Kako vroči smejo biti magneti?
Kako vroč sme postati magnet, je odvisno od različnih dejavnikov:
- od uporabljenega magnetnega materiala (neodim ali ferit)
- od temperaturnega tipa magneta
- od oblike magneta
- od razporeditve magnetov v skupini
Kazalo vsebine
Vrste izgub sile oprijema zaradi toplote / vročine
Če magnet segrejete nad njegovo »maksimalno temperaturo uporabe«, izgubi del svoje magnetizacije. Nato npr. slabše drži na železni plošči, tudi potem ko se ponovno ohladi. Od določene temperature naprej, tako imenovane »Curiejeve temperature«, ne ostane več nobena preostala magnetizacija.Glede na višino temperature ločimo med tremi vrstami izgub:
Reverzibilna izguba sile oprijema
Ireverzibilna izguba sile oprijema
Stalna izguba sile oprijema
Pri temperaturah okoli Curiejeve temperature se struktura trajnih magnetov začne trajno spreminjati. Ponovna magnetizacija nato ni več možna.
- Temperaturno območje: malo nad maksimalno temperaturo uporabe
- Magnet je šibkejši le, dokler je vroč.
- Ko se ponovno ohladi, v celoti povrne svojo prvotno moč.
- Ni pomembno, kolikokrat se magnet segreje in ponovno ohladi.
Ireverzibilna izguba sile oprijema
- Temperaturno območje: občutno nad maksimalno temperaturo uporabe
- Magnet je trajno oslabljen, tudi ko se ponovno ohladi.
- Ponovno segrevanje na isto temperaturo ireverzibilnih izgub ne poveča.
- Z dovolj močnim zunanjim magnetnim poljem je mogoče ireverzibilno oslabljen magnet z vnovično magnetizacijo povrniti na prvotno moč.
Stalna izguba sile oprijema
Pri temperaturah okoli Curiejeve temperature se struktura trajnih magnetov začne trajno spreminjati. Ponovna magnetizacija nato ni več možna.
Vse prej opisane vrste toplotnih izgub se pojavijo v spodnjem videu. Avtor v njem razlikuje med „segrevanjem“ (reverzibilno), „pregrevanjem“ (ireverzibilno) in „žarenjem“ (trajnostno). Na koncu je celo magnet staljen. Verjetno ne preseneča, da po tem ni več izkazoval magnetizacije.
Trajanje segrevanja
Trajanje segrevanja ima pri ireverzibilnih izgubah le minimalen vpliv na velikost izgub. Predpogoj: Temperatura v notranjosti magneta je med segrevanjem povsod enaka. Če je debel magnet za kratek čas močno segret, je lahko zunanja temperatura mnogo višja od največje temperature jedra v magnetu. Potem so temperaturne izgube odvisne od mesta – magnet je torej neenakomerno magnetiziran.Oblika magneta, smer magnetizacije in razporeditev
Ali pri segrevanju magneta pride do ireverzibilnih izgub, je poleg temperaturnega tipa odvisno tudi od naslednjih treh dejavnikov. Najvišje obratovalne temperature magnetov so zato vedno le orientacijske vrednosti.Oblika magneta
Navedena najvišja temperatura je lahko brez težav uporabljena le, če so razmerja stranic magneta „optimalna“. Za to velja naslednje pravilo: zelo tanek oziroma ploščat (ploščatost = premer deljeno z višino) magnet utrpi nepopravljive izgube že pri temperaturah, ki so pod navedeno največjo obratovalno temperaturo.
Navedena najvišja temperatura je lahko brez težav uporabljena le, če so razmerja stranic magneta „optimalna“. Za to velja naslednje pravilo: zelo tanek oziroma ploščat (ploščatost = premer deljeno z višino) magnet utrpi nepopravljive izgube že pri temperaturah, ki so pod navedeno največjo obratovalno temperaturo.
Če je razmerje med premerom in višino manjše od 4, pa lahko magnet segrejete nad navedeno največjo obratovalno temperaturo, ne da bi pri tem izgubil svojo magnetizacijo.
Smer magnetizacije pri obročnih magnetih
Pri diametralno magnetiziranih obročnih magnetih je najvišja delovna temperatura lahko bistveno nižja. Priporočamo predhodne preizkuse, če bodo magneti izpostavljeni povišanim temperaturam.
Pri diametralno magnetiziranih obročnih magnetih je najvišja delovna temperatura lahko bistveno nižja. Priporočamo predhodne preizkuse, če bodo magneti izpostavljeni povišanim temperaturam.
Razporeditev magnetov
Čim močnejšemu nasprotnemu polju je v določeni razporeditvi izpostavljen magnet, tem nižja je njegova dejanska največja delovna temperatura.
Čim močnejšemu nasprotnemu polju je v določeni razporeditvi izpostavljen magnet, tem nižja je njegova dejanska največja delovna temperatura.
Najmanjše temperaturne izgube nastopijo pri razporeditvah, kjer je magnet v magnetnem krogu (po analogiji z električnim krogom) magnetno „kratko sklenjen“.
