Магниты делятся на несколько видов: постоянные, электро- и временные. Они отличаются между собой характеристиками, долговечностью и особенностью эксплуатации.
Постоянные магниты
Наибольшую популярность получили постоянные магниты — именно их мы подразумеваем, говоря о магнитах вообще. Главная их особенность в том, что они сохраняют свой магнитный заряд на протяжении долгого времени. Как долго и с какой силой прослужит этот элемент, зависит от того, из чего сделан магнит.Самые мощные магниты - неодимовые
Их изготавливают из разных сплавов металлов:
- Неодима, бора и железа. Такие элементы называют супермагнитами , поскольку они долго сохраняют эксплуатационные характеристики и размагничиваются со скоростью 1-2% за 100 лет. Размагнитить неодим почти невозможно.
- Самария и кобальта - за счет устойчивости к агрессивной среде и воздействию высоких температур, активно используется в военной промышленности. По своим эксплуатационным особенностям похож на неодимовые аналоги.
- Альнико - сплав алюминия, кобальта и никеля. Легкий и термоустойчивый материал, но быстро размагничивающийся под действием другого магнитного поля.
- Магнитопласты - состоят из полимеров, магнитного порошка и всевозможных добавок. В отличие от всех остальных видов, эти магниты легко поддаются обработке, пластичны и эластичны. Благодаря этому из них создают изделия сложной формы и экспериментируют с расположением полюсов. Мощность таких элементов зависит от количества магнитного порошка в составе магнитной смеси, которая может достигать 94% от массы готового изделия.
- Ферриты - сплав железа с другими металлами. Наиболее распространенный вид, так как недорог в производстве и имеет широкую сферу эксплуатации, однако при воздействии высоких температур довольно быстро теряет свои свойства.
Временные магниты
Еще один интересный вопрос - из чего делают временный магнит. Для этого используют любой металлический предмет. Например, скрепку, ножницы, отвертку и др. Если ненадолго поднести его к источнику мощного магнитного поля или другому сильному магниту, то эта металлическая деталь временно переймет его магнитные свойства. Но выходя из-под действия этого поля, свойства мгновенно теряются. Такие элементы активно используются в электромеханике и автомобилестроении.Электромагниты
В отличие от постоянных, имеют магнитное поле только при прохождении через них электричества. Такие магниты изготавливают из металлической заготовки. Подойдет любой образец железа или его сплавы, которые хорошо магнитятся - он выступает в роли сердечника. Проверить железный кусок на возможность выступить в роли источника электромагнитного поля просто - используйте стандартный магнитик с холодильника. Если он притягивается к железяке, то она подходит на роль сердечника. Этот брусок обматывают медной проволокой, изолировав предварительно один металл от другого, а потом подключается источник тока. Электромагниты легко сделать самостоятельно, следуя простой инструкции.
Самый простой электромагнит делается за 5 минут из гвоздя, проволоки и батарейки
В отличие от всех остальных видов, электромагниты меняют характеристики под воздействием электрического тока - регулируется мощность устройства, направление полюсов. Его используют в электроустройствах, в моторах и генераторах, в промышленности при транспортировке металлических грузов. А народные умельцы создают множество вариантов самодельных конструкций.
Для многих людей магнит до сих пор является загадкой, хотя с данным металлом и явлением в принципе, люди познакомилась очень давно. Уже тогда была разработана целая система по изготовлению различных магнитов. Сегодня же это далеко не редкость и даже мощные магниты можно сделать в домашних условиях.
Создание магнита с подручных средств
Конечно, для многих это покажется даже чем-то сверхъестественным и возможно даже будет шоком, но даже сейчас, сидя дома, большинство людей могут изготовить магнит своими руками. Ниже представлено четыре способа, в которых описано, как сделать мощный магнит в домашних условиях.
Способ №1
Первый и наверняка поэтому самый простой способ: для его осуществления нужно лишь взять любой предмет, который можно намагнитить (предмет должен быть металлическим) и провести им несколько раз вдоль постоянного магнита, причем делать это следует только в одном направлении. Но, к сожалению, такой магнит будет недолговечным и очень быстро потеряет свои магнитные свойства.
Способ №2
Данный метод намагничивания производится с помощью батарейки или аккумулятора на 5 или 12 вольт. Чаще всего он применятся для намагничивания отверток и выполняется следующим образом:
Берется медная проволока определенной длины, которой будет достаточно для того, чтобы обмотать стержень отвертки 280 - 350 раз. Лучше всего подходит проволока из трансформаторов, или та, что предназначена для их производства.
Изолируется предмет, в данном случае, при помощи изоленты выполняется обмотка всего стержня отвертки.
Выполняется сама обмотка и подключение ее к батарее. Один конец - к плюсу, другой – к минусу. Обмотку следует проводить виток к витку, равномерно. Изоляция также должна быть плотной.
