مغناطیس در دنیای فعلی در مناطقی مانند الکترونیک و صنایع مکانیکی بسیار ضروری است. تمایز بین اجزای مغناطیسی و مواد مغناطیسی خالص برای انتخاب مواد مناسب برای یک کاربرد خاص ضروری است. برخی از نمونه ها مانند آهن یا نیکل ذاتاً مغناطیسی هستند و از ویژگی مغناطیسی قوی برخوردار هستند. از طرف دیگر ، اجزای مغناطیسی محصولات مصنوعی هستند که برای حاوی این مواد برای برنامه های خاص تهیه شده اند. در این مقاله ، ویژگی ها ، کاربردهای آنها و ارتباط آنها در زمینه های مختلف مقایسه و تضاد است.
درک مواد مغناطیسی خالص
مواد مغناطیسی خالص به طور طبیعی مغناطیسی است و دارای درجه مغناطیسی بالایی است. اینها آهن ، نیکل ، کبالت و آلیاژهای آنها هستند. آنها بسیار نفوذ پذیر هستند. یعنی آنها به راحتی توسط میدان های مغناطیسی خارجی مغناطیسی و دچار تخریب می شوند و همچنین بسیار اجباری هستند. یعنی آنها در برابر عواملی بسیار مقاوم هستند. شرکت ها آنها را در موتورها ، آهنرباهای دائمی و محافظ الکترومغناطیسی اعمال می کنند. با این وجود ، عناصر خالص به صورت جداگانه استفاده نمی شوند. آنها در تلاش برای بهبود کارآیی خود با سایر مواد گنجانیده شده اند. به عنوان مثال ، از مواد Neodymium-Iron-Boron در محصولات آهنربای دائمی با کارایی بالا مانند موتور الکتریکی تسلا و ژنراتورهای توربین بادی استفاده می شود.
اجزای مغناطیسی چیست؟
اجزای مغناطیسیبرای استفاده های خاص در صنایع برقی و دیگر ساخته شده و طراحی شده اند. این ماده از هر دو ماده فرومغناطیسی و غیر فرومغناطیسی برای بهبود عملکرد تشکیل شده است. مواد مغناطیسی نفوذپذیری لازم را ارائه می دهند ، در حالی که مواد غیر مغناطیسی خواص ساختاری کل ساختار را ارائه می دهند. برخی از نمونه های متداول ترانسفورماتورها ، سلف ها و هسته های الکترومغناطیسی هستند. از این مؤلفه ها برای تبدیل انرژی ، سیگنال و کنترل و مدیریت و مدیریت استفاده می شود. به عنوان مثال ، هسته های فریت با فرکانس بالا در منبع تغذیه از TDK و EPCO کاهش انرژی را کاهش می دهند. این امر به این دلیل است که طراحی آنها باعث می شود آنها در سیستمهایی که در آن قرار دارند کارآمد و قابل اعتماد باشند.
اجزای مغناطیسی در مقابل مواد: تفاوتهای کلیدی
تفاوت در مواد و عملکرد بین چیست
دسته اول مواد مغناطیسی مواد مغناطیسی خالص است که فلزات منفرد یا آلیاژهای دارای خصوصیات مغناطیسی هستند و دسته دوم مواد مغناطیسی اجزای مغناطیسی است که دارای ویژگی های مغناطیسی و غیر مغناطیسی هستند. آهن ، نیکل و کبالت برخی از اجزای طبیعی مغناطیسی هستند. در مقابل ، سایر اجزای دیگر در کنترل و دستکاری میدان های مغناطیسی در دستگاه هایی مانند ترانسفورماتور و سلف استفاده می شوند.
در عملکرد ، مواد مغناطیسی خالص دارای خواص مغناطیسی قوی و پایدار هستند و بنابراین در آهنرباهای دائمی و محافظ استفاده می شود. اجزای مغناطیسی در تبدیل انرژی ، کنترل قدرت و دستکاری سیگنال اعمال می شود. این امر باعث می شود که آنها برای کنترل ویژگی های مغناطیسی برای مصارف صنعتی و الکترونیکی مورد نظر ، مناسب باشند.
تفاوت اساسی دیگر سازگاری است. مواد دیاماژنتیک دارای ویژگی های خاصی هستند که با توجه به الزامات هر کاربردی قابل تغییر نیستند. اجزای مغناطیسی عمداً برای مشخصات خاصی ساخته می شوند ، که آنها را قادر می سازد مدارهای الکتریکی ، تجهیزات صنعتی و شبکه های ارتباطی را بهبود بخشند.
ویژگی ها و عملکرد چگونه مقایسه می شود؟
در حالی که مواد مغناطیسی خالص دارای خواص مغناطیسی خود هستند که نمی توانند تغییر کنند ، اجزای مغناطیسی می توانند برای تقویت عملکرد آنها تنظیم شوند. آهن ، نیکل و کبالت برخی از موادی هستند که به شدت مغناطیسی هستند اما انعطاف پذیر نیستند. ترانسفورماتورها و سلف ها برای تغییر زمینه های مغناطیسی طراحی شده اند تا آنها را برای استفاده متنوع تر کند.
