Žiedinis magnetas ir diskinis magnetas: Kuo skiriasi?

Žiediniai ir diskiniai magnetai iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti labai panašūs - juk jie abu yra apvalūs nuolatiniai magnetai. Tačiau yra keletas esminių šių dviejų tipų magnetų skirtumų, susijusių su jų forma, magnetinio lauko orientacija ir įprastomis taikymo sritimis.

Šiame išsamiame vadove pateiksime viską, ką reikia žinoti apie žiediniai magnetai prieš diskiniai magnetai, įskaitant:

• Kas yra žiedo magnetas?
• Kas yra diskinis magnetas (apvalus magnetas)?
• Žiedinių ir diskinių magnetų panašumai
• 3 pagrindiniai žiedinių ir diskinių magnetų skirtumai
  • Skirtumas #1: Centrinė skylė
  • Skirtumas #2: magnetinio lauko orientacija
  • Skirtumas #3: Dažniausiai pasitaikančios programos

Taip pat sužinosite realių pavyzdžių, kaip naudojami žiediniai ir diskiniai magnetai, pradėkime!

Kas yra žiedo magnetas?

Žiedinis magnetas - tai koldūno formos apvalus magnetas, kurio viduryje yra skylė, primenanti žiedą.

Žiediniai magnetai dažniausiai gaminami iš stiprių magnetinių medžiagų, pavyzdžiui, neodimio arba samario kobalto. Jie sukuria intensyvų magnetinį lauką, nors yra palyginti nedideli.

Pagrindinė žiedinio magneto ypatybė - apskrita centrinė skylė, leidžianti magnetui slysti per kitus komponentus, pvz., strypus ar guolius. Dėl to jie labai lengvai pritaikomi įvairioms reikmėms (daugiau apie tai vėliau).

Kas yra disko magnetas?

Diskinis magnetas (dar vadinamas apvaliuoju magnetu arba mygtukiniu magnetu) yra tokios pat apskritos formos.

Tačiau, kitaip nei žiediniai magnetai, diskiniai magnetai yra vientisi, be centrinės skylės. Kiekviena jų apskrita pusė yra plokščia, panaši į diską arba ledo ritulio ritulį.

Diskiniai magnetai yra įvairių dydžių - nuo vos kelių milimetrų skersmens iki kelių colių skersmens. Maži diskiniai magnetai dažnai naudojami rankdarbiams, eksperimentams ir "pasidaryk pats" projektams. Dideli pramoniniai diskiniai magnetai turi itin stiprius magnetinius laukus ir gali pakelti tūkstančius kilogramų.

Dabar, kai supratote pagrindines žiedinių ir diskinių magnetų fizines savybes, pažvelkime, kuo jie panašūs ir kuo skiriasi.

Žiedinių ir diskinių magnetų panašumai

Nors žiediniai ir diskiniai magnetai turi keletą aiškių fizinių skirtumų, jie turi šių panašumų:

• Nuolatiniai magnetai: Žiediniai ir diskiniai magnetai sukuria nuolatinį magnetinį lauką, t. y. jie visą laiką veikia kaip magnetai. (Priešingai nei laikinieji elektromagnetai, kurie sukuria magnetinį lauką tik tada, kai elektros srovė teka per ritę).
• Poliarinė orientacija: Žiediniai ir diskiniai magnetai turi priešingose pusėse esančius "šiaurės" ir "pietų" polius, o magnetinis laukas iš šiaurinio poliaus į pietinį polius eina vidine kilpa.
• Turimos medžiagos: Žiediniai ir diskiniai magnetai gali būti gaminami iš stiprių magnetinių medžiagų, pavyzdžiui, neodimio (NdFeB), samario kobaltas (SmCo) ir alnico. Kai kurie keraminiai (feritiniai) magnetai taip pat yra šių konfigūracijų.
• Apskrita forma: Abiejų tipų magnetai, žiūrint iš viršaus, yra apskritos formos, tačiau diskas yra vientisas, o žiedas turi centrinę skylę.

Dabar apžvelkime tris svarbiausius šių dviejų tipų magnetų skirtumus, kurie juos išskiria pagal taikymo sritis ir galimybes.

3 pagrindiniai žiedinių ir diskinių magnetų skirtumai

Skirtumas #1: Centrinė skylė

Akivaizdžiausias fizinis žiedinių ir diskinių magnetų skirtumas yra centrinės skylės buvimas arba nebuvimas.

