Prstencový magnet vs. diskový magnet: Jaký je mezi nimi rozdíl?

Prstencové a diskové magnety se mohou na první pohled zdát velmi podobné - vždyť se v obou případech jedná o kruhové permanentní magnety. Mezi těmito dvěma typy magnetů však existují některé zásadní rozdíly, pokud jde o jejich tvar, orientaci magnetického pole a běžné aplikace.

V této obsáhlé příručce se dozvíte vše, co potřebujete vědět o. kroužkové magnety vs diskové magnety, včetně:

• Co je kroužkový magnet?
• Co je to diskový magnet (kulatý magnet)?
• Podobnosti mezi kroužkovými a diskovými magnety
• 3 hlavní rozdíly mezi kroužkovými a diskovými magnety
  • Rozdíl #1: Středový otvor
  • Rozdíl #2: Orientace magnetického pole
  • Rozdíl #3: Běžné aplikace

Dozvíte se také skutečné příklady použití kroužkových a diskových magnetů, začněme!

Co je kroužkový magnet?

Prstencový magnet je kruhový magnet ve tvaru koblihy, který má uprostřed otvor připomínající prstenec.

Prstencové magnety jsou nejčastěji vyrobeny ze silných magnetických materiálů, jako je neodym nebo samarium kobalt. Vytvářejí intenzivní magnetické pole a přitom jsou relativně malé.

Klíčovou vlastností prstencových magnetů je přítomnost kruhového středového otvoru, který umožňuje, aby se magnet posouval po jiných součástech, jako jsou tyče nebo ložiska. Díky tomu jsou velmi dobře přizpůsobitelné pro širokou škálu aplikací (více o tom později).

Co je to magnet na disky?

Kotoučový magnet (označovaný také jako kulatý magnet nebo knoflíkový magnet) má stejný celkový kruhový tvar.

Na rozdíl od kroužkových magnetů jsou však diskové magnety pevné po celé délce bez středového otvoru. Na každé kruhové straně jsou ploché a připomínají disk nebo hokejový puk.

Diskové magnety jsou k dispozici v široké škále velikostí, od několika milimetrů v průměru až po několik palců v průměru. Malé diskové magnety se často používají pro řemeslné práce, experimenty a kutilské projekty. Velké diskové magnety průmyslové třídy mají extrémně silné magnetické pole a mohou zvednout tisíce kilogramů.

Nyní, když jste pochopili základní fyzikální vlastnosti prstencových a diskových magnetů, podívejme se, v čem jsou si podobné a v čem se liší.

Podobnosti mezi kroužkovými a diskovými magnety

Prstencové a diskové magnety se sice fyzicky zřetelně liší, ale mají následující společné rysy:

• Permanentní magnety: Prstencové i diskové magnety vytvářejí permanentní magnetické pole, což znamená, že se neustále chovají jako magnety. (Na rozdíl od dočasných elektromagnetů, které vytvářejí magnetické pole pouze tehdy, když cívkou protéká elektrický proud).
• Polární orientace: Prstencové a diskové magnety mají "severní" a "jižní" pól na opačných stranách, přičemž magnetické pole se smyčkou přechází od severního pólu k jižnímu pólu uvnitř.
• Dostupné materiály: Prstencové i diskové magnety mohou být vyrobeny ze silných magnetických materiálů, jako je neodym (NdFeB), samarium kobalt (SmCo) a alnico. V těchto konfiguracích jsou k dispozici také některé keramické (feritové) magnety.
• Kruhový tvar: Oba typy magnetů mají při pohledu shora celkový kruhový tvar, ačkoli disk je plný, zatímco prstenec má středový otvor.

Podívejme se nyní na tři nejvýznamnější rozdíly mezi těmito dvěma typy magnetů, které je odlišují z hlediska aplikací a možností.

3 hlavní rozdíly mezi kroužkovými a diskovými magnety

Rozdíl #1: Středový otvor

Nejzřetelnějším fyzikálním rozdílem mezi kroužkovými a diskovými magnety je přítomnost nebo nepřítomnost středového otvoru.