Pri magnetnem kratkem stiku sta oba pola povezana z visokoprepustnim, nezasičenim feromagnetnim materialom, npr.
mehkimi železom.
V takšni kratkostični razporeditvi v magnetu namreč ni nasprotnega polja.
V praksi pa je takšna kratkostična razporeditev redka.
Obratovalne temperature neodim magnetov
Tukaj je pregled različnih temperaturnih tipov pri neodim magnetih
(prevzeto s strani Fizikalni podatki o magnetih).
| Temperaturni tip | Maks. temperatura uporabe | Curiejeva temperatura |
|---|---|---|
| N | 80 °C * | 310 °C |
| M | 100 °C | 340 °C |
| H | 120 °C | 340 °C |
| SH | 150 °C | 340 °C |
| UH | 180 °C | 350 °C |
| EH | 200 °C | 350 °C |
| AH | 230 °C | 350 °C |
* Največje temperature uporabe v tej tabeli so zgolj orientacijske vrednosti.
Magnete z magnetizacijo N52 je mogoče uporabljati do največ 65 °C.
Za uporabe z neodim magneti pri višjih temperaturah kot 80 °C imamo v ponudbi nekaj posebnih tipov magnetov z višjimi temperaturami uporabe:
-
5 kos. 1,52 EUR/kos*
Kvadratni magnet 22 x 8,5 x 1,4 mm, odporno na vročino, drži pribl. 1,3 kg -
5 kos. 1,73 EUR/kos*
Kvadratni magnet 25 x 6 x 2 mm, odporno na vročino, drži pribl. 1,7 kg -
1 kos. 8,89 EUR/kos*
Kvadratni magnet 30 x 15 x 6 mm, odporno na vročino, drži pribl. 8,8 kg -
20 kos. 0,43 EUR/kos*
Kvadratni magnet 5 x 5 x 1 mm, odporno na vročino, drži pribl. 350 g -
20 kos. 0,41 EUR/kos*
Kvadratni magnet 5 x 2,5 x 2 mm, odporno na vročino, drži pribl. 450 g -
20 kos. 0,39 EUR/kos*
Kvadratni magnet 5 x 2,5 x 1,5 mm, odporno na vročino, drži pribl. 350 g -
10 kos. 0,47 EUR/kos*
Kvadratni magnet 6 x 4 x 2 mm, odporno na vročino, drži pribl. 640 g -
10 kos. 0,54 EUR/kos*
Kvadratni magnet 6 x 5 x 2 mm, odporno na vročino, drži pribl. 600 g -
10 kos. 0,59 EUR/kos*
Kvadratni magnet 10 x 3 x 2 mm, odporno na vročino, drži pribl. 700 g -
5 kos. 1,05 EUR/kos*
Kvadratni magnet 12 x 7 x 2 mm, odporno na vročino, drži pribl. 1,3 kg -
5 kos. 1,12 EUR/kos*
Kvadratni magnet 20 x 5 x 2 mm, odporno na vročino, drži pribl. 1,5 kg -
5 kos. 2,09 EUR/kos*
Kvadratni magnet 30 x 7 x 2,5 mm, odporno na vročino, drži pribl. 2,1 kg -
5 kos. 0,72 EUR/kos*
Kvadratni magnet 15 x 4 x 4 mm, odporno na vročino, drži pribl. 1,7 kg
Obratovalne temperature feritnih magnetov
Za višje temperature so feritni magneti bistveno primernejši.
Tukaj je pregled naših Feritni magneti
(prevzeto s strani Fizikalni podatki o magnetih).
| Vrsta temperature | Maks. delovna temperatura | Curiejeva temperatura |
| Y35 | 250 °C | 450 °C |
Delovne temperature magnetnih trakov in magnetnih folij
Temperatur, nižje od -20° C, in višje od 85° C poškodujejo strukturo magnetnih trakov
in magnetnih folij.
Izdelki zaradi tega trajno izgubijo del svoje sile oprijema.
Zato jih ne uporabljajte na mestih z visokimi ali posebej nizkimi temperaturami.
Ali se lahko magneti poškodujejo pri potopitvi v tekoči dušik?
Neodim magneti se pri potopitvi v tekoči dušik s temperaturo -196 °C (77 K) ne poškodujejo. Zato jih lahko brez zadržkov uporabite za eksperimente s superprevodniki. Upoštevajte naslednje: Sila oprijema magneta se ob ohlajanju sprva nekoliko poveča. Pri temperaturah pod -125 °C pa nato stalno upada. Pri -196 °C ostane še približno 85–90 % sile oprijema. Ko neodim magnet ponovno doseže sobno temperaturo, se prvotna sila oprijema normalizira.Feritni magneti pri temperaturah pod -40 °C trajno izgubijo del svoje magnetizacije.
Zato jih ne smete močno ohlajati.
Magnetni trakovi in magnetne folije pri temperaturah pod -20 °C trajno izgubijo del svoje magnetizacije.
Zato jih ne smete močno ohlajati.
Dodatne informacije o magnetih
V našem razdelku s pogostimi vprašanji (FAQ) najdete še veliko dodatnih informacij o magnetih, med drugim na primer:
