⑴ 磁鐵的原理和材料
磁鐵原理知識
磁鐵是指可以產生磁場的物體或材質,通常用金屬合金製成,具有強磁性。傳統上可分作「永久性磁鐵」與「非永久性磁鐵」。
永久性磁鐵可以是天然產物,又稱天然磁石,也可以由人工製造(最強的磁鐵是釹磁鐵)。
非永久性磁鐵,有時會失去磁性。
古希臘人和中國人發現自然界中有種天然磁化的石頭,稱其為「吸鐵石」。這種石頭可以魔術般的吸起小塊的鐵片,而且在隨意擺動後總是指向同一方向。早期的航海者把這種磁鐵作為其最早的指
南針在海上來辨別方向。
經過千百年的發展,今天磁鐵已成為我們生活中的強力材料。通過合成不同材料的合金可以達到與吸鐵石相同的效果,而且還可以提高磁力。在18世紀就出現了人造的磁鐵,但製造更強磁性材料的
過程卻十分緩慢,直到20世紀20年代製造出鋁鎳鈷(Alnico)。隨後,20世紀50年代製造出了鐵氧體(Ferrite),70年代製造出稀土磁鐵[Rare Earth magnet 包括釹鐵硼(NdFeB)和釤鈷(SmCo)]。至此,
磁學科技得到了飛速發展,強磁材料也使得元件更加小型化。
大多數磁性材料可以沿同一方向充磁至飽和,這一方向叫做「磁化方向」(取向方向)。沒有取向方向的磁鐵(也叫做各向同性磁鐵)比取向磁鐵(也叫各向異性磁鐵)的磁性要弱很多。
什麼是標準的「南北極」工業定義?
「北極」的定義是磁鐵在隨意旋轉後它的北極指向地球的北極。同樣,磁鐵的南極也指向地球的南極。
在沒有標注的情況下如何辨別磁鐵的北極?
很顯然只憑眼睛是無法分辨的。可以使用指南針貼近磁鐵,指向地球北極的指針會指向磁鐵的南極。
如何安全的處理和存放磁鐵?
要始終十分小心,因為磁鐵會自己吸附到一起,可能會夾傷手指。磁鐵相互吸附時也有可能會因碰撞而損壞磁鐵本身(碰掉邊角或撞出裂紋)。
將磁鐵遠離易被磁化的物品,如軟盤,信用卡,電腦顯示器,手錶,手機,醫療器械等。
磁鐵應遠離心臟起搏器。
較大尺寸的磁鐵,每片之間應加塑料或硬紙墊片以保證可以輕易地將磁鐵分開。
磁鐵應盡量存放在乾燥,恆溫的環境中。
如何做到隔磁?
只有能吸附到磁鐵上的材料才能起到隔斷磁場的作用,而且材料越厚,隔磁的效果越好。
什麼是最強的磁鐵?
目前最高性能的磁鐵是稀土類磁鐵,而在稀土磁鐵中釹鐵硼是最強力的磁鐵。但在200攝氏度以上的環境中,釤鈷是最強力的磁鐵。
磁鐵,應該叫磁鋼,英文 Magnet,磁鋼現在主要分兩大類,一類是軟磁,一類是硬磁;
軟磁包括硅鋼片和軟磁鐵芯;硬磁包括鋁鎳鈷、釤鈷、鐵氧體和釹鐵硼,這其中,最貴的是釤鈷磁鋼,最便宜的是鐵氧體磁鋼,性能最高的是釹鐵硼磁鋼,但是性能最穩定,溫度系數最好的是鋁鎳
鈷磁鋼,用戶可以根據不同的需求選擇不同的硬磁產品。
怎樣來定義磁鐵的性能?
主要有如下3個性能參數來確定磁鐵的性能:
剩磁Br :永磁體經磁化至技術飽和,並去掉外磁場後,所保留的Br稱為剩餘磁感應強度。
矯頑力Hc:使磁化至技術飽和的永磁體的B降低到零,所需要加的反向磁場強度稱為磁感矯頑力,簡
稱為矯頑力
磁能積BH:代表了磁鐵在氣隙空間(磁鐵兩磁極空間)所建立的磁能量密度,即氣隙單位體積的靜磁能量。由於這項能量等於磁鐵的Bm和Hm的乘積,因此稱為磁能積。
磁場:對磁極產生磁作用的空間為磁場
表面磁場:永磁體表面某一指定位置的磁感應強度
如何選擇磁鐵?
在決定選擇哪一種磁鐵之前應明確需要磁鐵發揮何種作用?
