Магнит самый мощный: Самый мощный в мире магнит — неодимовый магнит — теперь в виде гаджета / Хабр

Характеристики неодимовых магнитов

Данную статью мы написали, чтобы дать ответ на вопрос о классах магнитов, их стандартах, физических характеристиках.

Несмотря на то, что предлагаемые нами магниты называются неодимовыми, они могут очень сильно отличаться друг от друга, ведь у каждого магнита есть свои физические характеристики, а не только размеры, форма и покрытие. Поэтому вопрос, какие именно неодимовые магниты Вас интересуют, не должен ставить Вас в тупик. В этой статье Вы получите ответы на многие свои вопросы.

Зачастую, мы, как производители и продавцы, хотим услышать технические характеристики магнита, а именно буквы и цифры, в которых они (технические характеристики) зашифрованы. А покупатель зачастую досконально знает свою область применения магнитов, но номенклатуру, тем более международную, не знает.

Итак, начинаем разбираться с международной номенклатурой магнитов, а именно классами, техническими характеристиками и обозначениями.

В первую очередь, неодимовые магниты делят на классы, которые обозначаются буквами и числами (например, N35), в которых и заложена основная информация о магните.  Ниже приведена стандартная номенклатурная таблица характеристик неодимовых магнитов (смотрите в левый столбик – там указаны классы).

 В таблице все численные величины мы представили в двух единицах измерения. Первая, без скобочек, – это величина измерения в системе СИ (эта та система, в которой работает наша страна),  а вторая (указана в скобках), – это измерения в международной  системе СГСЕ (европейские стандарты). Для  Вашего удобства мы решили указать в таблице обе единицы измерения.

Таблица характеристик неодимовых магнитов

Начинаем изучать таблицу справа налево. Как Вы можете увидеть по правому столбику таблицы, основное классовое отличие магнитов – это их рабочая температура использования, то есть та допустимая максимальная температура, превышая которую магнит начинает терять свои магнитные свойства. Таким образом, на температурный диапазон использования магнита указывает буквенная часть его маркировки (левый столбец). Дадим расшифровку этих букв:

• Магниты марки N (Normal)– могут применяться при нормальных температурах, то есть до 80 градусов Цельсия;
• Магниты марки M (Medium) – могут применяться при повышенных температурах, то есть до 100 градусов Цельсия;
• Магниты марки H (High) – могут применяться при высоких температурах, до 120 градусов Цельсия;
• Магниты марки SH (Super High) – могут применяться при температурах до 150 градусов Цельсия;
• Магниты марки UH (Ultra High) – могут применяться при температурах до 180 градусов Цельсия;
• Магниты марки EH (Extra High) – могут применяться при температурах до 200 градусов Цельсия.

Стоит оговориться, что отрицательные температуры не оказывают влияния на магнитные свойства для большинства магнитов.

Цифры, указанные в обозначении класса магнитов: N30, 33M, 35H, 38SH, 40UH и т.д., указывают на Магнитную Энергию (четвертый столбец таблицы), измеряется в килоДжоуль на кубический метр. Этот критерий магнитов отвечает за их мощность или, так называемое, «усилие на отрыв», то есть сила, которую необходимо приложить к магниту, чтобы его «оторвать» от поверхности. Необходимо понимать, что поверхность (стальной лист) должен быть идеально ровным, а приложенная сила должна быть перпендикулярной к листу. Это, так называемые, идеальные или теоретические условия. Совершенно понятно, что чем выше цифровое обозначение магнита, тем выше его усилие на отрыв.

Сила на отрыв магнита

Но, кроме того, «сила на отрыв» зависит не только от физических характеристик магнита, но и от его размера и веса. Например, магнит 25*20 мм легче оторвать от стального листа, чем магнит 40*5 мм, так как площадь соприкосновения у второго магнита больше (25 мм против 40мм). Но линии магнитного поля, если их визуализировать, распространяются у первого магнита (25*20 мм) «дальше», значит, и «цепляется» за стальной лист он лучше.

Как сравнить силу магнитов?

Если возникает необходимость сравнить, какой из двух выбранных магнитов сильнее, рекомендуем Вам воспользоваться следующими способами.

