Mitä on magnetismi?

Magnetismi on ilmiö, jossa jokin materiaali käyttää vetovoimaa muihin materiaaleihin.

Materiaalit, joilla on magneettisia ominaisuuksia

On olemassa useita tunnettuja materiaaleja, joilla on todistettavasti magneettisia ominaisuuksia, kuten nikkeli (Ni), koboltti (Co), neodyymi (Nd), samarium (Sm) ja rauta (Fe), jotka kaikki ovat ferromagneettisia.
 
Ferromagneettisille materiaaleille on yhteistä, että ne koostuvat hyvin suuresta määrästä pieniä elementtimagneetteja tai magneettisia alueita.

Kestomagneetit

Ulkoiset magneettikentät voivat siirtää toimialueen rajoja ja kääntää kokonaisia toimialueita, jolloin ne kohdistuvat toisiinsa ja saavat aikaan merkittävän magneettisen polarisaation, minkä seurauksena koko kappale toimii magneettina, jolla on pohjois- ja etelänapa. Magnetisoitu kappale jostakin näistä materiaaleista tuottaa ulkoisen magneettikentän magnetoinnin jälkeen, ja sitä kutsutaan kestomagneetiksi.

Sähkömagneetit

Erotamme toisistaan kestomagneetit, jotka tuottavat jatkuvan magneettikentän, ja sähkömagneetit, jotka tuottavat kentän vain, kun niihin kohdistuu sähkövirta. Sähköpysyvässä magneetissa yhdistyvät molemmat ominaisuudet.

Magnetointi: Magneettisuus: Ladattu magnetismilla

Yleisin tapa magnetoida magneetti on sijoittaa se kelan sisään ja luoda kondensaattoripurkauksen avulla voimakas magneettikenttä, jonka magneetti sitten säilyttää. Tuloksena syntyvä magneettisuus riippuu muun muassa magnetoinnin muodosta, laadusta ja tyypistä. Pohjoinen toisessa päässä (napa) ja eteläinen toisessa päässä on yleisin magnetointitapa. On olemassa useita erilaisia magnetointityyppejä, esimerkiksi kaksinapainen, diametrinen, säteittäinen ja moninapainen.

Magneettikenttä

Faktat

Kestävät vahvuudet

Neodyymimagneetit ovat vahvoja magneetteja, jotka säilyttävät valtavan voimansa ilman merkittävää heikkenemistä. Tämä pätee riippumatta siitä, käytetäänkö magneettia nostamaan jotakin vuosia kerrallaan vai ei lainkaan. Yleensä voima heikkenee noin 10 prosenttia 100 vuoden välein.
Bufab-MF-The-same-magnet-but-much-stronger-1
Turboahdettu teho

Sama magneetti, mutta paljon vahvempi

Raudan ja/tai teräksen käyttö yhdessä magneetin kanssa voi lisätä magneettivoimaa. Näin syntyy niin sanottu magneettinen järjestelmä.
 
Kuvista saa käsityksen siitä, kuinka paljon vahvempi magneettijärjestelmä on, kuin jos magneettijärjestelmän magneettia käytettäisiin yksinään. Oikea rakenne on tietysti tarpeen, jotta tämä toimisi.
 
Muista, että magneettijärjestelmät ovat hyvin herkkiä ilmarakoille!
Yksiköt

Gauss ja tesla

Taulukko sisältää joitakin tärkeitä magneettisia termejä sekä Gauss- että SI-järjestelmästä. Gaussin järjestelmää käytetään edelleen kestomagneeteissa.
 
Huomaa, että magneettivuo (Br), joka löytyy tietolehdistä, ei ole sama kuin arvo, joka voidaan mitata magneetin pinnalta gaussmittarilla.
 
Esimerkiksi NdFeB-magneetti Ø20x10 mm, jonka Br = 12 000 Gauss (spesifikaation mukaan) tuottaa magneetin pinnalla noin 3 000 Gaussin arvon.
 
  • 1 T = 10 000 G (Maan magneettikenttä on noin 0,5 gaussia)
  • 1 kA/m = 12,57 Oe
  • 1 kJ/m³ = 0,1257 MGOe 1 kJ/m³ = 0,1257 MGOe
Määrä Symboli Yksikkö (Gauss) Unit (SI)
Kentän voimakkuus H Oerstedt (Oe) Ampeeri / metri (A/m)
Vuon tiheys B Gauss (G) Tesla (T), Vs/m²
Magneettivuo Φ Maxwell (Mx) Weber (Wb), Vs
Energiatuote (BH)max MGOe J/m³