Ko opravljate vsakodnevno rutino, se verjetno srečate s tehnologijami, ki v določeni obliki vključujejo magnete, in jih uporabljate. Magneti igrajo pomembno vlogo v mnogih napravah in napravah, na katere se zanašate vsak dan. Uporabe magnetov v vsakdanjem življenju so številne in vplivne. Magneti so bistveni sestavni deli pri vsem, od tega, da so vrata vašega hladilnika zaprta, do napajanja zvočnikov, ki predvajajo vašo najljubšo glasbo. Enako kritične so pri napajanju tehnologij, ki so postale vseprisotne, kot je pametni telefon, ki ga nenehno preverjate, in prenosnik, ki ga uporabljate za delo in prosti čas. Magneti morda delujejo v zakulisju, vendar so njihovi prispevki k vsakodnevnemu življenju pomembni in vredni priznanja. Ta članek raziskuje nekatere od številnih praktičnih uporab magnetov, ki jih redno uporabljate.
Magneti v hladilnikih in zamrzovalnikih
Magneti igrajo pomembno vlogo pri delovanju hladilnikov in zamrzovalnikov. Magneti se uporabljajo za tesnjenje vrat hladilnika in zamrzovalnika, kar ustvarja nepredušno tesnilo, ki pomaga ohranjati hladen zrak noter in topel zrak zunaj.Najpogostejši tipi magnetov, ki se uporabljajo v hladilnikih, so prožni gumijasti magneti in magnetni trakovi. Gumijasti magneti so nameščeni okoli roba vrat hladilnika, kjer tesno držijo vrata ob ohišju hladilnika. Uporabite lahko tudi magnetne trakove, pri čemer je en trak na vratih in en na okvirju hladilnika, da držijo vrata zaprta z magnetno privlačnostjo.Nekateri hladilniki uporabljajo tudi elektromagnete oziroma magnete, ki jih je mogoče vklopiti in izklopiti z elektriko. Pogosto se uporabljajo v kombinaciji z magnetnimi tesnili vrat. Ko so vrata hladilnika zaprta, se aktivira elektromagnet, ki zagotavlja močno tesnjenje. Ko se vrata odprejo, se elektromagnet izklopi, tako da se vrata zlahka odprejo. Elektromagneti omogočajo nepredušno tesnjenje brez potrebe po močnem magnetu, ki bi otežil odpiranje vrat.Nekateri hladilniki poleg tesnjenja vrat uporabljajo tudi magnete v svojih kompresorjih in črpalkah. Magneti so bistveni za pravilno kroženje hladilnih sredstev, kot je freon, ki se uporablja za hlajenje hladilnika. Z nadzorom pretoka hladilnih sredstev prek magnetnih polj lahko hladilnik učinkovito ohladi svojo vsebino.
Magneti v zvočnikih in slušalkah
Magneti so bistveni sestavni deli zvočnikov in slušalk. Odgovorni so za pretvorbo električnega signala v mehansko energijo, ki je potrebna za ustvarjanje zvoka.V zvočnikih in slušalkah se magneti uporabljajo v kombinaciji s tuljavami žice za ustvarjanje elektromagneta. Ko električni tok teče skozi tuljavo, ustvari magnetno polje, ki deluje s statičnim magnetnim poljem trajnega magneta. Posledica te interakcije je sila, ki premika tuljavo in pritrjeno membrano, ta pa vibrira zrak, da ustvari zvočne valove.
Moč trajnega magneta neposredno vpliva na učinkovitost in delovanje zvočnika ali slušalk. Močnejši magneti omogočajo močnejša magnetna polja, večje sile na tuljavo in večji gib diafragme. Posledica tega je glasnejši, jasnejši zvok s širšim frekvenčnim razponom. Številni dizajni zvočnikov in slušalk visoke ločljivosti uporabljajo magnete redkih zemelj, kot so magneti neodim železo-bor (NdFeB), da dosežejo najboljšo možno zmogljivost.
