Magnes pierścieniowy a magnes tarczowy: Jaka jest różnica?

Magnesy pierścieniowe i tarczowe mogą na pierwszy rzut oka wydawać się bardzo podobne - w końcu oba są okrągłymi magnesami trwałymi. Istnieją jednak pewne kluczowe różnice między tymi dwoma typami magnesów pod względem ich kształtu, orientacji pola magnetycznego i typowych zastosowań.

W tym kompleksowym przewodniku omówimy wszystko, co musisz wiedzieć o magnesy pierścieniowe vs magnesy tarczowe, w tym:

• Czym jest magnes pierścieniowy?
• Co to jest magnes tarczowy (magnes okrągły)?
• Podobieństwa między magnesami pierścieniowymi i tarczowymi
• 3 Kluczowe różnice między magnesami pierścieniowymi i tarczowymi
  • Różnica #1: Otwór centralny
  • Różnica #2: Orientacja pola magnetycznego
  • Różnica #3: Typowe zastosowania

Poznasz również przykłady zastosowania magnesów pierścieniowych i tarczowych w świecie rzeczywistym - zaczynajmy!

Czym jest magnes pierścieniowy?

Magnes pierścieniowy to okrągły magnes w kształcie pączka z otworem w środku, przypominającym pierścień.

Magnesy pierścieniowe są najczęściej wykonane z silnych materiałów magnetycznych, takich jak neodym lub kobalt samarowy. Generują one intensywne pole magnetyczne przy stosunkowo niewielkich rozmiarach.

Kluczową cechą magnesu pierścieniowego jest obecność okrągłego otworu środkowego, który pozwala magnesowi przesuwać się po innych elementach, takich jak pręty lub łożyska. Sprawia to, że są one wysoce adaptowalne do szerokiej gamy zastosowań (więcej na ten temat w dalszej części).

Co to jest magnes dyskowy?

Magnes tarczowy (zwany również magnesem okrągłym lub magnesem guzikowym) ma ten sam okrągły kształt.

Jednak w przeciwieństwie do magnesów pierścieniowych, magnesy tarczowe są solidne na całej długości bez otworu centralnego. Są płaskie po każdej okrągłej stronie, przypominając krążek lub krążek hokejowy.

Magnesy tarczowe są dostępne w szerokiej gamie rozmiarów, od zaledwie kilku milimetrów średnicy do kilku cali. Małe magnesy tarczowe są często używane w rzemiośle, eksperymentach i projektach DIY. Duże magnesy dyskowe klasy przemysłowej mają niezwykle silne pola magnetyczne i mogą unieść tysiące funtów.

Po zapoznaniu się z podstawowymi cechami fizycznymi magnesów pierścieniowych i tarczowych, przyjrzyjmy się ich podobieństwom i różnicom.

Podobieństwa między magnesami pierścieniowymi i tarczowymi

Podczas gdy magnesy pierścieniowe i tarczowe mają pewne wyraźne różnice fizyczne, mają one następujące podobieństwa:

• Magnesy stałe: Zarówno magnesy pierścieniowe, jak i tarczowe wytwarzają stałe pola magnetyczne, co oznacza, że działają jak magnesy przez cały czas. (W przeciwieństwie do tymczasowych elektromagnesów, które wytwarzają pola magnetyczne tylko wtedy, gdy prąd elektryczny przepływa przez cewkę).
• Orientacja biegunowa: Magnesy pierścieniowe i tarczowe mają bieguny "północny" i "południowy" po przeciwnych stronach, z wewnętrzną pętlą pola magnetycznego od bieguna północnego do południowego.
• Dostępne materiały: Magnesy pierścieniowe i tarczowe mogą być wykonane z silnych materiałów magnetycznych, takich jak neodym (NdFeB), kobalt samaru (SmCo) i alnico. Niektóre magnesy ceramiczne (ferrytowe) są również dostępne w tych konfiguracjach.
• Okrągły kształt: Oba typy magnesów mają ogólny okrągły kształt, patrząc od góry, chociaż dysk jest pełny, podczas gdy pierścień ma środkowy otwór.

Przyjrzyjmy się teraz trzem najważniejszym różnicom między tymi dwoma typami magnesów, które odróżniają je pod względem zastosowań i możliwości.

3 Kluczowe różnice między magnesami pierścieniowymi i tarczowymi

Różnica #1: Otwór centralny

Najbardziej oczywistą fizyczną różnicą między magnesami pierścieniowymi i tarczowymi jest obecność lub brak otworu centralnego.