主要的作用:移動物體,固定物體或抬升物體。
所需磁鐵的形狀:圓片形,圓環形,方塊形,瓦片形或特殊形狀。
所需磁鐵的尺寸:長,寬,高,直徑及公差等等。
所需磁鐵的吸力,期望價格及數量等等。
指南針就是根據磁鐵的性質發明的
1 指南北
2 吸引輕小物體
3 電磁鐵可以做電磁繼電器
4.電動機
5 發電機
先秦時代我們的先人已經積累了許多這方面的認識,在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦,即磁石(主要成分是四氧化三鐵)。這些發現很早就被記載下來了。《管子》的數篇中最早記載了這些發現:「
山上有磁石者,其下有金銅。」
其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現,《呂氏春秋》九卷精通篇就有:「慈招鐵,或引之也。」那時的人稱「磁」為「慈」他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女
的吸引。並認為:「石是鐵 的母親,但石有慈和不慈兩種,慈愛的石頭能吸引他的子女,不慈的石頭就不能吸引了。」 漢以前人們把磁石寫做「慈石」,是慈愛石頭的意思。
既然磁石能吸引鐵,那麼是否還可以吸引其他金屬呢?我們的先民做了許多嘗試,發現磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬,也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經認識到磁石只能吸引
鐵,而不能吸引其他物品。當把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時,有時候互相吸引,有時候相互排斥。現在人們都知道磁體有兩個極,一個稱N 極,一個稱S 極。同性極相互排斥,異性極相互吸引。
那時的人們並不知道這個道理,但對這個現象還是能夠察覺到的。
到了西漢,有一個名叫欒大的方士,他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西,通過調整兩個棋子極性的相互位置,有時兩個棋子相互吸引,有時相互排斥。欒大稱其為「斗棋」。他把這個新
奇的玩意獻給漢武帝,並當場演示。漢武帝驚奇不已,龍心大悅,竟封欒大為「五利將軍」。欒大利用磁石的性質,製作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。
地球也是一個大磁體,它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體,可以自由轉
動時,就會因磁體同性相斥,異性相吸的性質指示南北。這個道理古人不夠明白,但這類現象他們很清楚。
「在傳統工業中的應用」:
在講述磁性材料的磁性來源、電磁感應、磁性「器件」時,我們已經提到了有些磁性材料的實際應用。實際上,磁性材料已經在傳統工業的各個方面得到了廣泛應用。
例如,如果沒有磁性材料,電氣化就成為不可能,因為發電要用到發電機、輸電要用到變壓器、電力機械要用到電動機、電話機、收音機和電視機中要用到揚聲器。眾多儀器儀表都要用到磁鋼線圈
結構。這些都已經在講述其它內容時說到了。
「生物界和醫學界的磁應用」:
信鴿愛好者都知道,如果把鴿子放飛到數百公里以外,它們還會自動歸巢。鴿子為什麼有這么好的認家本領呢?原來,鴿子對地球的磁場很敏感,它們可以利用地球磁場的變化找到自己的家。如果
在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵,鴿子就會迷航。如果鴿子飛過無線電發射塔,強大的電磁波干擾也會使它們迷失方向。
在醫學上,利用核磁共振可以診斷人體異常組織,判斷疾病,這就是我們比較熟悉的核磁共振成像技術,其基本原理如下:原子核帶有正電,並進行自旋運動。通常情況下,原子核自旋軸的排列是
無規律的,但將其置於外加磁場中時,核自旋空間取向從無序向有序過渡。自旋系統的磁化矢量由零逐漸增長,當系統達到平衡時,磁化強度達到穩定值。如果此時核自旋系統受到外界作用,如一
定頻率的射頻激發原子核即可引起共振效應。在射頻脈沖停止後,自旋系統已激化的原子核,不能維持這種狀態,將回復到磁場中原來的排列狀態,同時釋放出微弱的能量,成為射電信號,把這許
多信號檢出,並使之時進行空間分辨,就得到運動中原子核分布圖像。核磁共振的特點是流動液體不產生信號稱為流動效應或流動空白效應。因此血管是灰白色管狀結構,而血液為無信號的黑色。
這樣使血管很容易軟組織分開。正常脊髓周圍有腦脊液包圍,腦脊液為黑色的,並有白色的硬膜為脂肪所襯托,使脊髓顯示為白色的強信號結構。核磁共振已應用於全身各系統的成像診斷。效果最
佳的是顱 腦,及其脊髓、心臟大血管、關節骨骼、軟組織及盆腔等。對心血管疾病不但可以觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖變化,而且可作心室分析,進行定性及半定量的診斷,可作多個切面
圖,空間解析度高,顯示心臟及病變全貌,及其與周圍結構的關系,優於其他X線成像、二維超聲、核素及CT檢查。
磁不僅可以診斷,而且能夠幫助治療疾病。磁石是古老中醫的一味葯材。現在,人們利用血液中不同成分的磁性差別來分離紅細胞和白細胞。另外,磁場與人體經絡的相互作用可以實現磁療,在治
療多種疾病方面有獨到的作用,已經有磁療枕、磁療腰帶等應用。用磁鐵作成的除鐵器可以去除麵粉等中可能存在的鐵末,磁化水可以防止鍋爐結垢,磁化種子可以在一定程度上使農作物增產。
「天文、地質、考古和采礦等領域的磁應用」:
我們已經知道,地球是一塊巨大的磁鐵,那麼,它的磁性來自何處?它是自古就有的嗎?它和地質狀況有什麼聯系?宇宙中的磁場又是如何的?
至少在圖片上我們都見過燦爛的北極光。我國自古代就有了北極光的記載。北極光實際上是太陽風中的粒子和地磁場相互作用的結果。太陽風是由太陽發出的高能帶電粒子流。當它們到達地球時,
與地磁場發生相互作用,就好象帶電流的導線在磁場中受力一樣,使得這些粒子向南北極運動和聚集,並且和地球高空的稀薄氣體相碰撞,結果使氣體分子受激發,從而發光。
太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區域。太陽黑子的爆發對我們的生活會產生影響,例如使得無線電通信暫時中斷等。因此,研究太陽黑子對我們有重要意義。
地磁的變化可以用來勘探礦床。由於所有物質均具有或強或弱的磁性,如果它們聚集在一起,形成礦床,那麼必然對附近區域的地磁場產生干擾,使得地磁場出現異常情況。根據這一點,可以在陸
地、海洋或者空中測量大地的磁性,獲得地磁圖,對地磁圖上磁場異常的區域進行分析和進一步勘探,往往可以發現未知的礦藏或者特殊的地質構造。
不同地質年代的岩石往往具有不同的磁性。因此,可以根據岩石的磁性輔助判斷地質年代的變化以及地殼變動。
很多礦藏資源都是共生的,也就是說好幾種礦物質混合的一起,它們具有不同的磁性。利用這個特點,人們開發了磁選機,利用不同成分礦物質的不同磁性以及磁性強弱的差別,用磁鐵吸引這些物
質,那麼它們所受到的吸引力就有所區別,結果可以將混在一起的不同磁性的礦物質分開,實現了磁性選礦。
「軍事領域的磁應用」:
磁性材料在軍事領域同樣得到了廣泛應用。例如,普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸,因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性感測器,由於坦克或者軍艦都是鋼鐵製造的,在它們
接近(無須接觸目標)時,感測器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸,提高了殺傷力。
在現代戰爭中,制空權是奪得戰役勝利的關鍵之一。但飛機在飛行過程中很容易被敵方的雷達偵測到,從而具有較大的危險性。為了躲避敵方雷達的監測,可以在飛機表面塗一層特殊的磁性材料-
吸波材料,它可以吸收雷達發射的電磁波,使得雷達電磁波很少發生反射,因此敵方雷達無法探測到雷達回波,不能發現飛機,這就使飛機達到了隱身的目的。這就是大名鼎鼎的「隱形飛機」。隱
身技術是目前世界軍事科研領域的一大熱點。美國的F117隱形戰斗機便是一個成功運用隱身技術的例子。
在美國的「星球大戰」計劃中,有一種新型武器「電磁武器」的開發研究。傳統的火炮都是利用彈葯爆炸時的瞬間膨脹產生的推力將炮彈迅速加速,推出炮膛。而電磁炮則是把炮彈放在螺線管中,
給螺線管通電,那麼螺線管產生的磁場對炮彈將產生巨大的推動力,將炮彈射出。這就是所謂的電磁炮。類似的還有電磁導彈等。
編輯本段|回到頂部知識 磁鐵的種類很多。一般分為永磁和軟磁兩大類。我們所說的磁鐵,一般都是指永磁磁鐵。
永磁磁鐵又分二大分類:
第一大類:金屬合金磁鐵包括釹鐵硼磁鐵(Nd2Fe14B)、釤鈷磁鐵(SmCo)、鋁鎳鈷磁鐵(ALNiCO)
第二大類:鐵氧體永磁材料(Ferrite)
1、釹鐵硼磁鐵: 它是目前發現商品化性能最高的磁鐵,被人們稱為磁王,擁有極高的磁性能其最大磁
能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機械加工性能亦相當之好。工作溫度最高可
達200攝氏度。而且其質地堅硬,性能穩定,有很好的性價比,故其應用極其廣泛。但因為其化學活
性很強,所以必須對其表面凃層處理。(如鍍Zn,Ni,電泳、鈍化等)。
2. 鐵氧體磁鐵:它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通過陶瓷工藝法製造而成,質地比較硬,屬
脆性材料,由於鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能適中,已成為應用最為廣泛的永磁體。
3. 鋁鎳鈷磁鐵:是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產成
不同的尺寸和形狀,可加工性很好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著最低可逆溫度系數,工作溫度可高達600攝
氏度以上。鋁鎳鈷永磁產品廣泛應用於各種儀器儀表和其他應用領域。
4、釤鈷(SmCo)依據成份的不同分為SmCo5和Sm2Co17。由於其材料價格昂貴而使其發展受到限制。釤
鈷(SmCo)作為稀土永磁鐵,不但有著較高的磁能積(14-28MGOe)、可靠的矯頑力和良好的溫度特
性。與釹鐵硼磁鐵相比,釤鈷磁鐵更適合工作在高溫環境中。
隨著社會的發展,磁鐵的應用也越來越廣泛,從高科技產品到最簡單的包裝磁,目前應用最為廣泛的
還是釹鐵硼磁鐵和鐵氧體磁鐵。 從磁鐵的發展歷史來看,十九世紀末二十世紀初,人們主要使用碳
鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。二十世紀三十年代末,鋁鎳鈷磁鐵開發成功,才使磁鐵的大規模應
用成為可能。五十年代,鋇鐵氧體磁鐵的出現,既降低了永磁體成本,又將永磁材料的應用范圍拓寬到
高頻領域。到六十年代,釤鈷永磁的出現,則為磁鐵的應用開辟了一個新時代。1967年,美國Dayton
大學的Strnat等,研製成釤鈷磁鐵,標志著稀土磁鐵時代的到來。迄今為止,稀十永磁已經歷第一代
SmCo5,第二代沉澱硬化型Sm2Co17,發展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前鐵氧體磁鐵仍然是用量最大
的永磁材料,但釹鐵硼磁鐵的產值已大大超過鐵氧體永磁材料,釹鐵硼磁鐵的生產已發展成一大產業
磁力大小排列為:釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵。
磁鐵製作工藝: 釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵製作工藝也有所不同。從工藝講,有燒結釹鐵硼磁鐵和粘接釹鐵硼磁鐵,我們主要講燒結釹鐵硼磁鐵。
工藝流程:配料 → 熔煉制錠→ 制粉 → 壓型 → 燒結回火 → 磁性檢測 → 磨加工 → 銷切加
工 → 電鍍 → 成品。 其中配料是基礎,燒結回火是關鍵
釹鐵硼磁鐵生產工具:有熔煉爐、鄂破機、球磨機、氣流磨、壓製成型機、真空封裝機、等靜壓機、
燒結爐、熱處理真空爐、磁性能測試儀、高斯計。
釹鐵硼磁鐵加工工具:有專用切片機、線切割機床、平磨機、雙面機、打孔機、倒角機、電鍍設備。
磁懸浮列車是一種採用無接觸的電磁懸浮、導向和驅動系統的磁懸浮高速列車系統。它的時速可達到500公里以上,是當今世界最快的地面客運交通工具,有速度快、爬坡能力強、能耗低運行時噪音
小、安全舒適、不燃油,污染少等優點。並且它採用採用高架方式,佔用的耕地很少。磁懸浮列車意味著這些火車利用磁的基本原理懸浮在導軌上來代替舊的鋼輪和軌道列車。磁懸浮技術利用電磁
力將整個列車車廂托起,擺脫了討厭的摩擦力和令人不快的鏘鏘聲,實現與地面無接觸、無燃料的快速「飛行」。
⑵ 磁鐵為什麼會有吸力
因為磁鐵能夠產生磁場。
磁鐵的成分是鐵、鈷、鎳等原子,其原子的內部結構比較特殊,本身就具有磁矩。磁鐵能夠產生磁場,具有吸引鐵磁性物質如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。
磁鐵可分為「永久磁鐵」與「非永久磁鐵」。永久磁鐵可以是天然產物,又稱天然磁石,也可以由人工製造。非永久性磁鐵,例如電磁鐵,只有在某些條件下才會出現磁性。
(2)數控機床磁鐵吸附的是什麼道理擴展閱讀:
物理作用
指南北;吸引輕小物體;電磁鐵可以做電磁繼電器;電動機;發電機;電聲;磁療;磁懸浮;核磁共振。
磁場:
磁場是對放入其中的磁體有磁力的作用的物質叫做磁場,磁場的基本特徵是能對其中的運動電荷施加作用力,即通電導體在磁場中受到磁場的作用力。
磁場對電流、對磁體的作用力或力距皆源於此。而現代理論則說明,磁力是電場力的相對論效應,受到磁性影響的區域,顯示出穿越該區域的電荷或置於該區域中的磁極會受到機械力的作用。
⑶ 磁鐵能吸住鐵是什麼原理
磁鐵吸住鐵,是因為當磁鐵靠近鐵塊時,鐵塊會感應出異性磁極,「同性相斥
異性相吸」所以他們緊緊的吸引在一起。只有鐵、鉻、鎳、鈷四種金屬具有這個特性.
(一)磁鐵的概念:
吸鐵石學名磁鐵,
磁鐵是磁體的一種。磁鐵是一種可以相互吸引或相互排斥的物質,如果說某物體內部的細小分子都能按照相同方向排列,就會變成磁鐵。磁鐵兩端的磁力特別強,稱為磁極,每塊磁鐵都有有北極、南極互相吸引,但是同極(北極與北極;南極與南極)相斥。兩極具有相吸或相斥的特性,北極可以與南極互相吸引,但是同極(北極與北極;南極與南極)相斥。
(二)磁鐵的種類:
磁鐵能夠吸住鐵、鎳、鈷等金屬,俗稱為吸鐵石。
(1)按照性能可分為一般常見的永久磁鐵,以及通電時才具備磁性的電磁鐵。磁鐵若製成棒狀或針狀並懸掛起來,會很自然地指向地球的南極和北極。
(2)磁鐵按照大小可分為大型磁鐵和小型磁鐵。
大型磁鐵
磁鐵的用途很廣泛,利用電磁鐵,製成運送鋼鐵的起重機。通電後成為磁性強大的磁鐵,所以能吸住笨重的鋼鐵。放下鋼鐵時只要切斷電源即可。小型磁鐵
與大型磁鐵相比之下,顯得既小又輕,磁性也弱了許多,比如指南針。
(三)磁性
磁性是物質的基本屬性之一,所有的物質都是磁介質。分為三種:
(1)順磁性物質,這種物質在磁場作用下產生與外磁場相同的附加磁場,大部分物質都屬於此類,
(2)抗磁性物質,這種物質在磁場作用下產生與外磁場相反的附加磁場,象銅和惰性氣體等。
(3)鐵磁性物質,這種物質在磁場作用下產生與外磁場相同的強烈的附加磁場,例如,鐵鈷鎳等。
根據安培最先提出的假說,在順磁質的分子中存在著永久的具有一定磁矩的分子電流.在沒有外磁場時,由於分子的熱運動,這些分子電流的取向是不規則的,因此它們所產生的磁場平均起來等於零,對外不顯示磁性.當有外磁場存在時,這些分子電流受到外場的取向作用,它們的磁矩格轉向外磁場的方向,產生沿外磁場方向的附加磁場.這就是順磁質磁化的原因.
綜上所述:鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質,它內部的電子自旋可以在小范圍內自發地排列起來,形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,使磁性加強,就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵「粘」在一起了
⑷ 吸盤電磁鐵的原理是什麼
吸盤電磁鐵的原理:
電磁吸盤是一種用電磁原理,通過使內部線圈通電產生磁力,經過導磁面板,將接觸在面板表面的工件緊緊吸住的,通過線圈斷電,磁力消失實現退磁,取下工件的原理而生產。
吸盤電磁鐵的應用:磨床、FYMC系列電磁磨刀機、龍門銑床、龍門刨床告等鐵質工件加工時的工件固定。吸盤電磁鐵的優勢:
1、吸盤吸力:
電控強力吸盤吸持力超強,最大可達16kg/cm²,磁力分布均勻、可調節,可適用於各種強力機加工、粗加工、精加工;普通強力吸盤吸力較弱且分布不均,無法承受強力機加工作業要求。
2、加工精度:
電控強力吸盤吸持力不需要通過連接電源來維持,連續作業不產生熱,避免工件的受熱變形,同時強勁且均勻的盤面吸力即使工件超出檯面也保證最高的加工精度。
而普通電磁吸盤磁力需要源源不斷的電流供給,作業一段時間即產生熱量,不僅是工件受熱變形,而且使吸盤磁力下降,無法保證加工精度。
3、使用性能:
電控強力吸盤可連續使用,即使每天連續工作20小時以上,也不會出現任何故障,也不需要做任何的維護保養;普通吸盤永磁在使用半年左右即會出現吸力下降的現象,而使用電磁吸盤則每天只能工作數小時之久,而且設備容易容易出現工作,需要頻繁更換、維修內部部件。
4、作業效率:
普通強力吸盤使用時需要大量的工件調整時間,可佔到整個加工過程的40%-50%,而且裝夾定位容易出現明顯誤差,廢品率高,效率非常低;電控強力吸盤具有自動輔助定位功能,簡單的按下一個按鈕,0.3秒的時間即完成工件的裝夾或釋放,可大大提高生產效率。
(4)數控機床磁鐵吸附的是什麼道理擴展閱讀:
電磁鐵對發電機本身的危害:
1、發電機失磁後,定子端部漏磁增強,使端部的部件和端部鐵芯過熱。
1、非同步運行後,發電機的等效電抗降低,由 變為 。因而從系統中吸收的無功增加,使定子繞組過熱。
2、發電機轉子繞組出現的差頻電流在轉子繞組中產生額外損耗,引起轉子繞組發熱。
4、對大型直接冷卻式汽輪發電機,平均非同步轉矩的最大值較小,慣性常數也相對降低,轉子在縱橫軸方面明顯不對稱。由於這些原因,在重負荷下失磁發電機的轉矩和有功將發生劇烈擺動。這種影響對水輪發電機更為嚴重。
電磁鐵對電力系統的危害:
1、發電機失磁後,由於有功功率擺動及系統電壓的降低,可能導致相鄰正常運行的發電機與系統之間失去同步,引起系統振盪。
2、發電機失磁造成系統中大量無功缺少,當系統中無功儲備不足,將引起電壓下降。嚴重時引起電壓崩潰,系統瓦解。
3、一台發電機失磁造成電壓下降,系統中的其他發電機在自動調節勵磁裝置作用下,將增加其無功輸出。從而使某些發電機、變壓器、輸電線路過電流,後備保護可能因過流動作,擴大了故障范圍。
⑸ 工廠吊鋼板用的磁鐵吸盤器的原理是什麼
工作原理是利用了法拉第的電磁感應原理來製造的。內部採用高性能永久磁性材料釹硼砂,能夠在磁路中產生很強的吸力,通過手柄翻轉改變磁力線使起重器處於工作或者關閉狀態;無需外界供電,是一種既安全節能,又高效率的新型起重工具。也就是利用電磁鐵超強磁性滲透吸附能力,當設備充上磁之後,就可以用遙控控制起吊了,下料只需要按控制器上退磁按鈕就可以退磁了,退磁後也就是說沒有磁性了,鋼板也就放下來了。充磁就按充磁按鈕,1-2秒就充磁完畢了。電永磁起重器,就是這個原理。
⑹ 磁鐵為什麼能吸金屬吸鐵的原理是什麼
磁鐵吸鐵由磁鐵的特性決定的,如果按原子電流解釋就是電流產生的磁場磁化別的物體,磁化物體產生電場,電場互相作用產生力的作用
物質大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部,電子不停地自轉,並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中,電子運動的方向各不相同、雜亂無章,磁效應相互抵消。因此,大多數物質在正常情況下,並不呈現磁性。
鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同,它內部的電子自旋可以在小范圍內自發地排列起來,形成一個自發磁化區,這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來,使磁性加強,就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵「粘」在一起了。
(6)數控機床磁鐵吸附的是什麼道理擴展閱讀:
磁鐵的發展:
1822年,法國物理學家阿拉戈和呂薩克發現,當電流通過其中有鐵塊的繞線時,它能使繞線中的鐵塊磁化。這實際上是電磁鐵原理的最初發現。1823年,斯特金也做了一次類似的實驗:他在一根並非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線,當銅線與伏打電池接通時,繞在U型鐵棒上的銅線圈即產生了密集的磁場,這樣就使U型鐵棒變成了一塊「電磁鐵」。
這種電磁鐵上的磁能要比永磁能放大多倍,它能吸起比它重20倍的鐵塊,而當電源切斷後,U型鐵棒就什麼鐵塊也吸不住,重新成為一根普通的鐵棒。斯特金的電磁鐵發明,使人們看到了把電能轉化為磁能的光明前景,這一發明很快在英國、美國以及西歐一些沿海國家傳播開來。
1829年,美國電學家亨利對斯特金電磁鐵裝置進行了一些革新,絕緣導線代替裸銅導線,因此不必擔心被銅導線過分靠近而短路。由於導線有了絕緣層,就可以將它們一圈圈地緊緊地繞在一起,由於線圈越密集,產生的磁場就越強,這樣就大大提高了把電能轉化為磁能的能力。
到了1831年,亨利試制出了一塊更新的電磁鐵,雖然它的體積並不大,但它能吸起1噸重的鐵塊。電磁鐵的發明也使發電機的功率得到了很大的提高。
⑺ 車間使用的吸零件的那些磁鐵很奇怪,轉一下就消磁,轉過來又恢復磁性,其原理是什麼
原理:不同物質的導磁能力不同
1〉現象:一塊永磁體被密封在鐵中,新的組合體依然表現出強磁力;
2〉現象:一塊永磁體被密封在鋁中,新的組合體幾乎不能被感覺到有磁力;
3〉解釋:鐵為鐵磁材料,而鋁為非鐵磁性介質
4〉工作方式:在磁鐵與被吸零件之間是鐵時,有磁性;「轉一下」,移走鐵塊,換上鋁、銅,或其它非鐵磁性材料(如空氣),永磁體的磁力不能良好的導出,幾乎不能被感覺到有磁力,類似於消磁。
⑻ 為什麼磁鐵之間會發生相斥相吸現象有什麼科學道理
迄今為止,專家覺得純天然磁場與磁石,是由於地球在銀河系中的勻速轉動,而產生磁場的原素與電流量不斷超強力融合,使全部地球變為一個挺大的磁場。 但是機靈的人類利用磁和磁的特性(異性相吸同性相斥)為人類服務項目已經是游刃有餘了。例如;羅盤、電機、發電機組、電聲器械、遠紅外磁療、磁懸、磁共振這些。但是那些全是人造磁鐵; 磁石的有效成分是鐵、鈷、鎳等金屬材料構成,其裡面的分子式較為獨特,其自身具備磁矩。
針對健身運動正電荷形成的磁場,也具備異性相吸、同性相斥的特性。磁石可以造成磁場,一部分帶有鐵、鈷、鎳等金屬材料可以產生永久磁鐵,這是由於在這種金屬材料之中,其分子排序具備獨特的構造,鄰近分子由於電子自旋造成明顯的相互影響,隨後產生細微的磁疇,每一個磁疇內電子器件的自旋磁矩自發性向著一個方位,因而磁疇對外開放具備較強的帶磁。
⑼ 磁鐵為什麼能吸金屬吸鐵的原理是什麼
成分是鐵、鈷、鎳等原子結構特殊,原子本身具有磁矩,一般的這些礦物分子排列混亂。磁區互相影響就顯不出磁性,但是在外力(如磁場)導引下分子排列方向趨向一致,就顯出磁性,也就是俗稱的磁鐵。鐵,鈷,鎳,是最常用的磁性物質,基本上磁鐵分永久磁鐵與軟鐵,永久磁鐵是加上強磁,使磁性物質的自旋與電子角動量成固定方向排列,軟磁則是加上電流(也是一種加上磁力的方法) 等電流去掉軟鐵會慢慢失去磁性。磁鐵不是人發明的,有天然的磁鐵礦,最早發現及使用磁鐵的應該是中國人。所以「指南針」是中國人四大發明之一。先秦時代我們的先人已經積累了許多這方面的認識,在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦,即磁石(主要成分是四氧化三鐵)。這些發現很早就被記載下來了。《管子》的數篇中最早記載了這些發現:「山上有磁石者,其下有金銅。」 磁鐵其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現,《呂氏春秋》九卷精通篇就有:「慈招鐵,或引之也。」那時的人稱「磁」為「慈」他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。並認為:「石是鐵 的母親,但石有慈和不慈兩種,慈愛的石頭能吸引他的子女,不慈的石頭就不能吸引了。」 漢以前人們把磁石寫做「慈石」,是慈愛石頭的意思。 既然磁石能吸引鐵,那麼是否還可以吸引其他金屬呢?我們的先民做了許多嘗試,發現磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬,也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經認識到磁石只能吸引鐵,而不能吸引其他物品。當把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時,有時候互相吸引,有時候相互排斥。現在人們都知道磁體有兩個極,一個稱N 極,一個稱S 極。同性極相互排斥,異性極相互吸引。那時的人們並不知道這個道理,但對這個現象還是能夠察覺到的。 到了西漢,有一個名叫欒大的方士,他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西,通過調整兩個棋子極性的相互位置,有時兩個棋子相互吸引,有時相互排斥。欒大稱其為「斗棋」。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝,並當場演示。漢武帝驚奇不已,龍心大悅,竟封欒大為「五利將軍」。欒大利用磁石的性質,製作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。 磁鐵地球也是一個大磁體,它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體,可以自由轉 動時,就會因磁體同性相斥,異性相吸的性質指示南北。這個道理古人不夠明白,但這類現象他們很清楚。
[編輯本段]磁現象的應用
「在傳統工業中的應用」: 在講述磁性材料的磁性來源、電磁感應、磁性器件時,我們已經提到了有些磁性材料的實際應用。實際上,磁性材料已經在傳統工業的各個方面得到了廣泛應用。 例如,如果沒有磁性材料,電氣化就成為不可能,因為發電要用到發電機、輸電要用到變壓器、電力機械要用到電動機、電話機、收音機和電視機中要用到揚聲器。眾多儀器儀表都要用到磁鋼線圈結構。這些都已經在講述其它內容時說到了。 磁鐵「生物界和醫學界的磁應用」: 信鴿愛好者都知道,如果把鴿子放飛到數百公里以外,它們還會自動歸巢。鴿子為什麼有這么好的認家本領呢?原來,鴿子對地球的磁場很敏感,它們可以利用地球磁場的變化找到自己的家。如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵,鴿子就會迷航。如果鴿子飛過無線電發射塔,強大的電磁波干擾也會使它們迷失方向。 在醫學上,利用核磁共振可以診斷人體異常組織,判斷疾病,這就是我們比較熟悉的核磁共振成像技術,其基本原理如下:原子核帶有正電,並進行自旋運動。通常情況下,原子核自旋軸的排列是無規律的,但將其置於外加磁場中時,核自旋空間取向從無序向有序過渡。自旋系統的磁化矢量由零逐漸增長,當系統達到平衡時,磁化強度達到穩定值。如果此時核自旋系統受到外界作用,如一定頻率的射頻激發原子核即可引起共振效應。在射頻脈沖停止後,自旋系統已激化的原子核,不能維持這種狀態,將回復到磁場中原來的排列狀態,同時釋放出微弱的能量,成為射電信號,把這許多信號檢出,並使之時進行空間分辨,就得到運動中原子核分布圖像。核磁共振的特點是流動液體不產生信號稱為流動效應或流動空白效應。因此血管是灰白色管狀結構,而血液為無信號的黑色。這樣使血管很容易軟組織分開。正常脊髓周圍有腦脊液包圍,腦脊液為黑色的,並有白色的硬膜為脂肪所襯托,使脊髓顯示為白色的強信號結構。核磁共振已應用於全身各系統的成像診斷。效果最佳的是顱腦,及其脊髓、心臟大血管、關節骨骼、軟組織及盆腔等。對心血管疾病不但可以觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖變化,而且可作心室分析,進行定性及半定量的診斷,可作多個切面圖,空間解析度高,顯示心臟及病變全貌,及其與周圍結構的關系,優於其他X線成像、二維超聲、核素及CT檢查。磁鐵磁不僅可以診斷,而且能夠幫助治療疾病。磁石是古老中醫的一味葯材。現在,人們利用血液中不同成分的磁性差別來分離紅細胞和白細胞。另外,磁場與人體經絡的相互作用可以實現磁療,在治療多種疾病方面有獨到的作用,已經有磁療枕、磁療腰帶等應用。用磁鐵作成的除鐵器可以去除麵粉等中可能存在的鐵末,磁化水可以防止鍋爐結垢,磁化種子可以在一定程度上使農作物增產。 「天文、地質、考古和采礦等領域的磁應用」: 我們已經知道,地球是一塊巨大的磁鐵,那麼,它的磁性來自何處?它是自古就有的嗎?它和地質狀況有什麼聯系?宇宙中的磁場又是如何的? 至少在圖片上我們都見過燦爛的北極光。我國自古代就有了北極光的記載。北極光實際上是太陽風中的粒子和地磁場相互作用的結果。太陽風是由太陽發出的高能帶電粒子流。當它們到達地球時,與地磁場發生相互作用,就好象帶電流的導線在磁場中受力一樣,使得這些粒子向南北極運動和聚集,並且和地球高空的稀薄氣體相碰撞,結果使氣體分子受激發,從而發光。 太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區域。太陽黑子的爆發對我們的生活會產生影響,例如使得無線電通信暫時中斷等。因此,研究太陽黑子對我們有重要意義。 地磁的變化可以用來勘探礦床。由於所有物質均具有或強或弱的磁性,如果它們聚集在一起,形成礦床,那麼必然對附近區域的地磁場產生干擾,使得地磁場出現異常情況。根據這一點,可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性,獲得地磁圖,對地磁圖上磁場異常的區域進行分析和進一步勘探,往往可以發現未知的礦藏或者特殊的地質構造。 不同地質年代的岩石往往具有不同的磁性。因此,可以根據岩石的磁性輔助判斷地質年代的變化以及地殼變動。 很多礦藏資源都是共生的,也就是說好幾種礦物質混合的一起,它們具有不同的磁性。利用這個特點,人們開發了磁選機,利用不同成分礦物質的不同磁性以及磁性強弱的差別,用磁鐵吸引這些物質,那麼它們所受到的吸引力就有所區別,結果可以將混在一起的不同磁性的礦物質分開,實現了磁性選礦。 「軍事領域的磁應用」: 磁性材料在軍事領域同樣得到了廣泛應用。例如,普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸,因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性感測器,由於坦克或者軍艦都是鋼鐵製造的,在它們接近(無須接觸目標)時,感測器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸,提高了殺傷力。 在現代戰爭中,制空權是奪得戰役勝利的關鍵之一。但飛機在飛行過程中很容易被敵方的雷達偵測到,從而具有較大的危險性。為了躲避敵方雷達的監測,可以在飛機表面塗一層特殊的磁性材料-吸波材料,它可以吸收雷達發射的電磁波,使得雷達電磁波很少發生反射,因此敵方雷達無法探測到雷達回波,不能發現飛機,這就使飛機達到了隱身的目的。這就是大名鼎鼎的「隱形飛機」。隱身技術是目前世界軍事科研領域的一大熱點。美國的F117隱形戰斗機便是一個成功運用隱身技術的例子。 在美國的「星球大戰」計劃中,有一種新型武器「電磁武器」的開發研究。傳統的火炮都是利用彈葯爆炸時的瞬間膨脹產生的推力將炮彈迅速加速,推出炮膛。而電磁炮則是把炮彈放在螺線管中,給螺線管通電,那麼螺線管產生的磁場對炮彈將產生巨大的推動力,將炮彈射出。這就是所謂的電磁炮。類似的還有電磁導彈等。
