U пішінді және жылқы магниттері: айырмашылықтар және қалай таңдауға болады

Сіз магниттерді қарап шығып, «U-тәрізді» және «таға» дизайнын кездестірдіңіз бе? Бір қарағанда, олар бірдей болып көрінеді - екеуінің де қисық таяқша түрі бар. Бірақ мұқият қарап шығыңыз және олардың өнімділігі мен оңтайлы қолданылуына айтарлықтай әсер ететін нәзік айырмашылықтарды көресіз. Магнитті дұрыс таңдау эстетикаға ғана қатысты емес, магниттік күшті тиімді пайдалану.

Мына магнитті «үлкен ағаларды» талдап көрейік:

1. Пішін: Қисықтар патша

Жылқы магниттері:Тағалар үшін қолданылатын классикалық таға пішінін елестетіп көріңіз. Бұл магнит салыстырмалы түрде баркең иілу, иілудің бүйірлері аздап сыртқа қарай жанып тұрады. Полюстер арасындағы бұрыш анағұрлым доғал болып, полюстер арасында үлкенірек, қол жетімді кеңістік жасайды.

U-тәрізді магниттер:Әріптің өзі сияқты тереңірек, тығызырақ «U» пішінін елестетіңіз. Бұл магнитте бартереңірек иілу, қаттырақ иілу, ал жақтары әдетте бір-біріне жақынырақ және параллель болады. Бұрыш қаттырақ, полюстерді бір-біріне жақындатады.

Көрнекі кеңес:Тағаны «кеңірек және жалпақ», ал U-пішіні «тереңірек және тар» деп ойлаңыз.

 

2. Магниттік өріс: концентрация және қол жетімділік

Пішін магнит өрісінің таралуына тікелей әсер етеді:

Таға магниті:Алшақтық неғұрлым үлкен болса, полюстер арасындағы магнит өрісі соғұрлым кеңірек және оның концентрациясы аз болады. Магнит өрісі полюстердің жанында әлі күшті болғанымен, полюстердің арасында өріс күші тезірек ыдырайды.Ашық дизайн объектілерді магнит өрісі аймағында орналастыруды жеңілдетеді.

U-тәрізді магнит:Иілу неғұрлым аз болса, солтүстік және оңтүстік полюстер соғұрлым жақын болады. Бұл полюстер арасындағы өріс күшін күштірек және шоғырланған етеді.Бұл тар саңылаудағы өріс күші ұқсас өлшемдегі ат магнитінің кең саңылауынан айтарлықтай жоғары.Дегенмен, үлкенірек иілу кейде ашық тағамен салыстырғанда нысанды полюстер арасында дәл орналастыруды қиындатады.

 

3. Негізгі қолданбалар: әрқайсысының өз күшті жақтары бар

Жылқы магниттері үшін тамаша пайдалану:

Тәрбиелік демонстрациялар:Оның классикалық пішіні мен ашық дизайны оны сыныпта қолдануға өте ыңғайлы етеді — темір үгінділері бар магнит өрістерін оңай көрсету, бірден бірнеше нысанды алу немесе тарту/итеру принциптерін көрсету.

Жалпы мақсаттағы көтеру/ұстау:Ферромагниттік заттарды (мысалы, шегелер, бұрандалар, шағын құралдар) алу немесе ұстау қажет болғанда және магнит өрісінің дәл концентрациясы маңызды емес болса, ашық дизайн нысанды орналастыруда үлкен икемділікті қамтамасыз етеді.

Полюстер қол жетімді болуы керек:Полюстерге жақын орналасқан объектілерге оңай қол жеткізуді немесе өзара әрекеттесуді қажет ететін жобалар (тек олардың арасында ғана емес).

 

U-тәрізді магниттердің артықшылықтары:

 

Күшті фокусталған магнит өрісі:Белгілі бір тар нүктеде магнит өрісінің максималды күшін қажет ететін қолданбалар. Мысалы, механикалық өңдеу кезінде металл дайындамаларды ұстауға арналған магниттік патрондар, арнайы сенсорлық қолданбалар немесе күшті локализацияланған магнит өрісін қажет ететін эксперименттер.

Электромагниттік қолданбалар:Магнит өрісін шоғырландыру тиімді болатын электромагниттердің немесе релелердің белгілі бір түрлерінің негізгі құрамдас бөлігі ретінде жиі пайдаланылады.

