Poti ecrana un camp magnetic?

Am primit recent multe intrebari la hobber.ro despre ecranarea campului magnetic, mai ales in cazul magnetilor neodymium care sunt cunoscuti si ca magneti puternici. Asa ca, pentru fanii magnetilor vom incerca sa prezentam in acest articol putin mai multe lucruri despre posibilitatile de deviere / redirectionare ale campului magnetic.

Ce este campul magnetic?

Campul magnetic reprezinta manifestarea principala a magnetilor, fata de alte materiale. Practic fiecare magnet este invaluit de o structura invizibila de linii de camp care pornesc intotdeauna din Polul Nord al magnetului spre Polul Sud. Atunci cand liniile de camp intalnesc anumite materiale (alti magneti, metale feroase sau materiale diamagnetice) se produc fenomene de atractie, respingere sau chiar … levitatie magnetica / diamagnetica.

Campul electromagnetic este foarte asemanator cu campul magnetic, doar ca spre deosebire de primul care este generat de un magnet permanent, campul electromagnetic este prezent doar atata vreme cat electromangnetul este alimentat cu curent electric.

O alta caracteristica a campului magnetic este faptul ca liniile de camp sunt cu atat mai apropiate cu cat suntem mai aproape de polul magnetului, urmand apoi sa scada in intensitate si sa fie mai indepartate pe masura ce ne indepartam de magnet. Deci chiar si cand ne indepartam de un magnet putem fi inca in zona de influenta a campului magnetic, insa valorile pot fi foarte reduse.

In plus, liniile de camp sunt invizibile si trec prin foarte multe materiale fara a-si schimba forma: lemn, plastic, hartie, plumb, aluminiu etc. Cu toate acestea, vom vedea mai departe ca liniile de camp magnetic pot fi influentate.

Campul magnetic - forma si intensitate
Campul magnetic – forma si intensitate

Care este forma campului magnetic?

Practica ne arata ca magnetii standard (ex. in forma de sfera, disc, rectangulari etc) au un camp magnetic previzibil, care urmeaza niste linii regulate circulare de la Nord la Sud. Deci aproape orice persoana poate desena un camp magnetic pentru un magnet permanent standard. Cu mult mai spectaculoase sunt lucrurile atunci cand forma magnetului nu este standard. In orice situatie liniile de camp vor cauta cea mai scurta cale intre Nord si Sud, asa cum se poate observa in cazul magnetului tip potcoava. Iar in cazul magnetilor neregulati (ex. magneti care au suferit lovituri, fragmente de magneti sau magneti atipici) campul magnetic poate lua forme atipice.

Camp magnetic la un magnet tip potcoava vs magnet tip bara
Camp magnetic la un magnet tip potcoava vs magnet tip bara
magnet-didactic-tip-potcoava-camp-magnetic
Magnet didactic tip potcoava – camp magnetic

 

 

 

 

 

 

 

Cum reactioneaza campul magnetic?

Am stabilit ca liniile de camp magnetic urmeaza cea mai scurta cale intre polii Nord si Sud ai magnetului. In cazul in care apropiem magnetul de un alt magnet vom observa un fenomen foarte interesant. Daca apropiem magnetii cu acelasi pol acestia se vor respinge iar daca  apropiem magnetii cu poli diferiti acestia se vor atrage.

Explicatia atractiei intre doi magneti este urmatoarea: liniile de camp pornite din polul Nord gasesc o cale mai scurta catre polul Sud al magnetului invecinat, atunci cand acesta se apropie, decat spre polul Sud al propriului magnet. Astfel apare tendinta de apropiere intre magnetii care se apropie cu poli diferiti, forta care se intensifica pe masura ce tot mai multe linii sunt redirectionate spre polul de sens opus al magnetului care se apropie.

In mod invers, cand avem magneti care se apropie cu acelasi pol unul de celalalt acestia se vor respinge, deoarece liniile de camp care pleaca din polul Nord se comprima artificial cand se apropie campul magnetic al celuilalt magnet, forta crescand pe masura apropierii magnetilor.

Atractie si respingere intre magneti
Campul magnetic si explicatia atractiei/respingerii intre magneti

Pot modifica liniile de camp magnetic?

Aceste linii de camp trec prin foarte multe materiale care nu contin fier sau alte materiale, pastrandu-si nealterata forma care inconjoara magnetul pornind de la polul Nord spre polul Sud.

