Кольцевой магнит против дискового магнита: В чем разница?

Кольцевые и дисковые магниты на первый взгляд могут показаться очень похожими - ведь они оба представляют собой круглые постоянные магниты. Однако есть несколько ключевых различий между этими двумя типами магнитов с точки зрения их формы, ориентации магнитного поля и общего применения.

В этом подробном руководстве мы расскажем обо всем, что вам нужно знать о кольцевые магниты против дисковые магниты, в том числе:

• Что такое кольцо-магнит?
• Что такое дисковый магнит (круглый магнит)?
• Сходства между кольцевыми и дисковыми магнитами
• 3 ключевых различия между кольцевыми и дисковыми магнитами
  • Отличие #1: Центральное отверстие
  • Разница #2: Ориентация магнитного поля
  • Отличие #3: Общие применения

Вы также узнаете реальные примеры использования кольцевых и дисковых магнитов, давайте начнем!

Что такое кольцо-магнит?

Кольцевой магнит - это круглый магнит в форме пончика с отверстием посередине, напоминающим кольцо.

Кольцевые магниты чаще всего изготавливаются из сильных магнитных материалов, таких как неодим или кобальт самария. Они генерируют интенсивное магнитное поле и при этом имеют относительно небольшие размеры.

Ключевой особенностью кольцевого магнита является наличие круглого центрального отверстия, которое позволяет магниту скользить по другим компонентам, таким как стержни или подшипники. Это делает их легко адаптируемыми для широкого спектра применений (подробнее об этом позже).

Что такое дисковый магнит?

Дисковый магнит (также называемый круглым магнитом или магнитом-пуговицей) имеет такую же общую круглую форму.

Однако, в отличие от кольцевых магнитов, дисковые магниты сплошные, без центрального отверстия. Они плоские с каждой круглой стороны и напоминают диск или хоккейную шайбу.

Дисковые магниты бывают самых разных размеров - от нескольких миллиметров в поперечнике до нескольких дюймов в диаметре. Маленькие дисковые магниты часто используются для поделок, экспериментов и проектов "сделай сам". Большие дисковые магниты промышленного класса обладают чрезвычайно сильным магнитным полем и могут поднимать тысячи фунтов.

Теперь, когда вы понимаете основные физические характеристики кольцевых и дисковых магнитов, давайте рассмотрим, чем они похожи и чем отличаются.

Сходства между кольцевыми и дисковыми магнитами

Хотя кольцевые и дисковые магниты имеют некоторые явные физические различия, у них есть следующие общие черты:

• Постоянные магниты: И кольцевые, и дисковые магниты создают постоянные магнитные поля, то есть они действуют как магниты постоянно. (В отличие от временных электромагнитов, которые создают магнитное поле только при прохождении электрического тока через катушку).
• Полярная ориентация: Кольцевые и дисковые магниты имеют "северный" и "южный" полюса на противоположных сторонах, при этом магнитное поле петляет от северного полюса к южному внутри.
• Доступные материалы: Кольцевые и дисковые магниты могут быть изготовлены из сильных магнитных материалов, таких как неодим (NdFeB), кобальт самария (SmCo) и альнико. Некоторые керамические (ферритовые) магниты также доступны в этих конфигурациях.
• Круглая форма: Оба типа магнитов имеют общую круглую форму, если смотреть на них сверху, но диск сплошной, а кольцо имеет центральное отверстие.

Теперь давайте рассмотрим три наиболее существенных различия между этими двумя типами магнитов, которые отличают их с точки зрения применения и возможностей.

3 ключевых различия между кольцевыми и дисковыми магнитами

Отличие #1: Центральное отверстие

Наиболее очевидное физическое различие между кольцевыми и дисковыми магнитами заключается в наличии или отсутствии центрального отверстия.

Кольцевые магниты имеют открытое пространство в середине, что позволяет им скользить по стержням, подшипникам, валам, винтам, трубам и другим цилиндрическим компонентам. Такая универсальность позволяет кольцевым магнитам взаимодействовать с движущимися частями в двигателях, электрогенераторах, подшипниках и других механических системах.

Отверстие также влияет на ориентацию и форму магнитного поля. Кольцевые магниты направляют больше своего магнетизма наружу от внешней окружности, а не от тонкой внутренней части.

Дисковые магниты, с другой стороны, не имеют центрального отверстия, что позволяет устанавливать их поверх других компонентов. Сплошная форма диска приводит к возникновению сильного магнитного поля, направленного перпендикулярно от плоских круглых граней с обеих сторон.

Разница #2: Ориентация магнитного поля

Из-за разницы в форме кольцевые и дисковые магниты имеют разную структуру магнитного поля.

Ориентация поля кольцевого магнита

У кольцевых магнитов магнитные полюса расположены на противоположных сторонах внешнего кольца, а поле закручивается вокруг центрального отверстия. Подумайте об этом, как о круговом гоночном треке, где магнитное поле следует за кольцом от северного полюса к южному.

Наличие отверстия сильно влияет на структуру магнитного поля, поэтому больше магнетизма исходит от внешнего периметра кольца. Это придает кольцевым магнитам больший радиус действия и позволяет им оказывать магнитное воздействие на большем расстоянии.

Ориентация поля дискового магнита

Дисковые магниты создают равномерно распределенное магнитное поле, перпендикулярное плоским круглым сторонам магнита. Магнитные полюса находятся на прямо противоположных плоских сторонах, а поле движется прямо через твердый материал магнита.

Сплошная форма диска означает, что плотность магнитного потока одинакова по всей окружности магнита с минимальным формированием вокруг любых внутренних отверстий.

Отличие #3: Общие применения

Из-за различий в форме, размерах и свойствах магнитного поля, о которых мы рассказали, кольцевые и дисковые магниты, как правило, используются в различных реальных приложениях.

Применение кольцевого магнита

Кольцевые магниты широко используются в двигателях, подшипниках, генераторах, электрических приборах, громкоговорителях, а также в различных измерительных, научных и промышленных приложениях.

Примеры включают:

• Роторы в компонентах электродвигателей
• Крепление подшипников различных типов
• Удержание и управление датчиками (например, датчиками на эффекте Холла)
• Фокусировка электронных пучков
• Подъем и перенос небольших металлических предметов

Кольцевая форма превращает магнит в очень мощный, точный зажим, способный цепляться за компоненты, надежно удерживая их на месте даже в динамичных системах.

Открытое центральное отверстие является ключом к большинству применений кольцевых магнитов, позволяя им скользить по другим деталям и надежно удерживать положение.

Применение дисковых магнитов

Дисковые магниты обычно используются там, где необходима плоская контактная поверхность, не требующая открытого центрального пространства.

Примеры включают:

• Крепление табличек, фотографий, художественных изделий и аксессуаров к металлическим поверхностям
• Удерживая двери открытыми
• Магнитные замки на шкатулках для украшений, защелках гитарных чехлов, дверцах холодильников и т.д.
• Металлические пластины для крепления инструментов, ножей и принадлежностей для мастерской
• Поднимать и брать в руки небольшие металлические предметы (скрепки, булавки)
• Создание магнитных скульптур, игрушек, предметов декора и многого другого (магниты для холодильника)

Сильная плоская магнитная поверхность дисковых магнитов обеспечивает им невероятную силу удержания при прямом контакте, не всегда требуя выступающего компонента для захвата.

Конечно, возможные области применения частично совпадают, но в целом кольцевые и дисковые магниты отличаются друг от друга благодаря своей специфической форме и выравниванию магнитного поля.