Permanentný magnet a elektromagnet: aký je rozdiel?
Permanentný magnet a elektromagnet: aký je rozdiel?
Permanentný magnet vytvára vlastné magnetické pole bez elektrického napájania. Elektromagnet naopak potrebuje elektrický prúd, vďaka ktorému možno jeho magnetické pole zapínať, vypínať a regulovať.
- Permanentný magnet funguje bez elektriny.
- Elektromagnet vytvára pole pomocou elektrického prúdu.
- Permanentný magnet môže vysokou teplotou alebo nevhodným poľom zoslabnúť.
- Sila elektromagnetu závisí od prúdu, konštrukcie cievky a použitého jadra.
Ako funguje permanentný magnet?
Permanentné magnety sú vyrobené z magneticky tvrdých materiálov, ktoré si po zmagnetizovaní dlhodobo zachovávajú usporiadanie magnetických domén.
Vďaka tomu vytvárajú vlastné magnetické pole a nepotrebujú:
- batériu,
- pripojenie k elektrickej sieti,
- cievku ani riadiacu elektroniku,
- priebežné dodávanie energie.
Každý permanentný magnet má severný a južný pól. Opačné póly sa priťahujú, zatiaľ čo rovnaké póly sa odpudzujú.
Prírodné a umelo vyrábané magnety
V prírode sa vyskytuje napríklad magnetit, ktorého niektoré kusy môžu byť prirodzene zmagnetizované. Väčšina súčasných technických magnetov sa však vyrába priemyselne.
Medzi bežné druhy permanentných magnetov patria:
- neodýmové magnety NdFeB,
- feritové čiže keramické magnety,
- samáriové magnety SmCo,
- AlNiCo magnety,
- pružné magnetické fólie a pásky.
Jednotlivé materiály sa líšia silou, odolnosťou proti korózii, pracovnou teplotou aj cenou.
Môže permanentný magnet zoslabnúť?
Označenie „permanentný“ neznamená, že magnet nemožno poškodiť alebo odmagnetizovať. Pri správnom používaní si zachováva vlastnosti veľmi dlho, výkon však môže znížiť:
- prekročenie maximálnej pracovnej teploty,
- zahriatie nad Curieovu teplotu,
- silné opačne orientované magnetické pole,
- striedavé pole s postupne klesajúcou intenzitou,
- korózia alebo mechanické poškodenie,
- prudké nárazy pri niektorých magnetických materiáloch.
Maximálna pracovná teplota je zvyčajne nižšia než Curieova teplota. Magnet preto môže nezvratne zoslabnúť ešte skôr, než úplne stratí feromagnetické vlastnosti.
Magnety úmyselne nezahrievajte ani nezrážajte
Neodýmové magnety sú tvrdé a krehké. Pri prudkom náraze môžu prasknúť a vymrštiť ostré úlomky. Kontrolované odmagnetizovanie patrí do odborne vybavenej prevádzky.
Ako funguje elektromagnet?
Elektromagnet tvorí vodič alebo cievka, ktorou prechádza elektrický prúd. Prúd vytvára okolo vodiča magnetické pole.
Jednoduchým príkladom je solenoid – dlhá cievka tvorená mnohými závitmi vodiča. Magnetické pole vo vnútri cievky závisí najmä od:
- veľkosti elektrického prúdu,
- počtu závitov,
- dĺžky a geometrie cievky,
- materiálu vloženého jadra.
Pri dlhej cievke bez feromagnetického jadra je pole pri rovnakej konštrukcii približne priamo úmerné prúdu. Pri cievke so železným jadrom vzťah nemusí byť neobmedzene lineárny, pretože sa materiál môže magneticky nasýtiť.
Po vypnutí prúdu pole cievky zanikne alebo výrazne zoslabne. Feromagnetické jadro však môže zachovať určitú zvyškovú magnetizáciu.
Kedy zvoliť ktorý typ?
- Permanentný magnet: keď má pole pôsobiť stále a bez napájania.
- Elektromagnet: keď potrebujete magnet zapínať, vypínať alebo regulovať.
- Permanentný magnet: na držiaky, uzávery, senzory a kancelárske použitie.
- Elektromagnet: na relé, ventily, zámky, motory a priemyselnú manipuláciu.
Odporúčané permanentné magnety
Silný magnet v plastovom puzdre MAGSY
Neodýmový magnet v zaoblenom plastovom puzdre na pohodlné pripevnenie dokumentov na magnetické tabule.
- Priemer puzdra 30 mm
- Odtrhová sila 40 N
- Orientačná sila 4 kg
- Hmotnosť 10,9 g
- Neodýmový magnet NdFeB
- Plastové puzdro s potlačou
- Podľa výrobcu až 25 listov A4
- Kód produktu 60145
Neodýmový magnet valec 20 × 5 mm
Silný permanentný magnet na držiaky, uzávery, modelárstvo a technické zostavy v suchom interiéri.
- Priemer 20 mm
- Výška 5 mm
- Odtrhová sila 42,4 N
- Orientačná sila 4,24 kg
- Hmotnosť 11,78 g
- Magnetická akosť N30
- Magnetizácia rovnobežne s osou
- Poniklovaný povrch
- Teplotná odolnosť do 80 °C
- Kód produktu 20005
Neodýmový magnet valec 15 × 1 mm
Tenký magnet na ľahké uzávery, dekorácie, papierové výrobky a konštrukcie s obmedzeným priestorom.
- Priemer 15 mm
- Výška 1 mm
- Odtrhová sila 8,2 N
- Orientačná sila 0,82 kg
- Hmotnosť 1,3 g
- Magnetická akosť N42
- Magnetizácia rovnobežne s osou
- Poniklovaný povrch
- Teplotná odolnosť do 80 °C
- Kód produktu 20261
Čo znamená odtrhová sila?
Uvedená sila platí za ideálnych podmienok: magnet sa celou plochou dotýka čistej, rovnej a dostatočne hrubej ocele a odtrháva sa kolmo. Lak, hrdza, medzera, tenký plech alebo bočné zaťaženie prídržnú silu výrazne znižujú.
Najčastejšie otázky
Potrebuje permanentný magnet elektrinu?
Nie. Vytvára vlastné magnetické pole bez elektrického napájania.
Môže permanentný magnet stratiť silu?
Áno. Môže ho oslabiť vysoká teplota, silné opačné pole, korózia alebo mechanické poškodenie.
Vytvára solenoid elektrické alebo magnetické pole?
Jednosmerný prúd v cievke vytvára magnetické pole. Meniaci sa prúd a magnetické pole môžu navyše indukovať elektrické pole.
Zmizne pole elektromagnetu ihneď po vypnutí?
Pole cievky sa rýchlo zrúti, ale feromagnetické jadro môže zachovať určitú zvyškovú magnetizáciu.
Je elektromagnet vždy silnejší než permanentný magnet?
Nie. Záleží na konštrukcii, prúde, chladení, jadre aj veľkosti zariadenia.
Zhrnutie
Permanentný magnet vytvára dlhodobé magnetické pole bez elektrickej energie. Elektromagnet používa prúd v cievke, takže jeho pole možno riadiť a vypínať.
Ani permanentný magnet nie je nezničiteľný. Pri výbere a používaní je potrebné rešpektovať pracovnú teplotu, prostredie, odtrhovú silu a riziko mechanického poškodenia.
Vyberte si permanentný magnet podľa použitia
Porovnajte neodýmové, feritové, samáriové a ďalšie magnety podľa rozmeru, sily a teplotnej odolnosti.