برخی از اجزای مغناطیسی ممکن است حاوی یک لایه محافظ مانند نیکل یا اپوکسی باشند. این امر باعث بهبود مقاومت در برابر خوردگی و سایر عوامل محیطی می شود که ممکن است باعث آسیب شود ، از این رو باعث بهبود طول عمر تجهیزات می شود. از طرف دیگر ، مواد مغناطیسی خالص تمایل دارند که به تدریج یا حتی در معرض رطوبت و سایر شرایط شدید بدتر شوند.
تفاوت دیگر این است که مقاومت دما از یک مانند دیگری نیست. برخی از مواد مغناطیسی خالص ممکن است در دماهای بالا عوام شود ، که می تواند برای استفاده نامطلوب باشد. از طرف دیگر ، اجزای مغناطیسی در شرایط شدید کار می کنند و از این رو در سیستم های صنعتی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها می توانند برای منبع تغذیه ، سیگنالینگ و اهداف مختلف فناوری طراحی شوند.
همان مواد مورد استفاده در هر دو است
هر دو مؤلفه مغناطیسی و مواد مغناطیسی خالص از آهن ، نئودیمیوم و فریت ساخته می شوند ، اما به اشکال و کیفیت مختلف. هسته یک ماده مغناطیسی طبیعی است ، در حالی که دیگران برای بهبود عملکرد آن به آن اضافه می شوند. نوع پردازش این مواد ، استفاده و کارآیی محصول نهایی را مشخص می کند.
از مواد مغناطیسی خالص در حالت اصلی آنها استفاده می شود بدون اینکه تغییر زیادی در آنها انجام شود. از طرف دیگر ، اجزای مغناطیسی ممکن است در معرض فرآیندی مانند پخت ، لمینیت یا پوشش قرار بگیرند. این موارد در هنگام استفاده در صنعت یا الکترونیک ، آنها را قوی و همه کاره می کند.
اجزای مغناطیسی بسته به تغییر ویژگی های آنها ، کاربردهای خاصی دارند. این نوع سفارشی سازی آنها را قادر می سازد تا به بهترین عملکرد مغناطیسی در تبدیل انرژی ، کنترل انرژی و مدیریت سیگنال دست یابند. از طرف دیگر ، برخی از مواد کاملاً مغناطیسی هستند و هیچ تغییری در خواص مغناطیسی ایجاد نمی کنند. چنین موادی در آهنرباهای و سپرهای دائمی استفاده می شود
استفاده از مواد مغناطیسی خالص چیست؟
مواد مغناطیسی خالص عمدتاً در برنامه هایی استفاده می شود که خواص مغناطیسی بالا و پایدار مطلوب است و این موارد شامل آهن ، کبالت و نیکل است. بر خلاف اجزای مغناطیسی ، آنها به مواد غیر مغناطیسی آلوده نمی شوند ، اما به شکل ابتدایی یا آلیاژ آنها هستند. بسیاری از آنها وجود دارد و در صنایع مختلف مانند الکترونیک و پردازش صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
آهنرباهای دائمی در برنامه های اساسی
کبالت و آهن ، به شکل خالص خود ، در قطب نما ، آهنربای یخچال و اتصال دهنده های مغناطیسی استفاده می شوند. این مواد دارای فشار نسبتاً بالایی هستند ، بنابراین برای استفاده در مقیاس کوچک مناسب است.
هسته های مغناطیسی در کاربردهای الکترومغناطیسی
مواد مغناطیسی نرم مانند آهن خالص در کاربردهای ترانسفورماتور با فرکانس پایین ، سولنوئید و سلف استفاده می شوند. آنها از نفوذپذیری مغناطیسی بالایی برخوردار هستند ، بنابراین آنها را برای تبدیل انرژی در مدارهای الکتریکی مناسب می کند.
ذخیره داده ها و ضبط مغناطیسی
از اکسیدهای نیکل و آهن در نوارهای مغناطیسی ، دیسک های فلاپی و دیسک های سخت اولیه استفاده شد. این مواد ذخیره و بازیابی داده ها را از طریق مغناطش تسهیل می کنند. حتی امروزه ، مواد فری پیشرفته در درایوهای دیسک سخت فعلی و RAM MRAM یا مغناطیس استفاده می شوند.
جداسازی مغناطیسی و پردازش صنعتی
آهنرباهای مبتنی بر آهن در جداکننده ها برای اخراج آلودگی آهنی از صنایع غذا ، معدن و بازیافت استفاده می شود. این باعث افزایش کیفیت مواد و سهولت پردازش آن می شود.
سنسورهای مغناطیسی و تحقیقات علمی
از ابزارهایی که برای اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین استفاده می شوند به عنوان مغناطیس شناخته می شوند و از مواد مغناطیسی خالص در ساخت این ابزارها استفاده می شود. آنها همچنین در شتاب دهنده های هسته ای و ذرات و آزمایش های رزونانس در فیزیک و پزشکی به کار می روند.
