Igapäevase rutiini käigus puutute tõenäoliselt kokku ja kasutate tehnoloogiaid, mis sisaldavad mingil kujul magneteid. Magnetid mängivad lahutamatut rolli paljudes seadmetes ja seadmetes, millele te iga päev tuginete. Magnetite rakendusi igapäevaelus on palju ja need on mõjukad. Magnetid on olulised komponendid kõiges alates külmiku ukse suletuna hoidmisest kuni teie lemmikmuusikat esitavate kõlarite toiteni. Need on võrdselt kriitilised kõikjal levinud tehnoloogiate, näiteks pidevalt kontrollitava nutitelefoni ja nii tööks kui ka vaba aja veetmiseks kasutatavate sülearvutite toiteks. Magnetid võivad tegutseda kulisside taga, kuid nende panus igapäevaellu on märkimisväärne ja tunnustamist väärt. See artikkel uurib mõnda paljudest magnetite praktilistest rakendustest, mida te regulaarselt kogete.
Magnetid külmikutes ja sügavkülmikutes
Magnetid mängivad külmikute ja sügavkülmikute töös lahutamatut rolli. Magneteid kasutatakse külmiku ja sügavkülmiku uste tihendamiseks, luues õhukindla tihendi, mis aitab hoida külma õhu sisse ja sooja õhu välja.Levinumad külmikutes kasutatavad magnetid on painduvad kummimagnetid ja magnetribad. Kummist magnetid asetatakse ümber külmiku ukse serva, kus nad hoiavad ust tihedalt vastu külmiku korpust. Võib kasutada ka magnetribasid, millest üks on uksel ja teine külmiku raamil, et hoida ust magnetilise tõmbe abil suletuna.Mõned külmikud kasutavad ka elektromagneteid ehk magneteid, mida saab elektri abil sisse ja välja lülitada. Neid kasutatakse sageli koos magnetiliste uksetihenditega. Kui külmiku uks on suletud, aktiveerub elektromagnet, et tagada tugev tihend. Ukse avamisel lülitub elektromagnet välja, nii et ust saab hõlpsasti avada. Elektromagnetid võimaldavad õhukindlat tihendit, ilma et oleks vaja tugevat magnetit, mis muudaks ukse avamise raskeks.Lisaks uste tihendamisele kasutavad mõned külmikud kompressorites ja pumpades ka magneteid. Magnetid on hädavajalikud külmiku jahutamiseks kasutatavate külmutusagensite, nagu freoon, nõuetekohaseks ringluseks. Reguleerides külmutusagensi voolu läbi magnetvälja, saab külmik oma sisu tõhusalt jahutada.
Magnetid kõlarites ja kõrvaklappides
Magnetid on kõlarite ja kõrvaklappide olulised komponendid. Nad vastutavad elektrilise signaali muundamise eest heli tekitamiseks vajalikuks mehaaniliseks energiaks.Kõlarites ja kõrvaklappides kasutatakse elektromagneti loomiseks magneteid koos juhtmerullidega. Kui elektrivool liigub läbi mähise, loob see magnetvälja, mis interakteerub püsimagneti staatilise magnetväljaga. Selle interaktsiooni tulemuseks on jõud, mis liigutab mähist ja kinnitatud membraani, mis omakorda vibreerib õhku, tekitades helilaineid.
Püsimagneti tugevus mõjutab otseselt valjuhääldi või kõrvaklappide tõhusust ja jõudlust. Võimsamad magnetid võimaldavad tugevamaid magnetvälju, suuremaid jõude poolile ja suuremat diafragma kõrvalekaldeid. Selle tulemuseks on valjem ja selgem heli laiema sagedusvahemikuga. Paljud ülitäpsed kõlarid ja kõrvaklapid kasutavad parima võimaliku jõudluse saavutamiseks haruldasi muldmetallide magneteid, nagu neodüümraudboor (NdFeB) magnetid.
Mõne konstruktsiooni puhul on püsimagnet mähise liikumise ajal paigal. Teiste konstruktsioonide puhul jääb mähis fikseerituks, kuni magnet ja kinnitatud membraan liiguvad. Konkreetne tööpõhimõte sõltub valjuhääldi või kõrvaklappide konstruktsioonist ja kasutusotstarbest. Mõned kasutavad fikseeritud magnetvahes olevat ülerippuvat häälemähist, mõned kasutavad membraani, mille külge on kinnitatud helipool, mis liigutab magnetit, samas kui teised kasutavad liikuva rauast armatuuri konstruktsiooni. Kuid nad kõik tuginevad magnetväljade vastasmõjule, et tekitada heli loomiseks ja truuduseks vajalikke jõude.