• При одинаковых линейных размерах (точная методика):

Чтобы понять, насколько один магнит сильнее другого, необходимо значение остаточной магнитной индукции одного магнита (второй столбец таблицы) разделить на значение остаточной магнитной индукции другого магнита. Пример: неодимовый магнит N40 с В=1250 мТ и неодимовый магнит N50 с В=1400 мТ, делим их магнитные индукции и получаем 1400/1250 = 1,12, то есть магнит N50 «сильнее» магнита N40 на 12%, при условии, что линейные размеры магнитов одинаковые.

• При разных линейных размерах (грубая методика):

Чтобы понять, насколько один магнит сильнее другого, необходимо сравнить их массы. Пример: магнит 30*10 мм весит примерно 55 грамм, а магнит 25*20 мм весит 76 грамм. Делим их массы 76/55=1,38, то есть магнит 25*20 мм сильнее магнита 30*10 мм примерно на 38%, при условии, что их классы, то есть физические характеристики, одинаковые.

Коэрцитивная сила магнита

И в таблице осталась одна незатронутая колонка – Коэрцитивная Сила (третий столбец). Кратко, Коэрцитивная сила – это величина магнитного поля, в которое нужно поместить магнит, чтобы его «размагнитить». Данная величина, как правило, очень важна в случаях, если магнит эксплуатируется в условиях жёсткого внешнего магнитного поля, как правило, вблизи мощных электроузлов.

Надеемся, что в данной статье (характеристики неодимовых магнитов) Вы нашли ответы на часть Ваших вопросов. На другие вопросы мы с удовольствием ответим по телефону или электронной почте, которые указаны в контактах.

Читайте также:

Что такое неодимовый магнит?

Что такое самариевый магнит?

Правила работы с магнитами

Что такое аксиальная намагниченность?

Можно ли изготовить магниты по Вашим размерам?

Ученые создали самый мощный сверхпроводящий магнит постоянного тока

Новости

17 июня 2019

—

Ученые из Национальной лаборатории высокого магнитного поля (MagLab) при Университете штата Флорида (США) создали самый мощный в мире сверхпроводящий магнит. Устройство диаметром не больше сантиметра и размером не больше ролика для туалетной бумаги (не знаю почему, но создатели проводят именно такую аналогию) способно генерировать рекордную напряженность магнитного поля в 45,5 тесла.

Это более чем в 20 раз мощнее магнитов больничных аппаратов магнитно-резонансной томографии. Отмечается, что ранее только импульсные магниты, способные поддерживать магнитное поле в течение доли секунды, достигали более высокой интенсивности.

Создателем магнита является инженер MagLab Санъйон Хан. О том, как ему и его команде это удалось, сообщает статья, опубликованная в журнале Nature. По словам специалистов, они использовали новые материалы для сверхпроводника и магнита, чтобы добиться таких показателей.

На самом деле исследователи создали сразу два рекордных магнита. Тестовый использует купратные сверхпроводники из сплава на основе ниобия. Он способен генерировать магнитного поля напряженностью 45 тесла и при этом потребляет небольшое количество энергии. По словам ученых, ранее созданные магниты на основе купрата были слишком хрупкими для использования в технологических приложениях, но новые магниты должны выдерживать напряженность поля до 60 тесла.

Для рекордного магнита, способного создавать поле напряженностью 45,5 тесла, сверхпроводники были выполнены из нового соединения, получившего название REBCO (в его основе используется оксид редкоземельного бария-меди) и способного пропускать в два раза больше тока, по сравнению с другими сверхпроводниками, использовавшимися для создания рекордных магнитов. Благодаря этому новый магнит способен создавать гораздо более сильное магнитное поле.

Современные электромагниты содержат изоляцию между проводящими слоями, которая направляет ток по наиболее эффективному пути. Но это также добавляет вес и объем.

Инновация Хана: сверхпроводящий магнит без изоляции. Помимо более удачного дизайна, такой вариант позволяет защитить магнит от неисправности, так называемого срыва поля. Он может происходить, когда имеющиеся в проводнике повреждения или дефекты блокируют движение тока в назначенное место, вызывая нагрев материала и потерю его сверхпроводящих свойств. При отсутствии изоляции ток в таком случае просто идет другим путем, предотвращая срыв.

