэдгээрийн гадаргуугийн дагуу урсаж буй зарим холбогдох гүйдлийн орон гэж үзэж болно. Эдгээр гүйдлийг ампер гүйдэл гэж нэрлэдэг. Энэ үгийн ердийн утгаараа байнгын соронз дотор ямар ч гүйдэл байдаггүй. Гэсэн хэдий ч байнгын соронзны соронзон орон ба ороомог дахь гүйдлийн талбайг харьцуулж үзэхэд Францын физикч Ампер бодисын соронзлолыг бичил харуурын гүйдлийн урсгалаар тайлбарлаж, бичил харуурын хаалттай хэлхээ үүсгэдэг гэж санал болгов. Үнэн хэрэгтээ, соленоидын талбар ба урт цилиндр соронзны хоорондох зүйрлэл бараг бүрэн дуусч байна: байнгын соронзны хойд ба өмнөд туйл ба соленоидын ижил туйл байдаг бөгөөд тэдгээрийн талбайн хүчний шугамын хэв маяг бас байдаг. маш төстэй (доорх зургийг үз).

Соронзон дотор гүйдэл байдаг уу?

Барын байнгын соронзны бүх эзэлхүүн (дурын хөндлөн огтлолтой) микроскопийн ампер гүйдлээр дүүрсэн байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Ийм гүйдэл бүхий соронзны хөндлөн огтлолыг доорх зурагт үзүүлэв.

Тэд тус бүр нь соронзон агшинтай байдаг. Гадны талбайн чиглэлд ижил чиг баримжаатай бол тэдгээр нь тэгээс ялгаатай соронзон момент үүсгэдэг. Энэ нь цэнэгийн эмх цэгцтэй хөдөлгөөн байхгүй, соронзонгийн хөндлөн огтлолоор гүйдэл байхгүй тохиолдолд соронзон орон байгаа эсэхийг тодорхойлдог. Дотор нь зэргэлдээх (холбоо барих) хэлхээний гүйдэл нөхөгддөг гэдгийг ойлгоход хялбар байдаг. Зөвхөн байнгын соронзны гадаргуугийн гүйдлийг үүсгэдэг биеийн гадаргуу дээрх гүйдэл нь нөхөн олговоргүй байдаг. Түүний нягт нь M соронзлолтой тэнцүү байна.

Хөдөлж буй контактуудаас хэрхэн салах вэ

Холбоо барихгүй синхрон машин үүсгэх асуудал мэдэгдэж байна. Ороомог бүхий роторын туйлуудаас цахилгаан соронзон өдөөлт бүхий уламжлалт загвар нь хөдлөх контактууд - сойз бүхий гулсуурын цагирагуудаар дамжуулан гүйдэл дамжуулах явдал юм. Ийм техникийн шийдлийн сул талууд нь мэдэгдэж байгаа: засвар үйлчилгээ хийхэд хүндрэлтэй, найдвартай байдал бага, хөдөлж буй контактуудад их хэмжээний алдагдал, ялангуяа хүчирхэг турбо ба устөрөгчийн үүсгүүрүүдийн тухай ярихад өдөөх хэлхээ нь ихээхэн хэмжээний цахилгаан эрчим хүч зарцуулдаг.

Хэрэв та ийм генераторыг байнгын соронз ашиглан хийвэл холбоо барих асуудал тэр даруй арилна. Гэсэн хэдий ч эргэдэг ротор дээр соронзыг найдвартай бэхлэх асуудал гардаг. Энд трактор үйлдвэрлэхэд олж авсан туршлага хэрэгтэй болно. Тэд бага хайлмал хайлшаар дүүргэсэн роторын үүрэнд байрладаг байнгын соронз бүхий индуктор генераторыг удаан хугацаанд ашиглаж ирсэн.

Байнгын соронзон мотор

Сүүлийн хэдэн арван жилд тогтмол гүйдлийн моторууд өргөн тархсан. Ийм нэгж нь цахилгаан мотор өөрөө болон коллекторын үүргийг гүйцэтгэдэг арматурын ороомгийн электрон коммутатороос бүрдэнэ. Цахилгаан мотор нь зурагт үзүүлсэн шиг ротор дээр байрладаг байнгын соронзтой синхрон мотор юм. дээр, статор дээр хөдөлгөөнгүй арматурын ороомогтой. Цахим шилжүүлэгчийн хэлхээ нь тэжээлийн сүлжээний шууд хүчдэлийн (эсвэл гүйдэл) инвертер юм.

Ийм моторын гол давуу тал нь холбоо барихгүй байх явдал юм. Үүний өвөрмөц элемент нь инвертерийн ажиллагааг хянадаг фото, индукц эсвэл Холл роторын байрлал мэдрэгч юм.