Pri nekaterih izvedbah trajni magnet miruje, medtem ko se tuljava premika. Pri drugih izvedbah tuljava ostane pritrjena, medtem ko se magnet in pritrjena membrana premikata. Določen princip delovanja je odvisen od konstrukcije in namena uporabe zvočnika ali slušalk. Nekateri uporabljajo previsno zvočno tuljavo v fiksni magnetni reži, nekateri uporabljajo diafragmo s pritrjeno zvočno tuljavo, ki premika magnet, medtem ko drugi uporabljajo zasnovo gibljive železne armature. Vendar pa se vsi zanašajo na interakcijo magnetnih polj, da ustvarijo sile, potrebne za ustvarjanje zvoka in zvestobo.
Magneti v trdih diskih in napravah za shranjevanje
Magneti igrajo pomembno vlogo pri delovanju trdih diskov in drugih naprav za shranjevanje. Naprave za shranjevanje, kot so trdi diski (HDD), pogoni SSD (SSD) in bliskovni pogoni, se vse zanašajo na magnete za shranjevanje in branje digitalnih podatkov.Trdi diski vsebujejo vrteče se magnetne plošče, ki hranijo podatke. Ko se krožniki vrtijo, se magnetna bralno/pisalna glava premika po površini za dostop do podatkov. Magnetna polja plošč in bralno/pisalnih glav omogočajo shranjevanje in priklic podatkov. Natančneje, magnetne polaritete površine plošče predstavljajo 1s in 0s – binarno kodo, iz katere so sestavljeni vsi digitalni podatki. S spreminjanjem polaritete lahko podatke zapišete na trdi disk. Branje polarnosti omogoča dostop do podatkov in njihovo iskanje.SSD in bliskovni pogoni uporabljajo magnetni pomnilnik v obliki tranzistorjev s plavajočimi vrati. Ti tranzistorji imajo plast polisilicija, ki zadržuje električni naboj, ki predstavlja podatke. Naboj na mestu ujame plast silicijevega oksida in silicijevega nitrida. Za spreminjanje ali dostop do podatkov se uporabljajo magnetna polja za tuneliranje elektronov skozi te plasti. To omogoča prepisovanje ali branje podatkov po potrebi.
Ko so tehnologije shranjevanja napredovale, so magneti omogočili večjo gostoto shranjevanja, hitrejše hitrosti branja/pisanja in večjo zanesljivost. Vendar pa so vse naprave za shranjevanje še vedno omejene z močjo in stabilnostjo magnetnih polj, pa tudi z natančnostjo, s katero je mogoče manipulirati s temi polji. Nadaljnje izboljšave magnetnega shranjevanja podatkov bodo spodbudile nadaljnji napredek v računalništvu, pametnih telefonih in številnih drugih tehnologijah, ki so postale globoko vgrajene v vsakdanje življenje. Na splošno imajo magneti ključno in pogosto nenapovedano vlogo pri omogočanju sodobnega digitalnega shranjevanja in dostopa do informacij.
Magneti pri slikanju z magnetno resonanco (MRI)
Kako delujejo magneti MRI
Magneti v MRI skenerjih so prehlajeni elektromagneti, ki ustvarjajo močno, enakomerno magnetno polje okoli pacienta. Večina magnetov MRI uporablja tuljave superprevodne žice, skozi katere teče električni tok. Tuljave so potopljene v tekoči helij, da se ohladijo na skoraj {{0}} stopinj, pri kateri temperaturi postanejo visoko prevodne in ustvarjajo intenzivno magnetno polje. Jakost magnetnega polja se meri v teslah – večina MRI skenerjev deluje pri 1,5 do 3,0 teslah. Višja kot je ocena Tesla, bolj podrobne so lahko slike.
Magnetno polje povzroči, da se protoni v pacientovem telesu poravnajo v isto smer. Kratki impulzi radiofrekvenčnih valov so nato usmerjeni na pacienta, da se sistematično spremeni poravnava protonov. Ko so radiofrekvenčni impulzi izklopljeni, se protoni poravnajo z magnetnim poljem in sprostijo elektromagnetne signale, ki jih izmeri skener MRI. Ti signali se uporabljajo za izdelavo digitalnih slik, ki lahko razkrijejo najmanjše podrobnosti o tkivih in strukturah v telesu. S spreminjanjem časa in intenzivnosti radiofrekvenčnih impulzov lahko MRI skenerji skenirajo različne "rezine" telesa in v različnih usmeritvah, da ustvarijo celovit 3D pogled.