Отмечается, что создаваемая напряженность поля нового магнита превысила напряженность энергоемких резистивных магнитов, которые не используют сверхпроводники, а также обычных сверхпроводниковых магнитов и гибридных сверхпроводящих резистивных магнитов.

«Тот факт, что слои катушки не изолированы друг от друга означает, что они могут легко и эффективно передавать ток между собой, чтобы тот мог обойти любое препятствие на своем пути», — объясняет соавтор исследования Дэвид Ларбалтье.

Подобные сверхпроводящие магниты необходимы для работы целого ряда различных устройств, от МРТ-аппаратов до высокоскоростных транспортных систем и термоядерных реакторов. Ожидается, что сверхпроводящие магниты могут продвинуть исследования в разных научных сферах.

Поделиться

Отправить

Твитнуть

Отправить

Научный портал «Атомная энергия 2.0“ – это открытое к сотрудничеству прогрессивное цифровое СМИ с элементами управления ядерными знаниями, семантического анализа и ценностного лидерства, ставящее своей целью решение ключевых социально-ориентированных задач фундаментальной системообразующей атомной отрасли:

– образования и общения широкой общественности и специалистов об инновационном развитии экологически устойчивых, эффективных и полезных ядерных и радиационных наук и технологий в России и мире,

– формирования популярного сообщества ученых, инноваторов, деловых, государственных, общественных и экологических лидеров, открыто поддерживающих их дальнейшее развитие и изучение,

– формирования популярного сообщества компаний и организаций, открыто обменивающихся передовым опытом, знаниями, культурой, возможностями, инновациями и инициативами,

– и поддержки и привлечения талантливой и амбициозной молодежи к реализации длительных и успешных профессиональных карьер в атомной и смежных индустриях.

Мы предлагаем Вашей организации стать одним из партнеров нашего просветительского проекта и получить уникальный пакет профессиональных коммуникационных и рекламных услуг.

Почему нужна атомная энергетика?

исследователей создали самый мощный магнит, когда-либо созданный на Земле: 20 тесла

5 сентября 2021 года группа исследователей Массачусетского технологического института успешно испытала высокотемпературный сверхпроводящий магнит, побив мировой рекорд самой мощной напряженности магнитного поля из когда-либо созданных. Достигая 20 тесла (мера напряженности поля), этот магнит может оказаться ключом к открытию ядерного синтеза и обеспечению мира чистой, безуглеродной энергией.

Ядерный синтез был святым Граалем чистой энергии на протяжении десятилетий, но его трудно расколоть. Современные атомные электростанции используют деление — расщепление атомов — для производства электроэнергии. Это эффективно, но может быть опасно и оставляет после себя долгоживущие ядерные отходы, которые сложно и дорого хранить безопасно. С другой стороны, ядерный синтез основан на объединении двух атомов, чтобы получить один больший. Это своего рода реакция, которая происходит на Солнце и звездах. При искусственном воспроизведении на Земле он гораздо менее подвержен катастрофическим взрывам, чем деление, и производит гораздо меньше радиоактивных отходов. Если коммерчески жизнеспособный термоядерный реактор станет реальностью, он может быстро стать источником энергии будущего.

Самый сильный магнит в мире. Разработан и построен Commonwealth Fusion Systems и Центром плазменной науки и синтеза Массачусетского технологического института (PSFC). Предоставлено: Гретхен Эртл, CFS/MIT-PSFC, 2021

. Здесь вступает в действие новый мощный магнит Массачусетского технологического института. Ядерный синтез происходит только при очень высоких температурах — плазма должна достичь температуры, которая расплавит или разрушит любой материал, который люди могут создать. реактор из. Решение, предложенное еще в 1950-х годах, состоит в том, чтобы сдерживать плазму, не позволяя ей ни к чему прикасаться. Сильное магнитное поле может сделать именно это, создав искусственную «бутылку», в которой может происходить ядерный синтез.

Самая распространенная форма одной из этих магнитных бутылок — пончик, известный как токамак. Ученые Массачусетского технологического института надеются разместить свои новые мощные магниты в реакторе-токамак и, таким образом, к 2025 году произвести положительный ядерный синтез (синтез, производящий больше энергии, чем потребляемый). само слияние. Искусственные термоядерные реакции производились и раньше. Проблема в том, что до сих пор они всегда потребляют больше энергии для работы, чем производят (поддержание этих магнитных полей для сдерживания плазмы требует много энергии). Работая над улучшением магнитов, команда Массачусетского технологического института надеется стать первой, кто, наконец, создаст реактор, который производит больше энергии, чем использует.

