Усиление электромагнита
Чтобы понять, как увеличить силу магнита, нужно разобраться в процессе намагничивания. Это произойдет, если магнит расположить во внешнем магнитном поле противоположной стороной к исходной. Увеличение же мощности электромагнита происходит тогда, когда увеличивается подача тока или умножаются витки обмотки.
Увеличить силу магнита можно с помощью стандартного набора необходимого оборудования: клея, набора магнитов (нужны именно постоянные), источника тока и изолированного провода. Они понадобятся для осуществления тех способов увеличения силы магнита, которые представлены ниже.
Усиление с помощью более мощного магнита
Этот способ заключается в использовании более мощного магнита для усиления исходного. Для осуществления надо поместить один магнит во внешнее магнитное поле другого, обладающего большей мощностью. Также с этой же целью применяют электромагниты. После удержания магнита в поле другого, произойдет усиление, но специфика заключается в непредсказуемости результатов, поскольку для каждого элемента такая процедура будет работать индивидуально.
Усиление с помощью добавления других магнитов
Известно, что каждый магнит имеет два полюса, причем каждый притягивает противоположный знак других магнитов, а соответствующий – не притягивает, лишь отталкивает. Как увеличить мощность магнита, используя клей и дополнительные магниты. Здесь предполагается добавление других магнитов с целью увеличения итоговой мощности. Ведь, чем больше магнитов, тем, соответственно, будет больше сила. Единственное, что нужно учесть, – это присоединение магнитов одноименными полюсами. В процессе они будут отталкиваться, согласно законам физики. Но задача состоит в склеивании, несмотря на сложности в физическом плане. Лучше использовать клей, который предназначен для склеивания металлов.
Метод усиления с использованием точки Кюри
В науке есть понятие точки Кюри. Усиление или ослабление магнита можно произвести, нагревая или охлаждая его относительно самой этой точки. Так, нагревание выше точки Кюри или сильное охлаждение (гораздо ниже нее) приведет к размагничиванию.
Надо заметить, что свойства магнита при нагревании и охлаждении относительно точки Кюри имеют скачкообразное свойство, то есть, добившись правильной температуры можно усилить его мощность.
Метод №1
Если возник вопрос, как сделать магнит сильнее, если его сила регулируется электрическим током, то сделать это можно с помощью увеличения тока, который подается на обмотку. Здесь идет пропорциональное увеличение мощности электромагнита и подачи тока. Главное, ⸺ постепенная подача, чтобы не допустить перегорания.
Метод №2
Для осуществления этого метода надо увеличить количество витков, но длина должна оставаться неизменной. То есть, можно сделать один-два дополнительных ряда провода, чтобы общее количество витков стало больше.
В этом разделе рассмотрены способы, как увеличить силу магнита в домашних условиях, для экспериментов можно заказать на сайте МирМагнитов .
Усиление обычного магнита
Множество вопросов возникает, когда обычные магниты перестают выполнять свои прямые функции. Это часто происходит из-за того, что бытовые магниты таковыми не являются, ведь, по сути, они намагниченные металлические части, которые теряют свойства с течением времени. Усилить мощность таких деталей или вернуть им свойства, которые были изначально, невозможно.
Надо заметить, что прикреплять к ним магниты, даже более мощные, не имеет смысла, поскольку, при их соединении обратными полюсами, внешнее поле становится гораздо слабее или вообще нейтрализуется.
Это можно проверить с помощью обычной бытовой занавески-москитки, которая должна закрываться посередине при помощи магнитов. Если на слабые исходные магниты сверху прикрепить более мощные, то в результате штора вообще потеряет свойства соединения с помощью притяжения, потому что противоположные полюса нейтрализуют внешние поля друг друга на каждой из сторон.
Эксперименты с неодимовыми магнитами
Неомагнит довольно популярен, его состав: неодим, бор, железо. Такой магнит обладает высокой мощностью и отличается стойкостью к размагничиванию.
Как усилить неодим? Неодим очень подвержен коррозии, то есть быстро ржавеет, поэтому неодимовые магниты покрывают никелем, чтобы повысить срок службы. Также они напоминают керамику, их легко разбить или расколоть.
Но пытаться увеличивать его мощность искусственным способом нет смысла, потому что это постоянный магнит, он имеет определенный для себя уровень силы. Поэтому, если вам необходимо иметь более мощный неодим, лучше приобрести его, учитывая нужную силу нового.
Заключение: в статье рассмотрена тема, как увеличить силу магнита, в том числе, как увеличить мощность неодимового магнита. Получается, что существует несколько способов увеличить свойства магнита. Потому что бывает просто намагниченный металл, увеличить силу которого невозможно.
Наиболее простые способы: с помощью клея и других магнитиков (они должны быть приклеены идентичными полюсами), а также – более мощного, во внешнем поле которого должен находится исходный магнит.
