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Es ist an der Zeit, eine neue Grundkraft des Universums kennenzulernen. Sie ist wahrscheinlich die zweitbekannteste nach der Schwerkraft. Heute ein bisschen weniger Physik und mehr Praxis. Wir werden uns die verschiedenen Arten von Magneten ansehen und überlegen, wo es sich lohnt, sie einzusetzen.
Magnetismus
Es ist schwierig, über Magnete zu sprechen, ohne zumindest das Phänomen des Magnetismus zu erwähnen.
Viele alte Zivilisationen haben Magnetite gefunden. Dabei handelt es sich um natürlich magnetisierte Mineralsteine, die Eisen anziehen. Eine der frühesten Erwähnungen stammt aus dem 6. Jahrhundert vor Christus. – Die Entdeckung dieses Phänomens wurde von den Griechen Thales von Milet zugeschrieben. Der Name Magnet könnte daher auf Magnetite zurückgehen, die in Magnesia am Mäander, einer antiken griechischen Stadt in Kleinasien, gefunden wurden.
Magnetische Materialien werden nach ihrer Suszeptibilität klassifiziert. Der Ferromagnetismus ist für die meisten Magnetismus-Effekte im Alltag verantwortlich, aber es gibt tatsächlich mehrere Arten von Magnetismus.
- Paramagnetische Stoffe, wie Aluminium und Sauerstoff, werden von einem angelegten Magnetfeld schwach angezogen.
- Diamagnetische Stoffe, wie Kupfer und Kohlenstoff, werden schwach abgestoßen.
- Antiferromagnetische Materialien, wie Chrom und Spin-Glas, haben eine komplexere Beziehung zum Magnetfeld.
Die magnetische Kraft, die auf paramagnetische, diamagnetische und antiferromagnetische Stoffe einwirkt, ist in der Regel zu schwach, um spürbar zu sein, und kann nur mit Laborinstrumenten nachgewiesen werden, weshalb diese Stoffe im Alltag oft als unmagnetisch bezeichnet werden. Tatsächlich weisen aber alle Stoffe eine Art von Magnetismus auf.
Vieles hängt von der Temperatur, dem Druck und dem angelegten Magnetfeld ab. Ein Material kann mehr als eine Form von Magnetismus aufweisen, wenn sich diese Variablen ändern, und das tun sie. Die Intensität des Magnetfelds nimmt fast immer mit der Entfernung ab, obwohl die genaue mathematische Beziehung zwischen Intensität und Entfernung variiert. Verschiedene Konfigurationen von magnetischen Momenten und elektrischen Strömen können komplexe Magnetfelder erzeugen.
Der Magnet hat zwei Pole, die mit N (Nord) und S (Süd) bezeichnet wurden. Warum? Das ist eine Frage der Konvention. Die in Magnesia gefundenen Pole wurden mit einer Nadel magnetisiert, die in einen Korken gesteckt und auf die Wasseroberfläche gelegt wurde, und die Nadel zeigte immer auf den Nordpol der Erde. Tatsächlich liegt der magnetische Norden irgendwo im Norden Kanadas, und der magnetische Süden kann sich verschieben. Der magnetische Pol, nicht der eigentliche Pol, wird im frühen Physikunterricht verwendet.
Der Nagel ist aus Eisen gefertigt. Eisen ist leicht magnetisierbar. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass es im Eisen atomare Magnete gibt, die sich in Gruppen anordnen, die Domänen genannt werden. In einem nicht magnetisierten Stück Eisen sind die magnetischen Domänen in alle Richtungen ausgerichtet und heben sich gegenseitig auf. Wenn wir einen Nagel mit einem Magneten reiben, wird er magnetisiert. Das liegt daran, dass sich alle winzigen N-Pole an einem Ende und alle S-Pole am anderen Ende aufaddieren.
Welche Metalle werden von einem Magneten angezogen?
Selbst der stärkste Magnet kann bestimmte Metalle nicht anziehen. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind sie dagegen resistent. Ferromagnetische Materialien (Metalle) sind dafür am besten geeignet. Diese werden in der Regel zur Herstellung von Dauermagneten verwendet, worauf wir noch zurückkommen werden.
- Nickel
- Kobalt
- Gadolinium,
- Dysprosium,
- Eisen- und Nickellegierungen.
Diamagnetische Metalle ziehen einen Magneten nicht an. Sie haben eine abstoßende Wirkung auf sie, wenn auch nur leicht. Beispiele hierfür sind:
- Kupfer,
- Gold,
- Silber,
- Blei,
- Bismut,
- Kohlenstoff (Nicht-Metall).