В предыдущих попытках реактора с положительной сетью для сдерживания реакции синтеза использовались обычные медные электромагниты, а совсем недавно — низкотемпературные сверхпроводники. Команда Массачусетского технологического института и их коммерческий партнер, стартап Commonwealth Fusion Systems (CFS), превзошли своих конкурентов, применив к магнитам новый сверхпроводящий материал: высокотемпературный сверхпроводник. Этот материал применяется в виде лентовидной ленты, что позволяет им создавать гораздо более сильное магнитное поле в гораздо меньшем пространстве. Низкотемпературному сверхпроводнику потребуется объем в 40 раз больше, чтобы достичь той же напряженности поля.

Работа с магнитом внутри испытательного стенда. Предоставлено: Гретхен Эртл, CFS/MIT-PSFC, 2021

Мартин Гринвальд, заместитель директора и старший научный сотрудник Центра плазменных исследований и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института, объяснил, что «ниша, которую мы заполняли, заключалась в использовании традиционной физики плазмы и обычных конструкций токамаков и техники, но привнести в нее эту новую магнитную технологию. Таким образом, мы не нуждались в инновациях в полудюжине различных областей. Мы просто внедряли инновации на магните, а затем применяли базу знаний, полученную за последние десятилетия».

После успешного испытания магнита на прошлой неделе эта стратегия, кажется, окупается. В прошлом году в серии научных работ использовалось моделирование, чтобы предсказать, что если магнит работает правильно, то термоядерный реактор действительно должен производить чистую положительную термоядерную энергию. Теперь, когда успешное испытание магнита завершено, осталось только изготовить всю систему (известную как SPARC), что должно занять около трех лет.

Если они добьются успеха, это может изменить мир. Как объясняет Мария Зубер, вице-президент Массачусетского технологического института по исследованиям, «синтетический синтез во многих отношениях является идеальным источником чистой энергии… Количество доступной энергии действительно меняет правила игры». Их конечной целью является обезуглероживание энергосистемы, замедление изменения климата и сокращение выбросов парниковых газов. Если они преуспеют в этом, это будет стоить того. «Никто из нас не пытается выиграть трофеи на данный момент». Зубер сказал: «Мы пытаемся сохранить планету пригодной для жизни». Их рекордное магнитное поле в 20 Тесла может стать ключом к открытию ядерного синтеза и переломить ситуацию в борьбе с изменением климата.

Узнать больше: Дэвид Чендлер «Проект, разработанный MIT, обеспечивает значительный прогресс в области термоядерной энергии». Новости Массачусетского технологического института .

Рекомендуемое изображение: Визуализация SPARC, компактного токамака с сильным полем, который в настоящее время разрабатывается командой из Массачусетского технологического института и Commonwealth Fusion Systems. Его миссия состоит в том, чтобы создать и удержать плазму, которая производит чистую энергию синтеза. Фото: Т. Хендерсон, CFS/MIT-PSFC, 2020

Нравится:

Нравится Загрузка…

Самый мощный магнит в мире

(опубликовано в номере за март 2003 г. )

Присоединяйтесь к Разрушителям мифов, чтобы весело провести время с супермагнитами.

Он излучает достаточную магнитную силу, чтобы замедлить локомотив на расстоянии в четверть миллиона миль — расстояние от Земли до Луны. «Магнетар», или магнитная нейтронная звезда, известная как Soft Gamma Repeater 1806-20, является самым мощным известным магнитным объектом во Вселенной. Было обнаружено всего 10 таких необычных объектов. С силой магнитного поля в 100 миллиардов тесла она затмевает магнитное поле Земли, чье магнитное поле составляет всего 0,00005 тесла. Хотя маловероятно, что что-либо, созданное руками человека, когда-либо приблизится к мощности магнитара, это не из-за отсутствия попыток. По причинам, которые варьируются от основного «Что, если?» чистой науки к необходимости улучшения устройств медицинской визуализации, предпринимаются огромные усилия по разработке более мощных магнитов.