Моторлар мен генераторлар:Кейбір тұрақты ток қозғалтқыш/генератор конструкцияларында терең U-пішіні магнит өрісін якорь айналасында тиімді түрде шоғырландырады.

 

 

U-тәрізді және жылқы магниті: жылдам салыстыру

 

Таға да, U-тәрізді магниттер де қисық дизайнға ие болғанымен, олардың пішіндері әртүрлі:

Қисық және полюс қадамы: Жылқы магниттері кеңірек, жалпақ, ашық қисықтыққа ие, полюстердің аяқтары әдетте сыртқа қарай жанып, полюстердің арасында үлкенірек, қол жетімді кеңістік жасайды. U-тәрізді магниттер тереңірек, тығызырақ, тар қисықтыққа ие, полюстерді параллельді түрде бір-біріне айтарлықтай жақындатады.

Магнит өрісінің концентрациясы: Бұл пішін айырмашылығы магнит өрісіне тікелей әсер етеді. Таға магнитінің үлкен саңылауы бар, нәтижесінде оның полюстері арасында кеңірек, бірақ аз қарқынды магнит өрісі болады. Керісінше, U-тәрізді магнит азырақ қисық қисықтыққа ие, нәтижесінде оның полюстері арасындағы тар саңылау ішінде күштірек және қарқынды магнит өрісі пайда болады.

Қолжетімділік пен концентрация: Таға магнитінің ашық дизайны объектілерді магнит өрісі аймағында орналастыруды немесе жеке полюстермен әрекеттесуді жеңілдетеді. Тереңірек U-пішіні кейде оның полюстері арасында объектілерді дәл анықтауды біршама қиындатады, бірақ бұл оның белгілі бір аумақтардағы магнит өрісінің жақсы концентрациясымен теңестіріледі.

Типтік артықшылықтар: Жылқы магниттері әмбебап және оқуға, демонстрацияларға және жалпы мақсаттағы орнатуға өте ыңғайлы, өңдеудің қарапайымдылығымен және кеңірек түсіру аймағымен. U-тәрізді магниттер шектеулі кеңістіктерде, күшті жергілікті магниттік өрістерде (мысалы, магниттік патрондар) немесе арнайы электромагниттік конструкцияларда (мысалы, қозғалтқыштар, релелер) максималды ұстау күшін қажет ететін қолданбалар үшін әсіресе пайдалы.

 

Қалай таңдауға болады: тамаша магнитті таңдаңыз

U-тәрізді және жылқы магниттері арасындағы таңдау сіздің нақты қажеттіліктеріңізге байланысты:

Негізгі міндет қандай?

Өте шағын кеңістікте (мысалы, жұқа дайындамаларды мықтап ұстау үшін) максималды күш қажет пе? 

U-тәрізді магнитпен жүріңіз.

Магнитизмді көрсету, бос заттарды алу немесе полюстерге оңай қол жеткізу керек пе?

Таға магнитімен жүріңіз.

Магнитті үлкенірек нысанға бекіту керек пе?

Таға магниті кеңірек саңылауларға ие болуы және жақсы жұмыс істеуі мүмкін.

Nзаттарды бір-біріне өте жақын ұстау керек пе?                                                                     

U-тәрізді магниттің магнит өрісі көбірек шоғырланған.

Нысандар шашыраңқы немесе үлкенірек ұстау аймағы қажет пе? 

Таға магниті кеңірек қамту аймағына ие.

 

Материалдық мәселе де!

 

Магниттердің екі пішіні де әртүрлі материалдарда келеді (Alnico, Ceramic/Ferrite, NdFeB). NdFeB магниттері екі пішіннің ең күшті ұстау қабілетіне ие, бірақ сынғышырақ. Альнико жоғары температураға төтеп бере алады. Керамикалық магниттер үнемді және көбінесе білім беру/жеңіл аттарды салуда қолданылады. Пішіннен басқа, материалдың күші мен қоршаған ортаның қажеттіліктерін ескеріңіз.

Практикалық тұрғыдан қарастырыңыз:

Егер заттарды өңдеу мен орналастырудың қарапайымдылығы маңызды болса, тағаның ашық дизайны әдетте жеңеді.

Егер шектеулі кеңістікте ұстау күші маңызды болса, U-тәрізді магнит өте қолайлы.