Tehnologija MRI je spremenila medicinsko slikanje in diagnozo. Podrobne slike, ki jih ustvari, omogočajo zdravnikom, da prepoznajo nepravilnosti, diagnosticirajo zdravstvena stanja in spremljajo napredovanje bolezni. MRI skeniranje se pogosto uporablja za pregledovanje možganov, hrbtenjače, srca in drugih mehkih tkiv v telesu.
Magneti v motorjih in genratorji
Magneti so bistveni sestavni deli elektromotorjev in generatorjev. Njihova sposobnost ustvarjanja magnetnih polj, ki medsebojno delujejo z električnimi tokovi in magnetnimi materiali, jim omogoča pretvorbo električne energije v mehansko in obratno.
Motorji vsebujejo magnete, ki ob uporabi električnega toka vrtijo gred in poganjajo nešteto naprav in strojev. Ko magnetno polje, ki ga ustvarijo magneti motorja, sodeluje z električnim tokom, ustvari silo, ki vrti gred. Moč in polarnost magnetov ter količina električnega toka določata hitrost in moč motorja.
Generatorji uporabljajo nasprotni učinek, uporabljajo mehansko energijo za vrtenje magnetov v tuljavi žice in proizvodnjo električne energije. Gibajoče se magnetno polje inducira električni tok v žici. Hitreje kot se vrtijo magneti, več električnega toka nastane. Skoraj vsa komercialno proizvedena elektrika prihaja iz velikih generatorjev, ki vsebujejo močne magnete in tuljave.
V manjšem obsegu se magneti nahajajo v senzorjih, stikalih in aktuatorjih v široki paleti opreme. Njihova magnetna polja natančno in učinkovito zaznavajo in premikajo železne kovine. Na primer, magneti v stikalih odpirajo in zapirajo tokokroge, medtem ko tisti v senzorjih zaznavajo položaj in gibanje komponent. Magnetni aktuatorji neposredno premikajo in krmilijo mehanizme v napravah, kot so trdi diski, ventili in ključavnice.
Magneti v magnetnih orodjih
Magneti so instrumentalne komponente v številnih orodjih, ki jih uporabljamo vsak dan. Njihova sposobnost privabljanja in odbijanja kovin omogoča inovativne oblike in funkcije, ki jih drugi materiali ne morejo izvesti.
Orodja za magnetno zajemanje
● Ali vam je že kdaj padel majhen kovinski predmet, kot je vijak, žebelj ali ključ, v neroden prostor? Magnetna orodja za pobiranje, kot so magnetne palice ali palice za pobiranje, pomagajo pridobiti te predmete. Na koncu raztegljive palice je močan magnet, ki lahko zgrabi in dvigne kovinski predmet. Za ozke prostore, kjer prsti ne morejo doseči, so ta pobiralna orodja izjemno uporabna.
Iskalci žrebcev
● Obešanje težkega okrasja ali namestitev polic pogosto zahteva namestitev stenskih zatičev. Iskalci čepov uporabljajo magnete, da zaznajo prisotnost žebljev ali vijakov v čepih za steno. Ko potisnete iskalo zatičev po steni, njegovi magneti zaznajo magnetno polje kovinskih pritrdilnih elementov, kar pomeni, da je zatič. Iskalniki čepov natančno določijo sredino in robove čepa, da zagotovijo varno namestitev priključkov.
Magnetne zapestnice
● Za tiste, ki se ukvarjajo z mehanskimi deli ali gradnjo, lahko padanje žebljev, vijakov, matic ali podložk moti. Magnetne zapestnice so preprosta rešitev. Zapestnica vsebuje magnete, ki držijo kovinske predmete pritrjene, dokler niso potrebni. Preprosto spustite predmet na zapestnico in pristal bo na mestu. Ko ste pripravljeni za uporabo, ga zgrabite z zapestnice. Nič več lovljenja delov, ki padejo ali se odkotalijo.
Magnetne ravni
● Ravni z magnetnimi trakovi vam omogočajo, da jih začasno pritrdite na kovinske površine. Magneti ohranjajo nivo na mestu, tako da imate obe roki prosti za namestitev polic, umetniških del ali drugih predmetov, ki zahtevajo natančnost. Ko zravnate, preprosto dvignete libelo s površine, da jo odstranite, pri čemer ne pustite nobenih poškodb ali ostankov. Za naloge, pri katerih bi bil koristen dodaten komplet rok, so magnetne nivelire priročna rešitev.
Magneti v magnetni levitaciji in vlakih Maglev
Kako delujejo vlaki Maglev
Vlaki Maglev uporabljajo superprevodne magnete za levitacijo vlaka nad progo. Ko se vlak premika, ga magnetna polja ženejo naprej z velikimi hitrostmi. Pomanjkanje trenja pomeni, da lahko vlaki maglev dosežejo hitrost do 575 milj na uro.
Magnetna levitacija
● Zmogljivi superprevodni elektromagneti, nameščeni na spodnji strani vlaka, ga dvignejo in dvignejo približno centimeter nad vodilom. Magnetna polja odbijajo vlak od vodila, kar povzroči levitacijo zaradi Meissnerjevega učinka. Vlak je bočno stabiliziran znotraj sten vodila.
Linearni pogon
● Ko lebdi, se vlak premika naprej z linearnim motorjem. Motor uporablja spreminjajoča se magnetna polja za poganjanje vlaka po vodilu. Ko magnetna polja izmenjujejo polarnost, potiskajo in vlečejo vlak naprej v gladkem drsečem gibanju. Linearni motor ne potrebuje gibljivih delov in ustvarja pogon s pomočjo elektromagnetnih sil.
Prednosti tehnologije Maglev
Nekatere prednosti tehnologije maglev vključujejo:
● Okolju prijazen- Brez emisij, malo hrupa.
● Visoke hitrosti- Lahko doseže več kot 300 milj na uro zaradi pomanjkanja trenja.
● Nizko vzdrževanje -Brez gibljivih delov pomeni manj potrebe po popravilih ali servisiranju.
● Gladka vožnja- Potniki doživljajo gladko vožnjo brez tresljajev zaradi magnetne levitacije in pogona.
● Zmanjšani stroški- Nižji infrastrukturni in operativni stroški v primerjavi z železnico za visoke hitrosti.
Magneti v postopkih magnetne separacije
Magneti igrajo pomembno vlogo v postopkih magnetne separacije, ki se uporabljajo za sortiranje in čiščenje materialov. Ko se materiali premikajo mimo magneta, magnetne komponente privlači magnet, medtem ko nemagnetni materiali ostanejo nespremenjeni.
Magnetna separacija kovin
● Kovine, ki vsebujejo železo, nikelj in kobalt, so magnetne, medtem ko je večina drugih kovin nemagnetnih. Ko gre mešanica magnetnih in nemagnetnih kovin skozi magnetni separator, se magnetne kovine oprimejo magneta, nemagnetne kovine pa ostanejo za seboj. Centri za recikliranje uporabljajo to metodo za ločevanje železnih kovin, kot sta železo in jeklo, od neželeznih kovin, kot je aluminij.
Čiščenje mineralov in spojin
● Magnetna separacija je uporabna tudi za pridobivanje dragocenih mineralov iz rud in spojin. Nekateri minerali, kot je hematit (železov oksid), so magnetni, medtem ko je večina mineralov nemagnetnih. Ko gre zdrobljena ruda skozi magnetni separator, se hematit prilepi na magnet in se loči od nemagnetnih mineralov. To omogoča zbiranje hematita za nadaljnjo predelavo v železo in jeklo. Podobni procesi ločijo druge magnetne minerale, kot je magnetit.
Odstranjevanje kovinskih kontaminantov
● Druga ključna uporaba magnetnega ločevanja je odstranjevanje kovinskih kontaminantov iz različnih materialov. V plastiki, lesu, žitu in drugih materialih se lahko med obdelavo in ravnanjem zadržijo majhni koščki železa ali jekla. Prehod teh materialov preko magnetnega bobna ali plošče izvleče te onesnaževalce, tako da ostanejo materiali čisti in primerni za predvideno uporabo.
Uporaba magnetov v gradbeništvu
Magneti imajo veliko uporabnih aplikacij v gradbeništvu. Njihova zmožnost dvigovanja in premikanja težkih predmetov brez neposrednega stika je idealna za manipulacijo jeklenih tramov, nosilcev in drugih kovinskih gradbenih materialov.
Opažni magnetni opažni sistem Montažni betonski magneti
Znani tudi kot opažni magneti,Montažni betonski magnetiso praktičen in visokotehnološki način za pritrditev opažev na livarsko posteljo. Ker imajo neodimovi magneti iz redkih zemelj močnejšo vlečno silo kot drugi magnetni elementi, se uporabljajo v njihovi konstrukciji. Magnetna komponenta magnetov za zaklop je prevlečena z jeklom za porazdelitev magnetnega toka in povečanje kontaktne površine.
Ohišja, ki so obdana z neodimovim magnetom, jih lahko zaščitijo pred poškodbami, jeklo pa se lahko uporabi za pritrditev ohišja na magnet.
Magneti za posnete robove
Ustvarite 45-stopinjski poševni rob, znan kot aposneti rob, vzdolž robov montažnih betonskih plošč. Postavljeni so vzdolž robov opaža pred vlivanjem betona. Ko se beton strdi, se posnemalni magneti odstranijo, za seboj pa ostane značilen kotni rob. Magneti za posnete robove ustvarijo bolj estetsko prijeten spoj plošč kot preprosti čelni spoj. Stanejo nekoliko več, vendar mnogi izvajalci menijo, da so vredni naložbe.
Betonski posnetek za montažne
Eden najbolj praktičnih in priljubljenih dodatkov v sektorju montažnega betona so magnetni posnetki. Trenutno nudimo jeklene magnetne posnete trakove, gumijaste magnetne posnete trakove, poliuretanske posnete trakove in PVC posnete trakove med drugimi vrstami posnetih trakov. Za hitro in natančno izdelavo posnetij, poševnih robov, odcejnih kalupov, lažnih šivov, zarez in izpostavljenosti na vogalih in ploskvah betonskih stenskih plošč ter kotih različnih šablon se pogosto uporabljajo magnetni posnetki za pritrditev jeklenih opažnih površin in jekla. delovne mize. Preprečite razlitje betona iz odprtine med stranskim opažem in ploščadjo za vlivanje montažnega betona.
Dvigovanje in premikanje kovinskih materialov
● Zmogljivi magneti žerjavov se uporabljajo na gradbiščih za dvigovanje jeklenih nosilcev, cevi in pločevine. Magneti varno oprimejo kovinske predmete, tako da jih je mogoče prevažati po mestu in postaviti na mesto za sestavljanje. V ta namen se uporabljajo tako trajni magneti kot tudi elektromagneti. Prednost elektromagnetov je, da lahko vklopijo in izklopijo magnetno polje ter po potrebi sprostijo predmete.
Ločevanje kovin
● Magneti se uporabljajo tudi za ločevanje kovinskih predmetov iz tokov odpadkov in recikliranja. Ko tekoči trakovi premikajo mešane odpadke mimo močnih magnetov, se feromagnetne kovine, kot so jeklo, železo in nikelj, potegnejo iz toka in jih ločijo za recikliranje. Neželezne kovine, kot sta aluminij in baker, se nadaljujejo po traku za nadaljnje sortiranje. Ločevanje kovin na ta način omogoča učinkovitejše recikliranje.
Inšpekcija
● Nekatera gradbišča uporabljajo magnetni pregled za preverjanje napak ali nepopolnosti v jeklenih konstrukcijah, kot so tramovi. Magnetni tok, ki ga oddajajo magneti, vpliva na jeklo in vse spremembe v magnetnem polju lahko kažejo na težave, kot so razpoke, praznine ali druge napake v kovini. Inšpekcija z magnetnimi delci je ena od metod, pri kateri se uporabljajo drobni feromagnetni delci, ki se v prisotnosti magnetnega polja zbirajo okoli razpok. Vsa področja, kjer grozdi delcev kažejo na težave, ki jih je treba obravnavati.
