ما هي المغنطة؟ كيف يمكن تحقيق 2-المغنطة القطبية والمغنطة المتعددة الأقطاب على التوالي؟
ما هو "المغنطة"؟
عندما تتخيل المغناطيس، فإن الصورة التي تتبادر إلى ذهنك هي أنه "يلتصق بالحديد"، لكنه في الحقيقة لن يلتصق بالحديد من البداية. عندما تتم معالجة المادة المغناطيسية، يكون المغناطيس غير مغناطيسي، وتسمى عملية صنع هذا المغناطيس غير المغناطيسي بـ "المغنطة" أو "المغنطة".
ما هي طرق المغنطة؟
1. طريقة مغنطة الاتصال:
في طريقة مغنطة التلامس، يتم وضع مغناطيس قوي ممغنط (عادةً مغناطيس دائم) في اتصال مباشر مع المغناطيس المراد مغنطته. ومن خلال التلامس، يتم إعادة ترتيب المواد المغناطيسية في مجال مغناطيسي قوي والحصول على المغناطيسية.
2. طريقة مغنطة الاهتزاز:
في طريقة مغنطة الاهتزاز، يتم وضع المغناطيس في جهاز محدد، والذي يهتز بتردد وسعة محددين. هذا الاهتزاز سيجعل المواد المغناطيسية للمغناطيس مرتبة في الاهتزاز، وبالتالي تحقيق المغنطة.
3. طريقة المغنطة الكهرومغناطيسية:
في طريقة المغنطة الكهرومغناطيسية، يتم وضع المغناطيس في ملف لولبي. الملف اللولبي عبارة عن أسطوانة مجوفة، ويمكن وضع مغناطيسات بأحجام وأشكال مختلفة فيها. يتم تنشيط الملف لتوليد مجال مغناطيسي قوي، والذي سوف يمغناطيس المادة المغناطيسية للحفاظ على المغناطيسية. تستخدم طريقة المغنطة الكهرومغناطيسية ملفًا كهرومغناطيسيًا قويًا لتوليد مجال مغناطيسي عالي الكثافة. من خلال تعديل تصميم التيار والملف، يمكن تحقيق كثافة أعلى للمجال المغناطيسي وتأثير مغنطيسي أكبر. تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي.
ما هو الجهاز اللازم للمغنطة الصناعية؟
عادة ما تحتاج إلى إعداد: ① مصدر طاقة ممغنط (ممغنط)، ② أداة ممغنطة (ملف)، ③ جهاز تبريد (آلة ماء مثلج)، ④ مقياس غاوس (جهاز قياس).
ما هي المواد التي يمكن مغنطتها؟
يُطلق على المغناطيسات التي يمكن مغنطتها اسم "المغناطيس الدائم" أو "المغناطيس الدائم" باختصار، ويطلق عليها البعض اسم "المغناطيس الصلب".
المغناطيس الدائم: يمكن تقسيم المغناطيس الدائم المشترك إلى فئتين: 1. مغناطيس السبائك المعدنية: مغناطيس النيوديميوم، مغناطيس Sm-Co ومغناطيس Al-Ni-Co؛ 2. مواد الفريت ذات المغناطيس الدائم.
المغناطيس الناعم: تسمى المغناطيسات التي لا يمكن مغنطتها بالمواد "المغناطيسية الناعمة".
بعد ممغنطة المادة المغناطيسية الناعمة، عندما يختفي المجال المغناطيسي المغنطيسي، يكون المجال المغناطيسي المتبقي صغيرًا جدًا أو يختفي معه. منها الشائعة هي: الفريت الناعم، غير المتبلور، الحديد النقي (الحديد اللين)، السيليكون الصلب، سبائك الحديد والنيكل وما إلى ذلك.
ما هو مبدأ المغنطة؟
يعتمد مبدأ المغنطة على قانون الحث الكهرومغناطيسي وقانون الأمبير. يولد النبض الحالي مجالًا مغناطيسيًا قويًا في الملف، مما يؤدي إلى مغنطة المواد المغناطيسية الصلبة الموضوعة في الملف بشكل دائم. تكون القيمة القصوى لتيار النبض عالية جدًا عند عمل الحاوية الكهروميكانيكية الممغنطة، الأمر الذي يتطلب من المكثف أن يتحمل التيار النبضي. يمتلك الممغنط بنية بسيطة وهو في الواقع مغناطيس كهربائي ذو قوة مغناطيسية قوية.
لماذا تعتبر المغنطة اتجاهية؟
اتجاه المغنطة هو الخطوة الأولى لمغناطيس النيوديميوم والجسم الدائم لكوبالت السماريوم وغيرها من المواد للحصول على المغناطيسية. وهو يمثل موضع القطب N (القطب الشمالي) والقطب S (القطب الجنوبي) في مغناطيس أو مكون مغناطيسي. تأتي مغناطيسية المواد المغناطيسية الدائمة أساسًا من بنيتها البلورية الممغنطة بسهولة، والتي نسميها "المجال المغناطيسي". تسمى الواجهة بين المجالات بجدار المجال. بشكل عام، تحتوي الأجسام العيانية دائمًا على العديد من المجالات المغناطيسية. وبهذه الطريقة، تختلف اتجاهات العزوم المغناطيسية للمجالات المغناطيسية، وتلغي النتائج بعضها البعض. مجموع المتجهات هو صفر، والعزم المغناطيسي للجسم بأكمله هو صفر، لذلك لا يمكنه جذب مواد مغناطيسية أخرى. وهذا يعني أن المواد المغناطيسية لا تظهر مغناطيسية للخارج في الظروف العادية. فقط عندما تكون المادة المغناطيسية ممغنطة يمكنها إظهار المغناطيسية للخارج. .