Magnetid kõvaketastes ja salvestusseadmetes
Magnetid mängivad kõvaketaste ja muude salvestusseadmete töös lahutamatut rolli. Salvestusseadmed, nagu kõvakettad (HDD-d), pooljuhtkettad (SSD-d) ja välkmäluseadmed, toetuvad digitaalsete andmete salvestamiseks ja lugemiseks magnetitele.Kõvakettad sisaldavad pöörlevaid magnetplaate, mis hoiavad andmeid. Kui taldrikud pöörlevad, liigub andmetele juurdepääsuks üle pinna magnetiline lugemis-/kirjutuspea. Taldrikute ja lugemis-/kirjutuspeade magnetväljad võimaldavad andmete salvestamist ja otsimist. Täpsemalt esindavad taldriku pinna magnetilised polaarsused 1-sid ja 0-sid – binaarkoodi, millest kõik digitaalandmed koosnevad. Polaarsust muutes saab andmeid kõvakettale kirjutada. Polaarsuste lugemine võimaldab andmetele juurde pääseda ja neid hankida.SSD-d ja mälupulgad kasutavad magnetmälu ujuvvärava transistoride kujul. Nendel transistoridel on polüräni kiht, mis hoiab elektrilaengut, mis esindab andmeid. Laeng on kinni jäänud ränioksiidi ja räninitriidi kihiga. Andmete muutmiseks või neile juurde pääsemiseks kasutatakse magnetvälju elektronide tunnelimiseks läbi nende kihtide. See võimaldab andmeid vastavalt vajadusele ümber kirjutada või lugeda.
Kuna salvestustehnoloogiad on arenenud, on magnetid võimaldanud suuremat salvestustihedust, kiiremat lugemis-/kirjutuskiirust ja suuremat töökindlust. Kuid kõiki salvestusseadmeid piirab endiselt magnetväljade tugevus ja stabiilsus, samuti nende väljade manipuleerimise täpsus. Magnetandmete salvestamise jätkuv täiustamine soodustab edasist arengut andmetöötluse, nutitelefonide ja paljude teiste igapäevaellu sügavalt juurdunud tehnoloogiate vallas. Üldiselt mängivad magnetid kaasaegse digitaalse salvestamise ja teabele juurdepääsu võimaldamisel olulist ja sageli märkamatut rolli.
Magnetid magnetresonantstomograafias (MRI)
Kuidas MRI magnetid töötavad
MRI-skannerite magnetid on ülejahutusega elektromagnetid, mis tekitavad patsiendi ümber tugeva ühtlase magnetvälja. Enamik MRI magneteid kasutavad ülijuhtiva traadi mähiseid, mille kaudu voolab elektrivool. Mähised kastetakse vedelasse heeliumisse, et need jahutada peaaegu {{0}} kraadini, mille temperatuuril muutuvad nad väga juhtivaks ja tekitavad intensiivse magnetvälja. Magnetvälja tugevust mõõdetakse teslades – enamik MRT-skannereid töötab 1,5–3,0 teslat. Mida kõrgem on Tesla reiting, seda detailsemad võivad pildid olla.
Magnetväli paneb patsiendi kehas olevad prootonid joonduma samas suunas. Seejärel suunatakse patsiendile lühikesed raadiosageduslainete impulsid, et süstemaatiliselt muuta prootonite joondamist. Kui raadiosageduslikud impulsid on välja lülitatud, joonduvad prootonid uuesti magnetväljaga ja vabastavad elektromagnetilisi signaale, mida mõõdetakse MRI skanneriga. Neid signaale kasutatakse digitaalsete kujutiste koostamiseks, mis võivad paljastada kehasiseste kudede ja struktuuride pisiasju. Raadiosageduslike impulsside ajastust ja intensiivsust muutes saavad MRI-skannerid skaneerida keha erinevaid "lõike" ja erinevates suundades, et luua terviklik 3D-vaade.