В результате данных манипуляций, с отверткой будет намного приятнее работать. Такой операцией можно превратить любые старые ненужные отвертки в действительно удобный инструмент.
Способ №3
Этот вариант описывает то, как сделать мощный магнит довольно простым способом. На самом деле он полностью уже был описан выше, но конкретно этот способ подразумевает под собой другой материал. В данном случае будет использоваться обычный металл, а точнее небольшой кусок из него, желательно кубической формы и более мощная катушка. Теперь количество витков нужно увеличить в 2-3 раза, чтобы намагничивание прошло успешно.
Способ №4
Этот метод очень опасен и категорически запрещен для исполнения людьми, не являющимися профессионалами в сфере электрики. Выполняется строго с соблюдением техники безопасности, главное помнить, что ответственность за жизнь и здоровье несете только Вы и никто больше.
Он рассказывает о том, как сделать сильный магнит в домашних условиях, при этом затратив небольшую сумму денег. В этом случае будет использоваться еще более мощная катушка, намотанная исключительно из меди, а также плавкий предохранитель для сети в 220 вольт.
Предохранитель нужен для того, чтобы катушку можно было вовремя отключить. Сразу же после подключения в сеть он сгорит, но при этом за такой промежуток времени успеет пройти процесс намагничивания. Сила тока в таком случае будет максимальной для сети и магнит будет достаточно мощным.
Мощный электромагнит своими руками
Во-первых, нужно разобраться с тем, что это такое. Электромагнит представляет из себя целое устройство, которое при подаче на него определенного тока, работает как обычный магнит. Сразу же после прекращения он теряет эти свойства. О том, как сделать мощный магнит из обычной катушки и железа было описано выше. Так вот, если вместо железа использовать магнитопровод, то как раз и получится тот самый электромагнит.
Для того, чтобы разобраться с тем, как сделать сильный магнит в домашних условиях, который будет работать от сети, нужно всего лишь вспомнить немного информации из курса школьной физики и понять, что при увеличении катушки, а также магнитопровода, возрастет и мощность магнита. Но при этом потребуется больше тока, для раскрытия полного потенциала магнита.
Но самыми мощными все же остаются именно неодимовые, они обладают всеми самыми желанными свойствами и при своей силе имеют небольшой размер и вес. О том, как делать неодимовые магниты собственными руками и возможно ли это вообще и пойдет речь дальше.
Изготовление неодимового магнита
Из-за сложного состава и специальной методики производства, вопрос о том, как сделать неодимовый магнит своими руками в домашних условиях отпадает сам собой. Но многих все же интересует, как делать неодимовые магниты, ведь, казалось бы, если можно сделать обычный магнит, то и неодимовый также вполне реально изготовить.
Но все не так просто, как кажется в действительности. Производством таких магнитов занимаются серьезные компании, они используют специальные технологии очень мощного намагничивания материала. И это помимо того, что используется достаточно сложный в добыче и производстве сплав. Поэтому на данный вопрос можно четко ответить – никак. Если у кого-то получится это сделать, то он с легкостью сможет открыть свое производство, так как необходимое оборудование у него уже будет.
Применение созданных магнитов
Применение в промышленно-хозяйственных целях
Применяются в различных электроприборах. Особенно часто встречаются в устройствах, оборудованных динамиками. Любая динамическая головка включает в себя магнит, ферритовый или неодимовый, в редких случаях используются и другие. Также используются магниты в мебельном производстве, игрушках. На производствах, при фильтрации сыпучих материалов.
Применение в домашних условиях
Магниты на холодильник – это одно из самых распространенных направлений применения магнитов. Также некоторые используют их для остановки счетчиков, для того чтобы снизить плату на коммунальные услуги, но делать так категорически запрещено, да и нецелесообразно.
Заключение
Исходя из этой статьи можно понять то, как сделать мощный магнит в домашних условиях, при этом не затратив на это каких-то особых усилий и материальных средств. Но не стоит экспериментировать с мощной сетью людям, которые не разбираются в электричестве и вообще не имеют представления о том, как это работает, потому как это серьезно и очень опасно для жизни человека.
РадиоМир 2006 №9
Известно, что заметное влияние магнитного поля отмечается лишь в железосодержащих материалах. Но и эти материалы различаются и делятся на магнитомягкие и магнитотвёрдые. Их основное отличие - способность сохранять намагниченность после окончания действия магнитного поля. Кроме железа и его сплавов, магнитными свойствами обладают ферриты, изготавливаемые из порошка двуокиси железа с различными присадками (барий, кобальт, стронций и др.) методом горячего прессования под большим давлением.
Из магнитомягких ферритов изготавливают сердечники трансформаторов и дросселей, магнитотвёрдые ферриты идут на изготовление постоянных анизотропных магнитов.