Varovanje struktur
● Trajni magneti so včasih vdelani v betonske temelje in nosilce za pritrditev jeklenih konstrukcij na mestu. Magnetna sila med magneti in jekleno strukturo ustvarja močno vez, ki pomaga stabilizirati in zasidrati strukturo. Ta aplikacija se pogosto uporablja, kadar varjenje jekla neposredno na beton ni mogoče. Magneti zagotavljajo preprost način za trdno pritrditev obeh materialov brez uporabe kemikalij.
Pogosta vprašanja o uporabi magnetov v vsakdanjem življenju
Magneti se uporabljajo v številnih običajnih napravah in tehnologijah, s katerimi se verjetno srečujete vsak dan. Spodaj je nekaj najpogostejših vprašanj o uporabi magnetov v vsakdanjem življenju.
Kako se magneti uporabljajo v hladilnikih in zamrzovalnikih?
● Magneti so ključni sestavni del hladilnikov in zamrzovalnikov. Vrata teh naprav vsebujejo magnetna tesnila in tesnila, ki ustvarijo nepredušno tesnilo, ko so vrata zaprta. Magneti, vgrajeni v okvirje vrat, privlačijo kovino v tesnilih in tesnilih, kar drži vrata varno zaprta. To omogoča učinkovito regulacijo temperature in preprečuje uhajanje hladnega zraka.
Kako delujejo magneti v motorjih in generatorjih?
● Veliko motorjev in generatorjev je za delovanje odvisno od magnetov. Magneti zagotavljajo magnetna polja, potrebna za vrtenje rotorjev motorjev in ustvarjanje električnega toka. Ko se magneti vrtijo okoli prevodnih tuljav, inducirajo magnetno silo, ki potiska in vleče elektrone v kovini, kar ustvarja električni tok. Tako so magneti bistveni za proizvodnjo energije v generatorjih in omogočanje delovanja motorizirane opreme.
Kako se magneti uporabljajo v medicinski tehnologiji?
● Magneti imajo pomembno vlogo v medicini. Naprave za slikanje z magnetno resonanco (MRI) uporabljajo močne magnete za skeniranje telesa in ustvarjanje podrobnih slik notranjih organov in tkiv. Skenerji za magnetoencefalografijo (MEG) uporabljajo magnetometre za preslikavo možganske aktivnosti z zaznavanjem majhnih magnetnih polj, ki jih povzroča električna aktivnost v možganih. Magnetoterapija ali terapija z magnetnim poljem uporablja magnetna polja za domnevno zdravljenje bolečin in izboljšanje zdravja, čeprav je malo dokazov, ki podpirajo številne zdravstvene trditve.
Kako delujejo magneti v televizorjih, računalniških monitorjih in elektronskih napravah?
● Številne tehnologije, kot so televizorji, računalniški monitorji, trdi diski in zvočniki, vsebujejo magnete. V televizorjih in monitorjih se magneti uporabljajo za vodenje elektronskih žarkov za osvetlitev slikovnih pik na zaslonu in ustvarjanje slik. Trdi diski imajo magnete, ki ustvarjajo magnetna polja za branje in pisanje podatkov na pogon. Zvočniki vsebujejo magnete, ki skupaj z električnimi tuljavami pretvarjajo elektronske signale v mehansko energijo, ki ustvarja zvočne valove. Magneti so resnično bistveni za napajanje številnih elektronskih naprav, od katerih smo vsak dan odvisni.
pogosta vprašanja
Ali lahko magneti igrajo vlogo pri mehčanju vode?
● Da, včasih se uporabljajo magnetigospodinjski sistemi za mehčanje vodesaj lahko pomagajo zmanjšati kopičenje kalcijevih in magnezijevih ionov v ceveh in napravah. Medtem ko se o učinkovitosti magnetnega mehčanja vode še vedno razpravlja, je ta tehnologija pridobila nekaj pozornosti zaradi svojega potenciala za zmanjšanje nastajanja vodnega kamna, zlasti v stanovanjskih vodnih sistemih. Z zmanjševanjem mineralnih usedlin lahko magnetni mehčalci vode pomagajo ohraniti učinkovitost vodovodne napeljave in podaljšajo življenjsko dobo naprav, ki uporabljajo vodo.