Co je to vlastně permanentní magnet?
Permanentní magnet a elektromagnet: jaký je mezi nimi rozdíl?
Permanentní magnet vytváří vlastní magnetické pole bez elektrického napájení. Elektromagnet naproti tomu potřebuje elektrický proud, díky kterému lze jeho magnetické pole zapínat, vypínat a regulovat.
- Permanentní magnet funguje bez elektřiny.
- Elektromagnet vytváří pole pomocí elektrického proudu.
- Permanentní magnet může vysokou teplotou nebo nevhodným polem zeslábnout.
- Síla elektromagnetu závisí na proudu, konstrukci cívky a použitém jádru.
Jak funguje permanentní magnet?
Permanentní magnety jsou vyrobené z magneticky tvrdých materiálů, které si po zmagnetování dlouhodobě zachovávají uspořádání magnetických domén.
Díky tomu vytvářejí vlastní magnetické pole a nepotřebují:
- baterii,
- připojení k elektrické síti,
- cívku ani řídicí elektroniku,
- průběžné dodávání energie.
Každý permanentní magnet má severní a jižní pól. Opačné póly se přitahují, zatímco stejné póly se odpuzují.
Přírodní a uměle vyráběné magnety
V přírodě se vyskytuje například magnetit, jehož některé kusy mohou být přirozeně zmagnetované. Většina současných technických magnetů se však vyrábí průmyslově.
Mezi běžné druhy permanentních magnetů patří:
- neodymové magnety NdFeB,
- feritové neboli keramické magnety,
- samariové magnety SmCo,
- AlNiCo magnety,
- pružné magnetické fólie a pásky.
Jednotlivé materiály se liší silou, odolností proti korozi, pracovní teplotou i cenou.
Může permanentní magnet zeslábnout?
Označení „permanentní“ neznamená, že magnet nelze poškodit nebo odmagnetovat. Při správném používání si zachovává vlastnosti velmi dlouho, výkon však může snížit:
- překročení maximální pracovní teploty,
- zahřátí nad Curieovu teplotu,
- silné opačně orientované magnetické pole,
- střídavé pole s postupně klesající intenzitou,
- koroze nebo mechanické poškození,
- prudké nárazy u některých magnetických materiálů.
Maximální pracovní teplota je obvykle nižší než Curieova teplota. Magnet proto může nevratně zeslábnout ještě dříve, než zcela ztratí feromagnetické vlastnosti.
Magnety úmyslně nezahřívejte ani nesrážejte
Neodymové magnety jsou tvrdé a křehké. Při prudkém nárazu mohou prasknout a vymrštit ostré úlomky. Kontrolované odmagnetování patří do odborně vybaveného provozu.
Jak funguje elektromagnet?
Elektromagnet tvoří vodič nebo cívka, kterou prochází elektrický proud. Proud vytváří kolem vodiče magnetické pole.
Jednoduchým příkladem je solenoid – dlouhá cívka tvořená mnoha závity vodiče. Magnetické pole uvnitř cívky závisí zejména na:
- velikosti elektrického proudu,
- počtu závitů,
- délce a geometrii cívky,
- materiálu vloženého jádra.
U dlouhé cívky bez feromagnetického jádra je pole při stejné konstrukci přibližně přímo úměrné proudu. U cívky se železným jádrem vztah nemusí být neomezeně lineární, protože se materiál může magneticky nasytit.
Po vypnutí proudu pole cívky zanikne nebo výrazně zeslábne. Feromagnetické jádro však může zachovat určitou zbytkovou magnetizaci.
Kdy zvolit který typ?
- Permanentní magnet: když má pole působit stále a bez napájení.
- Elektromagnet: když potřebujete magnet zapínat, vypínat nebo regulovat.
- Permanentní magnet: pro držáky, uzávěry, senzory a kancelářské použití.
- Elektromagnet: pro relé, ventily, zámky, motory a průmyslovou manipulaci.
Doporučené permanentní magnety
Silný magnet v plastovém pouzdře MAGSY
Neodymový magnet v zaobleném plastovém pouzdře pro pohodlné připevnění dokumentů na magnetické tabule.
- Průměr pouzdra 30 mm
- Odtrhová síla 40 N
- Orientační síla 4 kg
- Hmotnost 10,9 g
- Neodymový magnet NdFeB
- Plastové pouzdro s potiskem
- Podle výrobce až 25 listů A4
- Kód produktu 60145
Neodymový magnet válec 20 × 5 mm
Silný permanentní magnet pro držáky, uzávěry, modelářství a technické sestavy v suchém interiéru.
- Průměr 20 mm
- Výška 5 mm
- Odtrhová síla 42,4 N
- Orientační síla 4,24 kg
- Hmotnost 11,78 g
- Magnetická jakost N30
- Magnetizace rovnoběžně s osou
- Poniklovaný povrch
- Teplotní odolnost do 80 °C
- Kód produktu 20005
Neodymový magnet válec 15 × 1 mm
Tenký magnet pro lehké uzávěry, dekorace, papírové výrobky a konstrukce s omezeným prostorem.
- Průměr 15 mm
- Výška 1 mm
- Odtrhová síla 8,2 N
- Orientační síla 0,82 kg
- Hmotnost 1,3 g
- Magnetická jakost N42
- Magnetizace rovnoběžně s osou
- Poniklovaný povrch
- Teplotní odolnost do 80 °C
- Kód produktu 20261
Co znamená odtrhová síla?
Uvedená síla platí za ideálních podmínek: magnet se celou plochou dotýká čisté, rovné a dostatečně silné oceli a je odtrhován kolmo. Lak, rez, mezera, tenký plech nebo boční zatížení přídržnou sílu výrazně snižují.
Nejčastější dotazy
Potřebuje permanentní magnet elektřinu?
Ne. Vytváří vlastní magnetické pole bez elektrického napájení.
Může permanentní magnet ztratit sílu?
Ano. Může jej oslabit vysoká teplota, silné opačné pole, koroze nebo mechanické poškození.
Vytváří solenoid elektrické, nebo magnetické pole?
Stejnosměrný proud v cívce vytváří magnetické pole. Měnící se proud a magnetické pole mohou navíc indukovat elektrické pole.
Zmizí pole elektromagnetu ihned po vypnutí?
Pole cívky se rychle zhroutí, ale feromagnetické jádro může zachovat určitou zbytkovou magnetizaci.
Je elektromagnet vždy silnější než permanentní magnet?
Ne. Záleží na konstrukci, proudu, chlazení, jádru i velikosti zařízení.
Shrnutí
Permanentní magnet vytváří dlouhodobé magnetické pole bez elektrické energie. Elektromagnet používá proud v cívce, takže lze jeho pole řídit a vypínat.
Ani permanentní magnet není nezničitelný. Při výběru a používání je potřeba respektovat pracovní teplotu, prostředí, odtrhovou sílu a riziko mechanického poškození.
Vyberte si permanentní magnet podle použití
Porovnejte neodymové, feritové, samariové a další magnety podle rozměru, síly a teplotní odolnosti.