كيف يتم تحقيق القطبين الممغنطين والأقطاب المتعددة على التوالي؟
1. مغنطة ثنائية القطب: الملف المجوف (كما هو موضح في الشكل أدناه) يسمى أيضًا الملف اللولبي. في الهندسة، يكون عدد الملفات بشكل عام 5-30 دورة، ويكون الموصل المغناطيسي بشكل عام من الحديد النقي الصناعي، وتيار الملف بشكل عام يتراوح من عشرات إلى مئات الأمبيرات، وطول الدائرة المغناطيسية بشكل عام عدة سنتيمترات أو عشرات السنتيمترات. يجب اختيار المعلمات المحددة بشكل معقول وفقًا لمعدات الممغنطة، والحجم الكلي للمنتج الممغنط وعدد الأقطاب المغناطيسية لتحقيق التأثير المثالي.
2. مغنطة متعددة الأقطاب:
استخدم ملفات محددة: ① قريبة من القطر الخارجي للمغناطيس الدائم (المحيط الخارجي متعدد الأقطاب)، ② قريبة من القطر الداخلي للمغناطيس الدائم (القطر الداخلي متعدد الأقطاب)، ③ قريبة من الوجه النهائي للمغناطيس الدائم (متعدد الأقطاب المستوية) ، ④ مغنطة مصفوفة هيلبيك (باستخدام قطبين لمغنطة المغناطيس الدائم ثم ربطه وتجميعه لتكوين مزيج خاص من المجالات المغناطيسية المركزة).
ما هي شروط المغنطة؟
تشمل شروط مغنطة المواد ذات المغناطيس الدائم مغنطة الجهد والتيار المغنطيسي والوقت المغنطيسي ومؤشرات أخرى. الإعداد الصحيح لهذه المؤشرات له تأثير مهم على أداء وعمر الفولاذ المغناطيسي أو محرك المغناطيس الدائم.
1. مغنطة التيار المستمر: هذه الطريقة مناسبة للمغناطيسات ذات القوة المنخفضة، مثل مغناطيس الفريت. مبدأ التنفيذ هو التفريغ من خلال المكثفات ذات الجهد المنخفض وذات السعة الكبيرة.
2. مغنطة النبض: هذه الطريقة مناسبة للمغناطيسات ذات القوة القسرية العالية، مثل مغناطيس النيوديميوم. مبدأ التنفيذ هو أن الملف يولد مجالًا مغناطيسيًا فائق القوة على المدى القصير من خلال تفريغ مكثف عالي الجهد وصغير السعة.
كيفية تحديد ما إذا كانت المغنطة مشبعة أم لا؟
كيف نحكم على ما إذا كانت قطعة العمل مشبعة بعد مغنطتها؟ بشكل عام، هي البيانات المغناطيسية لجدول القياس. إذا كانت هناك فجوة كبيرة في البيانات النظرية، فيعتبر أنه لا يوجد تشبع للمغنطة. في التشغيل الفعلي، يتم ضبط الجهد الكهربي على الطاقة المطلوبة للعلامة التجارية المغناطيسية لمحاولة المغنطة. بعد اكتمال المغنطة، يتم الكشف عن شدة المجال المغناطيسي، أي المغناطيسية السطحية للمغناطيس، بواسطة أداة قياس مغناطيسية. أو قم بقياس التدفق المغناطيسي للمغناطيس، واكتب بيانات التمغنط، ثم قم بزيادة الجهد الكهربائي ومغنطته للمرة الثانية. بعد المغنطة، اختبر المغناطيسية لمعرفة ما إذا كانت شدة المجال المغناطيسي قد زادت. إذا لم تزد قوة المجال المغناطيسي بعد زيادة الجهد، فهذا يعني أن المغناطيس ممغنط ومشبع.
تتطلب بعض المغناطيسات الأرضية النادرة مجال مغنطة عالي جدًا يتراوح بين 20 إلى 50 KOe. من الصعب توليد هذه المجالات المغناطيسية، وتحتاج إلى مصدر طاقة عالي الطاقة وأجهزة ممغنطة مصممة جيدًا. تحتاج مواد النيوديميوم المترابطة الخواص إلى مجال مغناطيسي في نطاق عالٍ يبلغ 60 KOe حتى تكون مشبعة تمامًا. ومع ذلك، يمكن أن يصل الحقل الموجود في نطاق 30 KOe إلى نسبة تشبع 98%. يحتاج مغناطيس الفريت إلى مجال مغناطيسي في حدود 10 KOe، بينما تحتاج سبائك Al-Ni-Co إلى مجال مغناطيسي في حدود 3 KOe لتكون مشبعة. نظرًا لأنه يمكن إزالة مغنطة Al-Ni-Co بسهولة دون قصد، فمن الأفضل مغنطة هذه المادة قبل أو حتى بعد تجميع المغناطيس أخيرًا في المعدات.