В бытовых условиях можно изготовить неплохие постоянные магниты из легированных сталей. Не вдаваясь в тонкости сортамента марок сталей, можно сказать, что для изготовления пригодны закаливающиеся стали. Под рукой всегда найдутся старые надфили, напильники, ножовочные полотна и др. Подобранный материал сначала необходимо "отпустить", нагрев до красного каления, а потом медленно охладить. После изготовления заготовки магнита её закаливают - нагревают до светло-красного каления и резко охлаждают в холодной воде. Чем сильнее закалка, тем лучше будет магнит.
Процесс намагничивания можно провести на несложной установке, состоящей из катушки индуктивности и предохранителя. Катушка намотана на каркасе такого диаметра, чтобы внутри помещалась заготовка магнита. Например, для изготовления катушки я использовал каркас от импортного припоя (h=40 мм, D=50 мм, d=22 мм).
Катушка намотана проводом ПЭВ-2 диаметром 2 мм и содержит около 500 витков. Она укреплена на основании и подключена к сети через плавкий предохранитель и выключатель. Заготовку помещают внутрь катушки, устанавливают предохранитель и замыкают выключатель. Предохранитель сразу же сгорает, но за это время заготовка успевает намагнититься.
Для предохранителя можно использовать тонкую медную проволоку. Для безопасности её нужно поместить в стеклянную трубку от сгоревшего предохранителя и засыпать чистым кварцевым песком (для надёжного гашения разряда).
Ток перегорания плавкого предохранителя из проволоки I пп можно приближённо рассчитать по эмпирической формуле:
I пп = (d-0,005)/K где d - диаметр проволоки, мм (до 0,2 мм);
К - постоянный коэффициент (для меди К=0,034). Из этой формулы следует, что диаметр проволоки для плавкого предохранителя
d = К*I пп +0,005.
Установка в предлагаемом варианте позволяет получить постоянные магниты силой до 200 мТл, что вполне достаточно для применения в конструкциях, содержащих микросхемы преобразователей магнитного поля (ПМП).
Эту же установку можно использовать для размагничивания радиомонтажного инструмента, включив катушку через понижающий трансформатор с выходным напряжением не более 6 В. Питание подаётся на катушку при её расположении на расстоянии не менее 1 м от размагничиваемого инструмента, её берут в руку, подносят к инструменту и медленно удаляют, описывая расширяющиеся круги.
При работе с индукционной катушкой при включении в сеть (220 В) соблюдайте правила техники безопасности.
И.СЕМЁНОВ, г.Дубна Московской обл.
Иногда спрашивают о том, как сделать неодимовый магнит своими руками. Попробуем разобраться, насколько это возможно, и что вообще представляет собой процесс производства подобной продукции.
Итак, продаваемые нами устройства состоят из сплава, который на 70% состоит из железа и практически на 30% - из бора. Только какие-то доли процентов в его составе приходятся на редкоземельный металл неодим, природные залежи которого крайне редки в природе. Большая часть их приходится на Китай, есть они еще всего в нескольких странах, в том числе, и в России.
Прежде чем сделать неодимовые магниты, производители создают формы для них из песка. Затем поднос с формами обдают газом и подвергают термической обработке, из-за чего песок твердеет и сохраняет на своей поверхности будущие очертания металлической заготовки. В эти формы позднее будет помещаться раскаленный металл, из которого, собственно и получится необходимая продукция.
Теперь непосредственно рассмотрим, как делают неодимовый магнит. В отличие от ферромагнитных изделий металл здесь не плавится, а спекается из порошковой смеси, помещенной в инертную или вакуумную среду. Затем полученный магнитопласт прессуется с одновременным воздействием на него электромагнитного поля определенной интенсивности. Как видим, даже на начальном этапе производства, заметно, что вопрос о том, как сделать неодимовые магниты в домашних условиях, звучит неуместно. Слишком сложны операции и используемое оборудование. Создание подобных условий на дому вряд ли возможно.
После того, как заготовки достают из форм, они подвергаются механической обработке - тщательно шлифуются, потом для улучшения коэрцитивной силы изделий выполняется их обжиг.
Наконец, мы подходим к последним этапам, которые помогут окончательно ответить на вопрос о том, как делают неодимовые магниты. Спеченный сплав NdFeB вновь подвергаются отделке на станке посредством специального инструмента. При работе применяют охлаждающую смазку, для исключения перегрева либо возгорания порошка.
На магниты наносится защитное покрытие. Это обусловлено, во-первых, тем что спеченные металлы достаточно хрупкие и их необходимо усилить, и, во-вторых, металл будет защищен от процессов коррозии и другого воздействия внешней среды. Так производители заблаговременно беспокоятся о том, как сделать неодимовый магнит более прочным и долговечным. Покрытие может быть медным, никелевым, цинковым. На последней фазе производственного процесса применяется намагничивание посредством сильного магнитного поля. Дальше - они направляются на склад, а оттуда покупателям.