موتورهای الکتریکی و ژنراتورها (بدون مواد کامپوزیت)
در طرح های اولیه موتور و ژنراتور ، زمینه های الکترومغناطیسی با استفاده از مواد آهنی خالص تولید می شوند. این برنامه ها به برخی از خصوصیات مغناطیسی پایدار نیاز داشتند که نیازی به درمان های بیشتر در مورد آلیاژ ندارند.
استفاده از اجزای آهنربا چیست؟
اجزای مغناطیسی در بسیاری از برنامه ها و صنایع برای انتقال انرژی ، کنترل و توسعه فناوری استفاده می شود. این محصولات مهندسی شده از مواد مغناطیسی و غیر مغناطیسی استفاده می کنند تا عملکرد بهتری داشته باشند.
تولید برق و تجهیزات الکتریکی
اجزای مغناطیسی در سیستم های قدرت بسیار مهم هستند. ترانسفورماتورها و سلف ها برای کنترل ولتاژ و جریان مورد استفاده در فرآیند توزیع کار می کنند. ژنراتورها همچنین حاوی کویل های الکترومغناطیسی هستند که در تبدیل انرژی مکانیکی به برق برای انتقال انرژی نقش دارند.
دستگاه های الکترونیکی و مدار
وسایل الکترونیکی مختلف برای عملکرد آنها به محصولات مغناطیسی نیاز دارند. سنسورها و رله ها ابزاری هستند که برای کنترل سیستم های اتوماسیون استفاده می شوند. از سطوح مغناطیسی برای ذخیره داده ها در هارد دیسک استفاده می شود ، در حالی که بلندگوها از ابزارهای الکترومغناطیسی برای تولید صدا استفاده می کنند. به عنوان مثال ، بلندگوهای بوز و سونی از قطعات مغناطیسی سیم پیچ صوتی برتر برای بهبود کیفیت صدا استفاده می کنند.
صنعت خودرو و حمل و نقل
در حال حاضر از اجزای مغناطیسی در برنامه های کاربردی استفاده می شود که به عملکرد بالا نیاز دارند. میدان های مغناطیسی در وسایل نقلیه هیبریدی و برقی برای هدایت موتورهای برقی موجود در خودرو استفاده می شود. شاخه های جرقه در موتورهای احتراق و سیم پیچ احتراق ایجاد می کنند. ترمزهای الکترومغناطیسی ایمنی یک وسیله نقلیه را افزایش می دهد ، در حالی که انژکتورهای سوخت عملکرد موتور وسیله نقلیه را افزایش می دهند.
ماشین آلات صنعتی و تولید
در فرآیند تولید ، از اجزای مغناطیسی در اتوماسیون و در بالا بردن اشیاء سنگین استفاده می شود. از ابزارهای بستن مغناطیسی در حین ماشینکاری برای نگه داشتن قطعات فلزی در موقعیت های مربوطه استفاده می شود. این بدان معنی است که سیستم های نوار نقاله در فرآیندهای انتقال مواد خود از آهن ربا استفاده می کنند. روباتیک از محرک های الکترومغناطیسی برای کنترل دقیق حرکت در خطوط مونتاژ استفاده می کند.
برنامه های پزشکی و بهداشتی
اجزای مغناطیسی نقش خود را در توسعه پزشکی بازی می کنند. دستگاه های MRI از استفاده از میدان های مغناطیسی قوی برای به دست آوردن تصاویر خوب استفاده می کنند. برخی از دستگاه های پزشکی استاندارد ، مانند ضربان سازها ، برای عملکرد مؤثر حاوی مواد مغناطیسی هستند. به همین دلیل از دستگاههای درمانی الکترومغناطیسی برای کمک به افراد مبتلا به درد و تسهیل توانبخشی آنها استفاده می شود.
فن آوری های هوافضا و دفاعی
آنها در برنامه های هوافضا و دفاعی در کمک های ناوبری و رادار ، تجهیزات ارتباطی و مدارهای کنترل تجهیزات استفاده می شوند. این عمل جلوگیری از تأثیر تداخل الکترومغناطیسی در رسیدن به وسایل حساس الکتریکی و الکترونیکی است. از فناوری مغناطیسی در ماهواره ها و سیستم های کنترل هواپیما برای ثبات و عملکرد استفاده می شود. به عنوان مثال ، در هواپیماهای جنگنده مدرن ، لاکهید مارتین محافظ الکترومغناطیسی مبتنی بر فریت را در بر گرفته است.
سخنان پایانی
آهنرباهای دائمی ، ذخیره داده ها و جداسازی صنعتی برخی از کاربردهای مواد مغناطیسی خالص از آنجا که دارای مغناطیس ذاتی هستند. اجزای مغناطیسی را می توان برای مصارف خاص ، به عنوان مثال ، تولید برق ، الکترونیک و پزشکی طراحی کرد. هر دوی آنها برای کاربردهای مختلف عملکرد خوبی دارند ، بادوام و مناسب هستند ، اما تصمیم به این بستگی دارد که کدام یک متناسب با نیازهای برنامه باشد. در این حالت ، انتخاب مواد در هنگام استفاده در زمینه های مختلف ، کارآیی و قابلیت اطمینان را فعال می کند.