Exista insa o serie de materiale, precum fierul, nichelul, cobaltul care pot fi numite facilitatori pentru liniile de camp magnetic. De ce? Deoarece daca liniile de camp magnetic le intalnesc vor avea tendinta sa adopte un traseu mai scurt intre polul Nord si polul Sud, adoptand forma materialului pe un traseu mai scurt fata de cel normal, apoi continuandu-si drumul spre polul Sud. Acest lucru poate duce la efecte spectaculoase in manipularea campului magnetic si are numeroase aplicatii:

transportul magnetilor in siguranta pe liniile aeriene, pentru a nu afecta electronica de bord, se face plasand magnetii cat mai in centrul paletului si al cutiilor si ecranand magnetii cu placi de tabla de otel (varianta cea mai ieftina) si eficienta acestei ecranari este testata inainte. In containerele maritime acest lucru se imbunatatateste si datorita containerului metalic in care sunt amplasati magnetii, dar se poate realiza si o ecranare suplimentara pentru protectie.

magnetii tip oala care sunt magneti mai puternici prin invelisul de otel pe care il au si care realizare o directionare mai eficienta a liniilor de camp magnetic pe fata activa a magnetului, de obicei polul Sud. Astfel , campul mangetic este mai concentrat si are o intensitate mai mare pe o suprafata redusa, facand magnetul sa atraga mai puternic si sa disturbe mai putin prin campul sau magnetic la distanta mai mare.

Linii de camp magnetic - magnet pe placa de otel si magnet tip oala lipit de otel
Linii de camp magnetic – magnet pe placa de otel si magnet tip oala lipit de otel
Magnet tip oala - elemente componente
Magnet tip oala – elemente componente

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Magneti tip oala - forme si dimensiuni variate
Magneti tip oala – forme si dimensiuni variate

– aplicatii in care este util efectul de camp magnetic dar este necesara ecranarea acestuia, precum hard-disk-ul calculatorului, transformatoare electrice, RMN. In hard disk gasim un magnet neodymium (neodim) extrem de puternic insa acesta este ecranat cu tabla groasa pe care este fixat si prin carcasa hard-disk-ului, ceea ce il face util ca functii limitate insa fara a afecta restul de componente electronice.

Unul dintre materialele frecvent folosite in ecranarea campului magnetic in electronicele sensibile este MuMetal, un aliaj de nichel 77%, fier 16%, cupru, crom sau molibden. Pentru celelalte aplicatii care nu au nevoie de o ecranare a campului magnetic cea mai ieftina varianta o reprezinta otelul, de la custi magnetice cu forme rotunde (campul magnetic se conduce cel mai bine circular) pana la forme rectangulare sau simple placi.

Magnet in hard disk - ecranare camp magentic
Magnet in hard disk – ecranare camp magentic
Ecranare camp magnetic prin custi metalice circulare, rectangulare
Ecranare camp magnetic prin custi metalice circulare, rectangulare

 

 

 

 

 

 

 

 

 

polimagnetii – magneti speciali care au mai multi poli pe aceeasi fata au reprezentat o revelatie pentru noi, cand am intrat in contact prima data cu ei. De ce? Deoarece acesti magneti se pot produce pentru aplicatii ale magnetilor mult mai avansate, avand forta si versatilitate. Polimagnetii sunt magneti care se pot tipari, existand libertate in a determina forma fiecarui pol Nord si Sud de pe suprafata magnetului. Si astfel rezulta o multitudine de aplicatii in care, in functie de pozitia magnetului in jurul unui ax, acestia se pot atrage sau respinge, precum suspensii magnetice, incuietori magnetice etc.

Iar existenta mai multor poli magnetici apropiati pe aceeasi suprafata confera polimagnetilor o putere extraordinara, cu un camp magnetic extrem de slab la distante mari insa foarte puternic in apropierea magnetului.

Linii de camp magnetic - magenti clasici versul polimagneti
Linii de camp magnetic – magenti clasici versul polimagneti
Polimagneti - mai multi poli magnetici pe aceeasi fata
Polimagneti – mai multi poli magnetici pe aceeasi fata

 

 

 

 

 

 

 

Concluzie

 

 

 

 

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Cerere oferta / Publicare in SEAP