Исследователи из Национальной лаборатории сильного магнитного поля (NHMFL) в Таллахасси, штат Флорида, в настоящее время являются рекордсменами по гибридной магнитной системе, которую они ввели в эксплуатацию в декабре 1999 года. магнитное поле в 45 тесла, примерно в миллион раз более мощное, чем магнитное поле Земли. Этого достаточно, чтобы обычные электронные и магнитные материалы вели себя совершенно иначе, чем обычно.

Магнит, разработанный NHMFL, представляет собой инженерную веху на пути строительства космической станции, говорит директор NHMFL Джек Кроу. «Это настоящий инженерный подвиг».

Нет подковы
Если вы представляете себе гигантскую подкову, вы будете разочарованы. Система Флориды, показанная здесь, по существу состоит из двух гигантских магнитов, работающих вместе. Переохлажденный сверхпроводящий магнит образует внешний слой. Это самый большой из когда-либо созданных магнитов с кабелем в кабелепроводе, и он должен оставаться охлажденным почти до абсолютного нуля. Это делается с помощью сверхтекучей гелиевой криогенной системы — единственной такой системы в Соединенных Штатах, специально созданной для магнитных целей. В центре сложного устройства находится массивный электромагнит, то есть очень большой резистивный магнит.

Несмотря на размер системы NHMFL, целевая область для проведения экспериментов чрезвычайно мала. Типичный проект может включать в себя тестовый образец диаметром карандаша № 2. Образец будет содержаться в термосной бутылке, чтобы поддерживать низкую температуру.

Странные вещи происходят, когда материалы подвергаются чрезвычайно сильным магнитным силам. Например, было показано, что электроны танцуют по своим орбитам. Когда магнитные поля превышают 35 тесла, нормальные свойства материалов могут измениться. Полупроводники могут переключаться между проводящим и непроводящим состояниями.

Кроу говорит, что к 2005 году мощность магнита во Флориде будет увеличена до 47 или 48 Тл, а к 2008 году она достигнет 50 Тл. Исследовательские преимущества магнита превзошли надежды Кроу.

«Он оправдал все наши ожидания и даже некоторые», — говорит он. «Потребности [научного сообщества] были невероятными».

Медицинское применение
В то время как NHMFL может сосредоточиться на чистых исследованиях, большая часть разработок, связанных с мощными магнитами, связана с медицинскими потребностями. Институт мозга Университета Флориды претендует на то, что у него есть самый большой магнит, используемый для визуализации тела, 24-тонный бегемот, который может исследовать длинный список травм и заболеваний головного и спинного мозга. 11,7 Тл, что в 234 000 раз мощнее, чем естественное магнитное поле Земли.

Чем сильнее магнитное поле, тем точнее и детальнее результаты могут быть получены с помощью таких технологий, как магнитно-резонансная томография (МРТ). «Этот новый масштаб возможностей визуализации усилит исследования травм головного и спинного мозга», а также инсультов и таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, — объясняет доктор Уильям Луттге, исполнительный директор Института мозга. Один из реализуемых проектов будет использовать функциональную визуализацию живых животных, чтобы увидеть, как инсульты повреждают мозговую ткань с течением времени, и как лекарства могут повлиять на это ухудшение. Функциональная МРТ (фМРТ) отображает химическое поглощение отдельными клетками мозга.

Технология МРТ и фМРТ использует мощное магнитное поле для выравнивания клеточных ядер тела подобно стрелкам компаса. Затем другой, менее мощный магнит вращает ядра, как игрушечные волчки, генерируя измеримый сигнал, который компьютеры могут считывать и преобразовывать в трехмерное визуальное изображение. Чем мощнее магниты, тем больше откликается ядер. В отличие от рентгеновских лучей, которые дают изображения костей и твердых тканей, МРТ фокусируется в первую очередь на мягких тканях.

Расширяющееся использование магнитов в медицине поднимает очевидный вопрос: полезны или вредны магнитные поля для человеческого организма? В последние годы было много споров о последствиях жизни рядом с высоковольтными линиями электропередач. Но поскольку напряженность магнитного поля падает довольно быстро, человек, живущий всего в 50 футах от линии электропередачи, скорее всего, испытает не более 2 мГс.