MRI tehnoloogia on muutnud meditsiinilise pildistamise ja diagnoosimise. Selle toodetud üksikasjalikud kujutised võimaldavad arstidel tuvastada kõrvalekaldeid, diagnoosida haigusseisundeid ja jälgida haiguste progresseerumist. MRI-skaneeringuid kasutatakse sageli aju, seljaaju, südame ja muude pehmete kudede uurimiseks kehas.
Magnetid mootorites ja geenidesratsandid
Magnetid on elektrimootorite ja generaatorite olulised komponendid. Nende võime tekitada magnetvälju, mis interakteeruvad elektrivoolude ja magnetiliste materjalidega, võimaldab neil elektrienergiat mehaaniliseks energiaks muuta ja vastupidi.
Mootorid sisaldavad magneteid, mis pöörlevad elektrivoolu kasutamisel võlli, andes toite lugematutele seadmetele ja masinatele. Kuna mootori magnetite tekitatud magnetväli interakteerub elektrivooluga, tekitab see jõu, mis pöörab võlli. Mootori kiiruse ja võimsuse määravad magnetite tugevus ja polaarsus, samuti elektrivoolu tugevus.
Generaatorid kasutavad vastupidist efekti, kasutades mehaanilist energiat magnetite keerutamiseks traadi mähises ja elektri tootmiseks. Liikuv magnetväli indutseerib juhtmes elektrivoolu. Mida kiiremini magnetid pöörlevad, seda rohkem elektrivoolu tekib. Peaaegu kogu kaubanduslikult toodetud elekter pärineb suurtest generaatoritest, mis sisaldavad võimsaid magneteid ja mähiseid.
Väiksemas ulatuses leidub magneteid paljudes seadmetes olevates andurites, lülitites ja täiturmehhanismides. Nende magnetväljad tuvastavad ja liigutavad mustmetalle täpselt ja tõhusalt. Näiteks lülitites olevad magnetid avavad ja sulgevad ahelaid, samas kui andurite magnetid tuvastavad komponentide asukoha ja liikumise. Magnetajamid liigutavad ja juhivad mehhanisme otse sellistes seadmetes nagu kõvakettad, ventiilid ja lukud.
Magnetid magnettööriistades
Magnetid on paljude igapäevaselt kasutatavate tööriistade instrumentaalsed komponendid. Nende võime metalle meelitada ja tõrjuda võimaldab uuenduslikke kujundusi ja funktsioone, mis pole teiste materjalidega võimalikud.
Magnetkorjetööriistad
● Kas olete kunagi kukkunud ebamugavasse kohta väikese metalleseme, näiteks kruvi, naela või võtme? Magnetvõtiriistad, nagu magnetkepid või korjamispulgad, aitavad neid esemeid kätte saada. Pikendatava pulga otsas on võimas magnet, mis haarab ja tõstab metalleseme. Kitsastes kohtades, kuhu sõrmed ei ulatu, on need kiirendustööriistad äärmiselt kasulikud.
Naastuleidjad
● Raske sisekujunduse riputamine või riiulite paigaldamine nõuab sageli seinapoltide leidmist. Naastuleidjad kasutavad magneteid, et tuvastada seina taga olevates naastudes naelte või kruvide olemasolu. Kui libistate naastuotsijat üle seina, tuvastavad selle magnetid metallkinnituste magnetvälja, mis näitab, et naast on olemas. Naastuotsijad määravad täpselt naastu keskkoha ja servad, et tagada lisaseadmete turvaline paigaldamine.
Magnetilised randmepaelad
● Neile, kes teevad mehaanilist tööd või ehitustööd, võivad naelte, kruvide, mutrite või seibide mahakukkumine häirida. Magnetkäepaelad pakuvad lihtsat lahendust. Randmepael sisaldab magneteid, mis hoiavad metallesemeid küljes seni, kuni neid vaja läheb. Lihtsalt kukutage ese käepaelale ja see jääb paigale. Kui olete kasutamiseks valmis, haarake see käepaela küljest ära. Enam ei aja taga kukkuvaid või minema veerevaid osi.