Prstencové magnety mají uprostřed otevřený prostor, který umožňuje jejich nasunutí na tyče, ložiska, hřídele, šrouby, trubky a další válcové součásti. Tato univerzálnost umožňuje kroužkovým magnetům propojení s pohyblivými částmi v motorech, elektrických generátorech, ložiskách a dalších mechanických systémech.

Otvor ovlivňuje také orientaci a tvar magnetického pole. Prstencové magnety vyzařují více magnetismu směrem ven z vnějšího obvodu než z tenké vnitřní části.

Kotoučové magnety naproti tomu nemají středový otvor, který by umožňoval jejich umístění na jiné součásti. Pevný tvar disku vede k silnému magnetickému poli vystupujícímu kolmo z plochých kruhových ploch na obou stranách.

Rozdíl #2: Orientace magnetického pole

Prstencové magnety a diskové magnety mají kvůli rozdílnému tvaru odlišný průběh magnetického pole.

Orientace magnetického pole kroužku

Prstencové magnety mají magnetické póly umístěné na protilehlých stranách vnějšího prstence, přičemž magnetické pole obtéká středový otvor. Představte si to jako kruhovou závodní dráhu, na které magnetické pole obíhá prstenec od severního pólu k jižnímu.

Přítomnost otvoru silně ovlivňuje strukturu magnetického pole, takže z vnějšího obvodu prstence vystupuje více magnetismu. Díky tomu mají prstencové magnety větší dosah a mohou působit magnetickou silou na větší vzdálenost.

Orientace magnetického pole disku

Diskové magnety vytvářejí rovnoměrně rozložené magnetické pole kolmo k plochým kruhovým plochám magnetu. Magnetické póly jsou na přímo protilehlých plochých stranách, přičemž pole se pohybuje přímo skrz pevný materiál magnetu.

Tvar plného disku znamená, že hustota magnetického toku je podobná na všech kruhových plochách magnetu s minimálním tvarováním kolem vnitřních otvorů.

Rozdíl #3: Běžné aplikace

Vzhledem k rozdílům ve tvaru, rozměrech a vlastnostech magnetického pole, na které jsme se zaměřili, mají prstencové a diskové magnety tendenci vynikat v různých reálných aplikacích.

Aplikace kroužkových magnetů

Prstencové magnety se běžně používají v motorech, ložiskách, generátorech, elektrických přístrojích, reproduktorech a v řadě senzorických, vědeckých a průmyslových aplikací.

Příklady zahrnují:

• Rotory v součástech elektromotorů
• Zajišťování ložisek různých typů
• Držení a ovládání senzorů (jako jsou Hallovy senzory).
• Fokusace elektronových paprsků
• Zvedání a přeprava malých kovových předmětů

Prstencový tvar v podstatě mění magnet na velmi silnou a přesnou svorku, která dokáže uchopit součástky a bezpečně je udržet na místě i v dynamických systémech.

Otevřený středový otvor je klíčem k většině aplikací kroužkových magnetů, protože umožňuje jejich nasunutí na jiné součásti a spolehlivé udržení polohy.

Aplikace diskových magnetů

Kotoučové magnety se běžně používají tam, kde je zapotřebí rovná kontaktní plocha, která nevyžaduje volný středový prostor.

Příklady zahrnují:

• Montáž nápisů, fotografií, uměleckých děl a příslušenství na kovové povrchy.
• Držení otevřených dveří
• Magnetické uzávěry na šperkovnicích, zámcích kytarových skříní, dveřích ledniček atd.
• Montážní kovové desky pro upevnění nářadí, nožů nebo dílenského příslušenství na místě
• Zvedání a zvedání malých kovových předmětů (kancelářské sponky, špendlíky).
• Stavba magnetických soch, hraček, dekorací a dalších předmětů (magnety na ledničku)

Silná plochá magnetická plocha kotoučových magnetů jim dává neuvěřitelnou přilnavost díky přímému kontaktu, takže nepotřebují vždy vyčnívající součástku, které by se mohly držet.

Možnosti použití se samozřejmě částečně překrývají, ale obecně platí, že prstencové a diskové magnety vynikají svým specifickým tvarem a uspořádáním magnetického pole.