Welchen Magneten soll ich wählen? Magnete und ihre Klassifizierung
Es gibt zwei allgemeine Arten von Magneten: Dauermagnete und Elektromagnete. Dauermagnete enthalten eine Kombination aus den Metallen Eisen, Kobalt und Nickel, die ein kontinuierliches Magnetfeld erzeugen. Daher haften diese Magnete immer am Kühlschrank und halten den Lorbeer Ihrer Enkelin fest an Ort und Stelle, ohne zu verrutschen. Elektromagnete hingegen erzeugen ein Magnetfeld durch elektrischen Strom. Dieses Magnetfeld baut sich ab, wenn der Strom aufhört zu fließen.
Magnete gibt es in Hülle und Fülle, auch in unserem Lager. Wenn Sie unser Sortiment durchstöbern und Ihre Auswahl treffen, sollten Sie einige Richtlinien beachten.
Traditioneller Magnet
Herkömmliche (Dauer-)Magnete werden aus Materialien hergestellt, die gleichbleibend starke magnetische Eigenschaften aufweisen. Zu den verwendeten Materialien gehören:
- Neodym-Magnete – die stärksten unter den Magneten. Sie werden aus Neodym (daher der Name), Eisen und Bor gebildet.
- Ferritmagnete – zeichnen sich durch ihre schwarze Farbe aus. Sie sind korrosionsbeständig, aber schwächer als Neodym-Magnete.
- Alnico-Magnete – bestehen aus Eisenlegierungen mit Zusatz von Aluminium, Nickel und Kobalt (daher Abkürzungen wie Alniko; Alni).
- Seltene-Erden-Magnete (z. B. Samarium-Kobalt).
Dauermagnete werden in vielen Geräten und Instrumenten wie Kompassen, Ölfiltern, Abscheidern oder Magnetkupplungen verwendet. Die Form des Magneten und das Material, aus dem er besteht, wirken sich auf die Polarität und andere Gebrauchseigenschaften aus, so dass es ratsam ist, sich vor der Auswahl eines bestimmten Modells genau über seine Bedürfnisse zu informieren. Es gibt tatsächlich viele Anwendungen für Magnete. Von den weniger bekannten – haben Sie schon von Magenmagneten für Rinder gehört…?
Es ist auch wichtig, daran zu denken, dass die erstgenannte Gruppe, die Neodym-Magnete, sehr stark sind und durch ihr Feld verschiedene elektronische Geräte in der Nähe beschädigen können.
Elektromagnet
Ein Elektromagnet ist eine Art von Magnet, bei dem ein Magnetfeld durch elektrischen Strom erzeugt wird. Elektromagnete bestehen in der Regel aus einem Draht, der zu einer Spule gewickelt ist. Der Strom, der durch den Draht fließt, erzeugt ein Magnetfeld, das in einem Loch in der Mitte der Spule konzentriert ist. Das Magnetfeld verschwindet, wenn der Strom abgeschaltet wird. Die Drahtspulen sind oft um einen Magnetkern aus ferromagnetischem oder ferrimagnetischem Material wie Eisen gewickelt; der Magnetkern bündelt den Magnetfluss und erzeugt einen stärkeren Magneten.
Der Hauptvorteil eines Elektromagneten gegenüber einem Dauermagneten besteht darin, dass das Magnetfeld durch Steuerung der Stromstärke in der Wicklung schnell verändert werden kann. Ein Dauermagnet benötigt keine Stromversorgung, während ein Elektromagnet eine kontinuierliche Stromzufuhr benötigt, um das Magnetfeld aufrechtzuerhalten.
Elektromagnete werden häufig als Bestandteile anderer elektrischer Geräte verwendet, z. B:
- Motoren,
- Generatoren ,
- relais ,
- Lautsprecher,
- Festplatten ,
- MRT-Geräte,
- wissenschaftliche Instrumente wie z. B. Geräte zur magnetischen Trennung.
Wirklich große Elektromagnete haben als einen ihrer Parameter die Hebefähigkeit – sie werden in der Industrie zum Heben und Bewegen schwerer eisenhaltiger Gegenstände wie Schrott und Stahl verwendet.
Unter den Elektromagneten finden wir auch, unterteilt in je nach der ausgeübten Funktion haltende und schiebende Elektromagnete. Sie sind in einer breiten Palette von Leistungen und Betriebsspannungen erhältlich, um verschiedenen elektronischen Geräten und spezifischen Anwendungen gerecht zu werden. In ihrem Fall geben wir die Versorgungsspannung, die Leistung, die Stromaufnahme und die Belastbarkeit an.