Magnetilised tasemed
● Magnetribadega lood võimaldavad neid ajutiselt metallpindadele kinnitada. Magnetid hoiavad loodet paigal, nii et teil on mõlemad käed vabad riiulite, kunstiteoste või muude täpsust nõudvate esemete paigaldamiseks. Pärast tasandamist tõstke tase lihtsalt pinnalt, et see eemaldada, jätmata kahjustusi ega jääke. Tööülesannete jaoks, kus oleks kasu täiendavast kätekomplektist, on magnetnivood mugav lahendus.
Magnetid magnetlevitatsiooni ja Maglevi rongides
Kuidas Maglevi rongid töötavad
Maglevi rongid kasutavad ülijuhtivaid magneteid, et rong levitada rööbastee kohal. Kui rong liigub, panevad magnetväljad seda suurel kiirusel edasi. Hõõrdumise puudumine tähendab, et maglev-rongid võivad jõuda kiiruseni kuni 375 miili tunnis.
Magnetiline levitatsioon
● Rongi alumisele küljele paigaldatud võimsad ülijuhtivad elektromagnetid tõstavad selle üles ja liigutavad seda umbes tolli võrra juhtraja kohal. Magnetväljad tõrjuvad rongi juhtteelt, põhjustades Meissneri efekti tõttu levitatsiooni. Rongi hoitakse külgsuunas stabiliseerituna juhttee seinte sees.
Lineaarne tõukejõud
● Pärast leviteerimist liigub rong lineaarmootori kaudu edasi. Mootor kasutab muutuvaid magnetvälju, et liigutada rong mööda juhtteed. Kuna magnetväljad vahelduvad polaarsusega, lükkavad ja tõmbavad nad rongi sujuvalt libisedes edasi. Lineaarmootor ei vaja liikuvaid osi ja loob tõukejõu elektromagnetiliste jõudude kaudu.
Maglevi tehnoloogia eelised
Mõned maglev-tehnoloogia eelised hõlmavad järgmist:
● Keskkonnasõbralik- Heitmeid pole, mürasaaste on väike.
● Suured kiirused- Hõõrdumise puudumise tõttu võib see jõuda üle 300 miili tunnis.
● Madal hooldus -Liikuvate osade puudumine tähendab väiksemat remondi- või hooldusvajadust.
● Sujuv sõit- Reisijad kogevad magnetilise levitatsiooni ja tõukejõu tõttu sujuvat vibratsioonivaba sõitu.
● Vähendatud kulud- Madalamad infrastruktuuri- ja tegevuskulud võrreldes kiirraudteega.
Magnetid magnetilise eraldamise protsessides
Magnetid mängivad olulist rolli magnetilise eraldamise protsessides, mida kasutatakse materjalide sorteerimiseks ja puhastamiseks. Kui materjalid liiguvad magnetist mööda, tõmbavad magnetilised komponendid magneti poole, samas kui mittemagnetilised materjalid jäävad mõjutamata.
Metallide magnetiline eraldamine
● Rauda, niklit ja koobaltit sisaldavad metallid on magnetilised, samas kui enamik teisi metalle on mittemagnetilised. Kui magnetiliste ja mittemagnetiliste metallide segu läbib magnetseparaatori, klammerduvad magnetmetallid magneti külge, jättes mittemagnetilised metallid maha. Taaskasutuskeskused kasutavad seda meetodit mustmetallide, nagu raud ja teras, sorteerimiseks värvilistest metallidest, näiteks alumiiniumist.
Mineraalide ja ühendite puhastamine
● Magneteraldus on kasulik ka väärtuslike mineraalide kaevandamiseks maakidest ja ühenditest. Teatud mineraalid, nagu hematiit (raudoksiid), on magnetilised, samas kui enamik mineraale on mittemagnetilised. Kui purustatud maak läbib magnetseparaatori, kleepub hematiit magneti külge, eraldudes mittemagnetilistest mineraalidest. See võimaldab hematiiti koguda edasiseks töötlemiseks rauaks ja teraseks. Sarnased protsessid eraldavad teisi magnetilisi mineraale nagu magnetiit.
Metalliliste saasteainete eemaldamine
● Magneteralduse teine oluline kasutusala on metalliliste saasteainete eemaldamine erinevatest materjalidest. Plastik, puit, tera ja muud materjalid võivad töötlemise ja käitlemise käigus nendesse sattuda väikesed raua- või terastükid. Nende materjalide juhtimine üle magnettrumli või plaadi tõmbab need saasteained välja, jättes materjalid puhtaks ja nende sihtotstarbeliseks kasutamiseks sobivaks.