[編輯本段]磁鐵的知識
磁鐵的種類很多。一般分為永磁和軟磁兩大類。我們所說的磁鐵,一般都是指永磁磁鐵。 永磁磁鐵又分二大分類: 第一大類:金屬合金磁鐵包括釹鐵硼磁鐵(Nd2Fe14B)、釤鈷磁鐵(SmCo)、鋁鎳鈷磁鐵(ALNiCO) 第二大類:鐵氧體永磁材料(Ferrite) 1、釹鐵硼磁鐵: 它是目前發現商品化性能最高的磁鐵,被人們稱為磁王,擁有極高的磁性能其最大磁 能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機械加工性能亦相當之好。工作溫度最高可 達200攝氏度。而且其質地堅硬,性能穩定,有很好的性價比,故其應用極其廣泛。但因為其化學活 性很強,所以必須對其表面凃層處理。(如鍍Zn,Ni,電泳、鈍化等)。 2. 鐵氧體磁鐵:它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通過陶瓷工藝法製造而成,質地比較硬,屬 脆性材料,由於鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能適中,已成為應用最為廣泛的永磁體。 3. 鋁鎳鈷磁鐵:是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產成 不同的尺寸和形狀,可加工性很好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著最低可逆溫度系數,工作溫度可高達600攝 氏度以上。鋁鎳鈷永磁產品廣泛應用於各種儀器儀表和其他應用領域。 4、釤鈷(SmCo)依據成份的不同分為SmCo5和Sm2Co17。由於其材料價格昂貴而使其發展受到限制。釤 鈷(SmCo)作為稀土永磁鐵,不但有著較高的磁能積(14-28MGOe)、可靠的矯頑力和良好的溫度特 性。與釹鐵硼磁鐵相比,釤鈷磁鐵更適合工作在高溫環境中。
[編輯本段]磁鐵的歷史
隨著社會的發展,磁鐵的應用也越來越廣泛,從高科技產品到最簡單的包裝磁,目前應用最為廣泛的 還是釹鐵硼磁鐵和鐵氧體磁鐵。 從磁鐵的發展歷史來看,十九世紀末二十世紀初,人們主要使用碳 鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。二十世紀三十年代末,鋁鎳鈷磁鐵開發成功,才使磁鐵的大規模應 用成為可能。五十年代,鋇鐵氧體磁鐵的出現,既降低了永磁體成本,又將永磁材料的應用范圍拓寬到 高頻領域。到六十年代,釤鈷永磁的出現,則為磁鐵的應用開辟了一個新時代。1967年,美國Dayton 大學的Strnat等,研製成釤鈷磁鐵,標志著稀土磁鐵時代的到來。迄今為止,稀十永磁已經歷第一代 SmCo5,第二代沉澱硬化型Sm2Co17,發展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前鐵氧體磁鐵仍然是用量最大 的永磁材料,但釹鐵硼磁鐵的產值已大大超過鐵氧體永磁材料,釹鐵硼磁鐵的生產已發展成一大產業 磁力大小排列為:釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵。 磁鐵製作工藝: 釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵製作工藝也有所不同。從工藝講,有燒結釹鐵硼磁鐵和粘接釹鐵硼磁鐵,我們主要講燒結釹鐵硼磁鐵。
[編輯本段]工藝流程
工藝流程:配料 → 熔煉制錠→ 制粉 → 壓型 → 燒結回火 → 磁性檢測 → 磨加工 → 銷切加 工 → 電鍍 → 成品。 其中配料是基礎,燒結回火是關鍵 釹鐵硼磁鐵生產工具:有熔煉爐、鄂破機、球磨機、氣流磨、壓製成型機、真空封裝機、等靜壓機、 燒結爐、熱處理真空爐、磁性能測試儀、高斯計。 釹鐵硼磁鐵加工工具:有專用切片機、線切割機床、平磨機、雙面機、打孔機、倒角機、電鍍設備。
[編輯本段]磁懸浮列車應用
磁懸浮列車是一種採用無接觸的電磁懸浮、導向和驅動系統的磁懸浮高速列車系統。它的時速可達到500公里以上,是當今世界最快的地面客運交通工具,有速度快、爬坡能力強、能耗低運行時噪音小、安全舒適、不燃油,污染少等優點。並且它採用採用高架方式,佔用的耕地很少。磁懸浮列車意味著這些火車利用磁的基本原理懸浮在導軌上來代替舊的鋼輪和軌道列車。磁懸浮技術利用電磁力將整個列車車廂托起,擺脫了討厭的摩擦力和令人不快的鏘鏘聲,實現與地面無接觸、無燃料的快速「飛行」。
[編輯本段]釹鐵硼的應用
目前中國釹鐵硼磁體應用情況如下,高技術產品領域的應用佔37%,如核磁共振成像儀(MRI)、手機振動、硬碟驅動器音圈(VCM)、光碟(DVD、CD-ROM)驅動器主軸、電動工具、電動車、變頻空調的發動機。傳統中低檔產品領域的應用佔63%,如音響器件、磁吸附器件、磁選器、磁化器。