Рассмотрены способы увеличения силы электромагнита, которые заключаются в дополнительной обмотке проводами или усилении поступления тока. Единственное, что нужно учитывать – это силу поступления тока в целях безопасности и сохранности аппарата.
Обычные и неодимовые магниты не способны поддаваться на увеличение собственной мощности.
цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы
Факторы, влияющие на силу электромагнитного поля
Электромагниты представляют собой очень полезные устройства, генерирующие контролируемое количество магнитной силы в зависимости от электрического тока. Они широко применяются в различных отраслях промышленности, а также в бытовой сфере. Самые сильные магниты могут притягивать и поднимать очень большие и увесистые металлические, предметы, они имеют много витков проволоки в своих катушках и используют большое количество тока.
Но на магнитную силу электромагнита может влиять ряд факторов. Зная эти моменты, можно эффективно повысить силу электромагнитного поля или не дать ей ослабнуть в определенных случаях.
Итак, для начала необходимо кое-что напомнить в отношении электромагнитов. Электромагнит обычно представляет собой катушку изолированного провода, намотанного вокруг железного сердечника. Он намагничивается при прохождении через него электрического тока и теряет свой магнетизм, когда ток перестает протекать.
Чтобы увеличить силу электромагнитного поля, самое простое что можно сделать – намотать катушку с большим количеством витков провода. Число оборотов, умноженное на ток в амперах, дает ампер-витки, что определяет силу магнита.
Во-вторых, проходящий ток играет большую роль. Как правило, сила магнита увеличивается с увеличением электрического тока. Правда, такое увеличение не будет бесконечным, поскольку в определенный момент магнит станет насыщаться, достигая максимальной силы.
В-третьих, важную роль в становлении электромагнитной силы играет сам сердечник, а точнее материал, из которого он сделан. Электромагнит будет сильнее, если вы прокрутите проволоку вокруг металлического сердечника. Лучшие металлы для создания сердечников для электромагнитов обычно являются черными или железосодержащими.
И, наконец, немаловажную роль в изменении силы электромагнита играет температура. Так, токопроводящая способность проволоки электромагнита улучшается при очень низких температурах. Самые сильные магниты подобного рода изготовлены из сверхпроводников, охлажденных сжиженным азотом или гелием.
Наночастицы, внедренные в магнит
Российские ученые создали методику получения специальных наночастиц, которые могут сделать магниты намного сильнее, и протестировали их действие на бариевых магнитах BaFe12O19. Результаты исследований сотрудников Сибирского федерального университета (СФУ) были опубликованы в журнале Materials Research Express.
Бариевые магниты очень устойчивы против механических ударов, размагничивающих действий нагрева и внешних магнитных полей и коррозии. Они широко используются в современном мире: в гироскопах, в приборах электродинамики, для магнитной звукозаписи.
Ученые разработали методику получения наноразмерных барий-ферритных частиц и проследили, как изменится их активность, если добавить их в другие материалы.
Также авторы изменяли размер магнитных частиц и смотрели, как «реагирует» на это коэрцитивная сила — величина магнитного поля, необходимого для полного размагничивания материала.
«Оказалось, что с уменьшением размера частиц коэрцитивная сила очень сильно увеличивается и достигает максимума при малых размерах. Затем, при дальнейшем уменьшении до одного нанометра и меньше, она снова уменьшается», — рассказал один из авторов статьи Анатолий Лепешев, доктор технических наук, заведующий научно-образовательным центром ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» Сибирского федерального университета.
Благодаря этому эффекту авторы определили необходимый размер наноцастиц, при котором достигается максимальная магнитная жесткость. Жесткость, а также величина намагниченности насыщения в конечном счете и определяют магнитную энергию. Чем выше магнитная энергия, тем больше этот материал подходит для использования в качестве постоянного магнита. Таким образом, если в обычные магниты добавлять разработанные авторами наночастицы или формировать их в процессе высокоскоростной закалки, то можно получить материал с максимальной магнитной энергией.
В ходе работы ученые после обработки порошков бариевых магнитов BaFe12O19 плазмой совершили их высокоскоростную закалку (
107 град/сек), тем самым создав в материалах барий-ферритные наночастицы и повысив магнитную энергию вещества. Оказалось, что, регулируя технологические параметры плазменного распыления и последующей закалки можно управлять размерами наночастиц и, следовательно, величиной коэрцитивной силы. Ученые отмечают, что такой метод улучшения эксплуатационных свойств подходит не только для бариевых магнитов. Наночастицы можно формировать не только при высокоскоростной закалке, но и внедрять их, например, при спекании, обеспечивая при этом высокий уровень магнитной жесткости.
Поскольку такие наночастицы могут нагреваться в электромагнитных полях или вращаться в переменном магнитном поле, то их можно использовать для проведения таргетных операций.
«Мы сравнили полученные характеристики с зарубежными аналогами и установили, что наши результаты соответствуют, а по некоторым показателям превышают зарубежные», — заключил ученый.
Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Красноярского научного центра СО РАН.