Magnetite rakendused ehituses
Magnetidel on ehitustööstuses palju kasulikke rakendusi. Nende võime tõsta ja liigutada raskeid esemeid ilma otsese kokkupuuteta muudab need ideaalseks terastalade, talade ja muude metallist ehitusmaterjalide töötlemiseks.
Sulgurmagneti raketissüsteem Betoonist monteeritavad magnetid
Tuntud ka kui raketise magnetid,Betoonist monteeritavad magnetidon praktiline ja kõrgtehnoloogiline viis raketise kinnitamiseks valualusele. Kuna haruldaste muldmetallide neodüümmagnetitel on tugevam tõmbejõud kui teistel magnetelementidel, kasutatakse neid nende ehitamisel. Katiku magnetite magnetkomponent on kaetud terasega, et jaotada magnetvoogu ja suurendada kontaktpinda.
Neodüümmagnetiga ümbritsetud korpused võivad neid kahjustuste eest kaitsta ja terast saab kasutada korpuse kinnitamiseks magneti külge.
Chamfer magnetid
Looge 45-kraadise kaldega serv, mida nimetatakse afaasimine, piki monteeritavate betoonpaneelide servi. Enne betooni valamist asetatakse need piki raketise servi. Kui betoon on kõvenenud, eemaldatakse faasimagnetid, jättes maha iseloomuliku nurga all oleva serva. Faasmagnetid annavad esteetiliselt meeldivama paneeliühenduse kui lihtne põkkliitmik. Need maksavad veidi rohkem, kuid paljud töövõtjad leiavad, et nad on investeeringut väärt.
Betooni faas monteeritavale
Üks praktilisemaid ja populaarsemaid tarvikuid betoonielementide sektoris on magnetilised faasid. Praegu pakume muude faasimisribade hulgas terasest magnetilisi faasiribasid, kummist magnetilisi faasimisribasid, polüuretaanist faasimisribasid ja PVC-faasilisi faasiribasid. Terasest raketise pindade ja terase kinnitamiseks kasutatakse kiiresti ja täpselt faaside, kaldservade, tilkumisvormide, võltsõmbluste, sälkude ja paljandite valmistamiseks betoonseinapaneelide nurkades ja külgedel ning erinevate šabloonide nurgas. töölauad. Vältige betooni väljavalgumist külgraketise ja monteeritava betooni valamise platvormi vahelisest avast.
Metallmaterjalide tõstmine ja teisaldamine
● Tugevaid kraanamagneteid kasutatakse ehitusplatsidel terastalade, torude ja lehtede tõstmiseks. Magnetid hoiavad metallesemetest kindlalt kinni, et neid saaks kohapeal transportida ja monteerimiseks paika panna. Selleks kasutatakse nii püsimagneteid kui ka elektromagneteid. Elektromagnetite eeliseks on see, et nad saavad magnetvälja sisse ja välja lülitada, vabastades vajaduse korral objektid.
Metallide eraldamine
● Magneteid kasutatakse ka metallesemete eraldamiseks jäätmetest ja ringlussevõtu voogudest. Kui konveierilindid liigutavad segajäätmeid võimsatest magnetitest mööda, tõmmatakse voolust välja ferromagnetilisi metalle, nagu teras, raud ja nikkel, mis eraldab need ringlussevõtuks. Värvilised metallid, nagu alumiinium ja vask, jäetakse lindile edasiseks sorteerimiseks allapoole. Sel viisil metallide eraldamine võimaldab tõhusamat ringlussevõttu.
Ülevaatus
● Mõned ehitusplatsid kasutavad magnetkontrolli, et kontrollida teraskonstruktsioonide (nt talad) vigu või puudusi. Magnetite poolt eralduv magnetvoog interakteerub terasega ja kõik muutused magnetväljas võivad viidata probleemidele, nagu praod, tühimikud või muud metalli defektid. Magnetosakeste kontroll on üks meetod, milles kasutatakse peeneid ferromagnetilisi osakesi, mis kogunevad magnetvälja juuresolekul vigade ümber. Kõik piirkonnad, kus osakesed koonduvad, viitavad probleemidele, mis vajavad lahendamist.