Magnet als elektrisches Schloss
Magnetische Schlösser können aus der Ferne ein- und ausgeschaltet werden, indem die Stromquelle eingestellt wird. Sie sind in der Regel einfacher einzubauen als andere Schlösser, da es keine miteinander verbundenen Teile gibt, so dass mit ein wenig Willenskraft weder ein Schlosser noch ein Elektriker benötigt wird. Das Aufbrechen mit einem Brecheisen oder einem anderen Handwerkszeug fügt einem Magnetschloss in der Regel weniger Schaden zu als herkömmlichen Schlössern. Es hat keine beweglichen Teile, die dadurch beschädigt werden könnten. Es benötigt jedoch eine konstante Stromquelle. Ein Magnetschloss ist sowohl für nach innen als auch für nach außen schwingende Türen geeignet.
Elektrische Türöffner und elektromagnetische Schlösser sind ein unverzichtbarer Bestandteil von Zugangskontroll- und Gegensprechanlagen. Es handelt sich um elektromechanische Vorrichtungen, deren Aufgabe es ist, die Türen in gesicherten Einrichtungen zu verriegeln. Wenn ein entsprechendes elektrisches Signal gegeben wird, wird das Eingangsschloss freigegeben. Ein elektromagnetisches Schloss, Magnetschloss oder Maglock ist also eine Schließvorrichtung. Sie lassen sich in solche unterteilen, die die Tür oder was auch immer sie bei einer Stromunterbrechung öffnen und schließen sollen, verriegeln, und solche, die sie öffnen.
Es ist eine Frage der Vorliebe und der Anwendung – da bestimmte Magnetschlösser sofort entriegelt werden, wenn der Strom abgeschaltet wird, ermöglicht dies im Vergleich zu anderen Schlössern eine schnelle Entriegelung, ohne dass man in einen Raum oder einen Inhalt eindringen muss, zu dem man sonst nur den Zugang verloren hätte. So aktiviert die Türöffnungstaste an der Gegensprechanlage den Elektromagneten im elektromagnetischen Türöffner. Die Leistung der heutigen Magnetschlösser ist mit der von herkömmlichen Türschlössern vergleichbar und ihr Betrieb ist billiger als der von herkömmlichen Glühbirnen. Wir können uns für den Einbau einer solchen Lösung entscheiden, sei es, um z. B. eine Schublade gegen Kinder oder eine Bar gegen Spieler zu sichern, oder um anspruchsvollere Systeme zu bauen. smart home.
Magnetventil
Magnetventile, Solenoide, sind elektromechanisch gesteuerte Ventile. Sie unterscheiden sich durch die Eigenschaften des verwendeten elektrischen Stroms, die Stärke des erzeugten Magnetfelds, den Mechanismus, mit dem sie das Fluid regulieren, sowie die Art und die Eigenschaften des Fluids, das sie steuern. Auch der Mechanismus variiert von Linearantrieben über Gelenkarmantriebe bis hin zu Schwenkantrieben. Magnetventile werden in der Hydraulik nach wie vor häufig eingesetzt.
Das Ventil kann mit zwei Anschlüssen zur Durchflussregelung oder mit drei oder mehr Anschlüssen zum Umschalten des Durchflusses zwischen den Anschlüssen ausgeführt sein. Mehrere Magnetventile können zusammen auf einem Verteiler angeordnet werden. Sie dienen dazu, Flüssigkeiten abzusperren, freizugeben, abzugeben, zu verteilen oder zu mischen. Magnete zeichnen sich durch schnelles und sicheres Schalten, hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer, gute Medienverträglichkeit mit den verwendeten Werkstoffen, geringe Steuerleistung und kompakte Bauweise aus.
Ob Sie einen Party-Getränkeautomaten, einen Springbrunnen mit einem Arduino oder Raspberry Pi bauen oder Lichtschranke müssen wir vor dem Kauf und der Installation die Anwendung und die Bedingungen, unter denen das Gerät eingesetzt werden soll, sowie die Eigenschaften, die es haben soll, bestimmen. Die Parameter helfen bei der Auswahl eines Magneten. Achten Sie bei Magnetventilen auf Merkmale wie:
- Versorgungsspannung und Stromverbrauch,
- Eigenschaften der strömenden Flüssigkeit oder des Gases (Temperatur, Viskosität, chemische Zusammensetzung, Druckbereich),
- Öffnungs- und Schließzeiten,
- die gewünschte Ruhestellung, d. h. ob die Armatur im Ruhezustand geöffnet oder geschlossen bleiben soll.
Und wenn Sie Fragen haben – Sie wissen, wo Sie uns finden.