Žiediniai magnetai turi atvirą erdvę viduryje, todėl jie gali slysti ant strypų, guolių, velenų, sraigtų, vamzdžių ir kitų cilindrinių komponentų. Dėl šio universalumo žiediniai magnetai gali sąveikauti su judančiomis variklių, elektros generatorių, guolių ir kitų mechaninių sistemų dalimis.

Skylė taip pat turi įtakos magnetinio lauko orientacijai ir formai. Žiediniai magnetai daugiau magnetizmo skleidžia į išorę nuo išorinio perimetro, o ne nuo plonos vidinės dalies.

Kita vertus, diskiniai magnetai neturi centrinės skylės, todėl juos galima uždėti ant kitų komponentų. Dėl vientisos disko formos stiprus magnetinis laukas išsikiša statmenai nuo plokščių apskritų paviršių abiejose pusėse.

Skirtumas #2: magnetinio lauko orientacija

Dėl skirtingos formos žiediniai ir diskiniai magnetai turi skirtingus magnetinio lauko modelius.

Žiedinio magneto lauko orientacija

Žiedinių magnetų magnetiniai poliai yra priešingose išorinio žiedo pusėse, o laukas sukasi aplink centrinę skylę. Įsivaizduokite tai kaip žiedinę lenktynių trasą, kurioje magnetinis laukas eina iš šiaurinio poliaus į pietinį.

Skylės buvimas daro didelę įtaką magnetinio lauko struktūrai, todėl daugiau magnetizmo sklinda iš išorinio žiedo perimetro. Dėl to žiediniai magnetai pasiekia ilgesnį atstumą ir gali veikti magnetinę jėgą didesniu atstumu.

Disko magneto lauko orientacija

Diskiniai magnetai sukuria tolygiai pasiskirsčiusį magnetinį lauką statmenai plokščioms apskritoms magneto plokštumoms. Magnetiniai poliai yra tiesiai priešingose plokščiose pusėse, o laukas juda tiesiai per kietą magneto medžiagą.

Dėl vientiso disko formos magnetinio srauto tankis yra panašus visuose apskrituose magneto paviršiuose, o vidinių angų formos yra minimalios.

Skirtumas #3: Dažniausiai pasitaikančios programos

Dėl formos, matmenų ir magnetinio lauko savybių skirtumų, kuriuos jau aptarėme, žiediniai ir diskiniai magnetai paprastai puikiai tinka skirtingoms realioms reikmėms.

Žiedinis magnetas Paraiškos

Žiediniai magnetai dažniausiai naudojami varikliuose, guoliuose, generatoriuose, elektros prietaisuose, garsiakalbiuose ir įvairiose jutiklinėse, mokslinėse ir pramoninėse srityse.

Pavyzdžiai:

• Elektros variklių komponentų rotoriai
• Įvairių tipų guolių tvirtinimas
• Jutiklių (pvz., Hallo efekto jutiklių) laikymas ir valdymas.
• Elektronų spindulių fokusavimas
• Mažų metalinių daiktų kėlimas ir transportavimas

Žiedo forma iš esmės paverčia magnetą labai galingu ir tiksliu spaustuvu, galinčiu užfiksuoti komponentus ir patikimai juos išlaikyti net ir dinamiškose sistemose.

Atvira centrinė anga yra svarbiausia daugeliui žiedinių magnetų, todėl jie gali slysti ant kitų dalių ir patikimai išlaikyti savo padėtį.

Disko magneto programos

Diskiniai magnetai dažniausiai naudojami ten, kur reikia lygių kontaktinių paviršių, nereikalaujančių atviros centrinės erdvės.

Pavyzdžiai:

• Ženklų, nuotraukų, meno kūrinių ir priedų tvirtinimas prie metalinių paviršių
• Durų laikymas atidarytomis
• Magnetiniai papuošalų dėžučių, gitarų dėklų, šaldytuvų durelių ir kt. užraktai.
• Metalinių plokštelių, skirtų įrankiams, peiliams ar dirbtuvių reikmenims tvirtinti, tvirtinimas
• Smulkių metalinių daiktų (segtukų, smeigtukų) kėlimas ir paėmimas.
• Magnetinių skulptūrų, žaislų, dekoracijų ir kitų daiktų (magnetų šaldytuvams) kūrimas.

Stiprus plokščias magnetinis disko magnetų paviršius suteikia jiems neįtikėtiną laikomąją galią dėl tiesioginio kontakto, todėl jiems ne visada reikia išsikišusio komponento, į kurį jie galėtų įsikibti.

Be abejo, kai kurios taikymo sritys sutampa, tačiau apskritai žiediniai ir diskiniai magnetai išsiskiria savo specifine forma ir magnetinio lauko išdėstymu.