Magnesy pierścieniowe mają otwartą przestrzeń w środku, która pozwala im ślizgać się po prętach, łożyskach, wałach, śrubach, rurach i innych cylindrycznych elementach. Ta wszechstronność pozwala magnesom pierścieniowym na współpracę z ruchomymi częściami w silnikach, generatorach elektrycznych, łożyskach i innych systemach mechanicznych.

Otwór wpływa również na orientację i kształt pola magnetycznego. Magnesy pierścieniowe emitują więcej swojego magnetyzmu na zewnątrz z zewnętrznego obwodu niż z cienkiej sekcji wewnętrznej.

Z drugiej strony magnesy tarczowe nie mają otworu centralnego, co pozwala im dopasować się do innych komponentów. Solidny kształt dysku prowadzi do silnego pola magnetycznego wystającego prostopadle z płaskich okrągłych powierzchni po obu stronach.

Różnica #2: Orientacja pola magnetycznego

Ze względu na różnicę w kształcie, magnesy pierścieniowe i tarczowe mają różne wzorce pola magnetycznego.

Orientacja pola magnesu pierścieniowego

Magnesy pierścieniowe mają bieguny magnetyczne umieszczone po przeciwnych stronach zewnętrznego pierścienia, a pole magnetyczne krąży wokół środkowego otworu. Przypomina to okrągły tor wyścigowy z polem magnetycznym podążającym za pierścieniem od bieguna północnego do południowego.

Obecność otworu silnie wpływa na wzór pola magnetycznego, więc więcej magnetyzmu wystaje z zewnętrznego obwodu pierścienia. Dzięki temu magnesy pierścieniowe mają większy zasięg i mogą wywierać siłę magnetyczną na większą odległość.

Orientacja pola magnesu tarczowego

Magnesy tarczowe wytwarzają równomiernie rozłożone pole magnetyczne prostopadłe do płaskich, okrągłych powierzchni magnesu. Bieguny magnetyczne znajdują się na przeciwległych płaskich bokach, a pole porusza się bezpośrednio przez stały materiał magnesu.

Kształt litego dysku oznacza, że gęstość strumienia magnetycznego jest podobna na okrągłych powierzchniach magnesu przy minimalnym kształtowaniu wokół wszelkich wewnętrznych otworów.

Różnica #3: Typowe zastosowania

Ze względu na różnice w kształcie, wymiarach i właściwościach pola magnetycznego, które omówiliśmy, magnesy pierścieniowe i tarczowe mają tendencję do wyróżniania się w różnych rzeczywistych zastosowaniach.

Zastosowania magnesów pierścieniowych

Magnesy pierścieniowe są powszechnie stosowane w silnikach, łożyskach, generatorach, instrumentach elektrycznych, głośnikach oraz w szeregu zastosowań czujnikowych, naukowych i przemysłowych.

Przykłady obejmują:

• Wirniki w podzespołach silników elektrycznych
• Zabezpieczanie łożysk różnych typów
• Trzymanie i kontrolowanie czujników (takich jak czujniki Halla)
• Skupianie wiązek elektronów
• Podnoszenie i transport małych metalowych przedmiotów

Kształt pierścienia zasadniczo zamienia magnes w bardzo mocny, precyzyjny zacisk zdolny do uchwycenia komponentów, utrzymując je bezpiecznie na miejscu nawet w dynamicznych systemach.

Otwarty środkowy otwór jest kluczem do większości zastosowań magnesów pierścieniowych, umożliwiając im przesuwanie się po innych częściach i niezawodne utrzymywanie pozycji.

Zastosowania magnesów tarczowych

Magnesy tarczowe są powszechnie stosowane tam, gdzie wymagana jest płaska powierzchnia styku, niewymagająca otwartej przestrzeni środkowej.

Przykłady obejmują:

• Montaż znaków, zdjęć, dzieł sztuki i akcesoriów na powierzchniach metalowych
• Przytrzymywanie otwartych drzwi
• Magnetyczne zamknięcia pudełek na biżuterię, zatrzaski futerałów na gitary, drzwi lodówek itp.
• Metalowe płytki montażowe do przytrzymywania narzędzi, noży lub akcesoriów warsztatowych.
• Podnoszenie i podnoszenie małych metalowych przedmiotów (spinacze, szpilki)
• Budowanie rzeźb magnetycznych, zabawek, elementów dekoracyjnych i nie tylko (magnesy na lodówkę)

Silna płaska powierzchnia magnetyczna magnesów tarczowych zapewnia im niesamowitą siłę trzymania poprzez bezpośredni kontakt, nie zawsze potrzebując wystającego elementu do uchwycenia.

Oczywiście potencjalne zastosowania w pewnym stopniu się pokrywają, ale generalnie magnesy pierścieniowe i tarczowe wyróżniają się specyficznym kształtem i ustawieniem pola magnetycznego.