Struktuuride kindlustamine
● Püsimagnetid on mõnikord põimitud betoonvundamentidesse ja taladesse, et kinnitada teraskonstruktsioonid oma kohale. Magnetjõud magnetite ja teraskonstruktsiooni vahel loob tugeva sideme, aidates konstruktsiooni stabiliseerida ja ankurdada. Seda rakendust kasutatakse sageli siis, kui terase keevitamine otse betooni külge ei ole võimalik. Magnetid pakuvad lihtsat ja kemikaalivaba viisi kahe materjali tugevaks kinnitamiseks.
Magnetite rakendused igapäevaelus KKK
Magneteid kasutatakse paljudes tavalistes seadmetes ja tehnoloogiates, millega tõenäoliselt iga päev kokku puutute. Allpool on mõned kõige sagedamini esitatavad küsimused selle kohta, kuidas magneteid igapäevaelus kasutatakse.
Kuidas kasutatakse magneteid külmikutes ja sügavkülmikutes?
● Magnetid on külmikute ja sügavkülmade põhikomponent. Nende seadmete uksed sisaldavad magnettihendeid ja tihendeid, mis loovad ukse sulgemisel õhukindla tihendi. Ukseraamidesse paigaldatud magnetid tõmbavad tihendites ja tihendites oleva metalli ligi, hoides uksi kindlalt kinni. See võimaldab tõhusalt reguleerida temperatuuri ja takistab külma õhu väljapääsu.
Kuidas töötavad magnetid mootorites ja generaatorites?
● Paljud mootorid ja generaatorid toetuvad töötamiseks magnetitele. Magnetid tagavad mootori rootorite pöörlemiseks ja elektrivoolu tekitamiseks vajalikud magnetväljad. Kui magnetid pöörlevad juhtivate mähiste ümber, kutsuvad nad esile magnetjõu, mis surub ja tõmbab metallis olevaid elektrone, luues elektrivoolu. Nii on magnetid hädavajalikud generaatorites energia tootmiseks ja mootoriga seadmete töötamiseks.
Kuidas magneteid meditsiinitehnoloogiates kasutatakse?
● Magnetidel on meditsiinivaldkonnas oluline rakendus. Magnetresonantstomograafia (MRI) seadmed kasutavad keha skaneerimiseks ja siseorganite ja kudede üksikasjalike kujutiste loomiseks võimsaid magneteid. Magnetoentsefalograafia (MEG) skannerid kasutavad magnetomeetreid ajutegevuse kaardistamiseks, tuvastades aju elektrilise aktiivsuse tekitatud minutiseid magnetvälju. Magnetoteraapia või magnetväljateraapia kasutab väidetavalt valu ravimiseks ja tervise parandamiseks magnetvälju, kuigi paljude tervisealaste väidete toetuseks on vähe tõendeid.
Kuidas töötavad magnetid televiisorites, arvutimonitorides ja elektroonikaseadmetes?
● Paljud tehnoloogiad, nagu televiisorid, arvutimonitorid, kõvakettad ja kõlarid, sisaldavad magneteid. Telerites ja monitorides kasutatakse magneteid elektronkiirte juhtimiseks, et valgustada ekraanil piksleid ja tekitada pilte. Kõvaketastel on magnetid, mis genereerivad magnetvälju andmete lugemiseks ja draivile kirjutamiseks. Kõlarid sisaldavad magneteid, mis töötavad koos elektrimähistega, et muuta elektroonilised signaalid mehaaniliseks energiaks, mis tekitab helilaineid. Magnetid on tõeliselt olulised paljude elektroonikaseadmete toiteks, millest me iga päev sõltume.
KKK
Kas magnetid võivad vee pehmendamisel rolli mängida?
● Jah, mõnikord kasutatakse magneteidmajapidamises kasutatavad veepehmendussüsteemidkuna need võivad aidata vähendada kaltsiumi- ja magneesiumiioonide kogunemist torudesse ja seadmetesse. Kuigi vee magnetilise pehmendamise tõhususe üle vaieldakse endiselt, on see tehnoloogia pälvinud teatud tähelepanu selle potentsiaali tõttu vähendada katlakivi teket, eriti elamute veesüsteemides. Minimeerides mineraalide ladestumist, võivad magnetilised veepehmendajad aidata säilitada torustiku tõhusust ja pikendada vett kasutavate seadmete eluiga.