Итак, после того, как мы более-менее подробно рассмотрели производственный процесс, стало ясно, что, наверное, не стоит всерьез задаваться вопросом «как сделать неодимовый магнит в домашних условиях». Ведь для этого требуется не только наличие определенных знаний, но множество сложнейших агрегатов.
Такое устройство удобно тем, что его работой легко управлять при помощи эл/тока – менять полюса, силу притяжения. В некоторых вопросах оно становится поистине незаменимым, а часто используется как конструктивный элемент различных самоделок. Своими руками сделать простой электромагнит несложно, тем более что практически все необходимое можно найти в каждом доме.
- Любой подходящий образец из железа (оно хорошо магнитится). Это будет сердечник электромагнита.
- Проволока – медная, обязательно с изоляцией, чтобы предотвратить прямой контакт двух металлов. Для самодельного эл/магнита рекомендуемое сечение – 0,5 (но не более 1,0).
- Источник постоянного тока – батарейка, АКБ, БП.
Дополнительно:
- Соединительные провода для подключения электромагнита.
- Паяльник или изолента для фиксации контактов.
Это общая рекомендация, так как электромагнит изготавливается с определенной целью. Исходя из этого, и подбираются составные части схемы. А если он делается в домашних условиях, то какого-то стандарта и быть не может – подойдет все, что есть под рукой. Например, применительно к первому пункту в качестве сердечника нередко используют гвоздь, дужку замка, отрезок железного стержня – выбор вариантов огромный.
Порядок изготовления
Обмотка
Медный провод аккуратно, виток за витком, накручивается на сердечник. При такой скрупулезности КПД электромагнита будет максимально возможным. После первого «прохода» по железному образцу проволока укладывается вторым слоем, иногда и третьим. Это зависит от того, какая мощность устройства требуется. Но направление намотки должно быть неизменным, иначе произойдет «разбалансировка» магнитного поля, и электромагнит вряд ли что-то сможет притянуть к себе.
Чтобы понять смысл протекающих процессов, достаточно вспомнить уроки физики из курса средней школы – движущиеся электроны, создаваемое ими ЭМП, направление его вращения.
После окончания намотки проволока обрезается так, чтобы выводы было удобно подключить к источнику питания. Если это батарейка – то напрямую. При использовании БП, аккумулятора или иного прибора понадобятся соединительные провода.
Что учесть
С количеством слоев есть определенные сложности.
- С увеличением витков повышается реактивное сопротивление. Значит, сила тока начнет снижаться, а притяжение станет более слабым.
- С другой стороны, повышение номинала тока вызовет нагрев обмотки.
Именно поэтому ориентироваться на сторонние советы «бывалых и повидавших» не стоит. Есть конкретный сердечник (со своей магнитной проводимостью, размерами, сечением), проволока и источник питания. Поэтому придется экспериментировать, добиваясь оптимального сочетания таких параметров, как ток, сопротивление и температура.
Подробно принцип действия работы электромагнита описан в следующем видео:
Подключение
- Зачистка выводов «медяшки». Проволока изначально покрыта несколькими слоями лака (в зависимости от марки), а он, как известно – изолятор.
- Спаивание медного и соединительного проводов. Хотя это и непринципиально – можно сделать скрутку, изолировав ее или клейкой лентой.
- Фиксация вторых концов проводов на зажимах. Например, типа «крокодил». Такие съемные контакты позволят легко менять полюса электромагнита, если это понадобится в процессе его применения.
- Для изготовления мощного электромагнита домашние умельцы нередко используют катушку от МП (магнитного пускателя), реле, контакторов. Они есть и на 220, и на 380 В.
Железный сердечник подобрать по ее внутреннему сечению несложно. Для удобства управления в схему нужно включить реостат (переменное сопротивление). Соответственно, такой эл/магнит подключается уже к розетке. Сила притяжения регулируется изменением R цепи.
- Можно повысить мощность электромагнита за счет увеличения сечения сердечника. Но только до определенных пределов. И здесь придется экспериментировать.
- Прежде чем делать эл/магнит, необходимо убедиться, что выбранный образец железа для этого подходит. Проверка достаточно простая. Берется обычный магнитик; в доме много чего есть на таких «присосках». Если он притянет подобранную для сердечника деталь, можно использовать. При отрицательном или «слабом» результате лучше поискать другой образец.
Сделать электромагнит достаточно просто. Все остальное зависит от терпения и сообразительности мастера. Возможно, чтобы получить то, что нужно, придется поэкспериментировать – с напряжением питания, сечением проволоки и так далее. Любая самоделка требует не только творческого подхода, но и времени. Если его не пожалеть, то отличный результат обеспечен.
