Magnety a teorie
Alnico
- permanentní magnetický materiál, který se skládá z Fe, Al, Ni a Co. Může obsahovat další příměsi. Vyrábí se sintrováním nebo litím.
Anizotropie
- fyzikální vlastnost která, v případě permanentních magnetů, způsobuje rozdíly v množství magnetické energie, které je nezbytné pro magnetizaci magnetu v různých směrech. Anizotropické permanetní magnety jsou vyrobeny tak, aby měli pouze jednu osu, ve které se mohou zmagnetovat nejsnadněji. Remanence permanentních magnetů se silně zvyšuje díky anizotropii. Dva hlavní typy anizotropie se využívají při výrobě magnetů : magnetokrystalová anizotropie a tvarová anizotropie.
Curieova teplota
- přechodová teplota, nad kterou ferro nebo ferrimagnetické materiály ztrácí spontánní magnetizaci a stávají se paramagnetickými.
Demagnetizační křivka
- druhý kvadrant hysteresní smyčky. Tato část smyčky obsahuje, z technického hlediska, nejdůležitější charakteristiky permanentních magnetů.
Demagnetizační faktor
- číslo menší nebo rovné jedné, které určuje, jak se snižuje hodnota magnetické indukce. Výsledkem je magnetická indukce, kterou magnet skutečně 'vidí '. Je funkcí pouze tvaru magnetu a určuje sklon pracovní přímky v druhém kvadrantu magnetizační křivky. Pokud se demagnetizační faktor rovná nule, nenastává žádná demagnetizace a hodnota indukce se rovná magnetické remanenci.
Ferit
- sintrovaný permanentní magnet, vyráběný z oxidu železa a (nejčastěji) karbonátu baria nebo stroncia. Ferit je nejlevnější běžný permanentní magnet a je typickým představitelem ferrimagnetických materiálů.
Ferimagnetikum
- materiál se spontánní magnetizací. Obsahuje alespoň dva druhy magnetických atomů v krystalové mřížce, které mají nestejně veliké magnetické momenty směřující proti sobě a tudíž jeden druh převažuje (na rozdíl od anti-feromagnetik kde se magnetické momenty úplně ruší). Výsledkem je celkový magnetický moment podobně jako u feromagnetik.
Feromagnetikum
- materiál se spontánní magnetizací. Obsahuje jeden nebo více druhů stejně orientovaných magnetických atomů v krystalové mřížce (na rozdíl od ferimagnetik, kde jsou magnetické momenty v opozici). Výsledkem je velký celkový magnetický moment. Alnico a Re/Co materiály jsou feromagnetika.
Fluxmetr
- přístroj na měření magnetického toku, kalibrovaný na hodnoty magnetické indukce na výstupu. Základní princip je bud´ pohyblivá cívka (sensor) se známým průřezem nebo statická cívka, pomocí které se elektronicky integrují změny magnetického pole. Fluxmetr je přesný přístroj, často používaný v aparátech pro měření hysteresních smyček.
Gauss
- jednotka ze systému CGS pro magnetickou indukci a magnetizaci/polarizaci. 1 gauss = 0.0001 tesla.
Hallova sonda
- polovodičový prvek pro měření magnetických polí. Když jsou jisté polovodiče vystaveny magnetickému poli (nejčastěji InAs), a elektrický proud teče ve směru kolmém na směr magnetického pole, na kontaktech polovodiče se objevuje napětí ve směru kolmém na směr pole i proudu. V ideálním případě je závislost napětí na magnetickém poli lineární, ve skutečnosti ale existují mechanismy (např. magnetoresistence), které způsobují odchylky od linearity. Korekce může být prováděna elektronicky. Hallova sonda je mnohem universálnější, než fluxmetr, ale není tak přesná. Výrobci uvádějí chyby pro jednotlivé sondy v rozsahu několika málo procent podle kvality sondy.
Helmhotzova cívka
- systém dvou cívek navinutých ve stejném směru a axiálně oddělených určitou vzdáleností. Používají se pro vytváření homogenního magnetického pole pro různé účely. Často se používají například pro měření průměrné polarizace permanentních magnetů ve spojení s fluxmetrem.
Hysteresní smyčka
- křivka magnetické indukce nebo magnetizace/polarizace na ordinátě versus magnetizační pole na abscise. Magnetizační pole cykluje od nuly do plus maxima, potom do minus maxima a potom znovu do plus maxima. Prochází tedy pěti kvadranty. Hysteresní smyčka materiálů s nelineární permeabilitou vykazuje nelineární charakter. Křivky jsou obvykle symetrické okolo počátku. Hysteresní smyčka charakterizuje základní vlastnosti permanentních magnetů.
Intensita magnetického pole, H
- representace magnetického pole vyjádřená v jednotkách A/m (amper/metr) [SI] nebo Oe (oersted) [CGS].
Ireversibilní změna
- částečná nebo úplná ztráta magnetizace. Může se vyskytnout, když je magnet vystaven vysokým teplotám nebo demagnetizačnímu poli. Magnetizace nemůže být obnovena samovolně, ale pouze opětovným zmagnetováním, pokud nedošlo ke změnám ve struktuře materiálu.
Isotropie
- magnetické vlastnosti jsou stejné ve všech směrech. Materiály s kubickou symetrií jsou magneticky isotropní. Také magnetické materiály, ve kterých jsou zrna náhodně orientována, mohou být magneticky isotropní. Isotropní materiály mají nižší koercivitu, než anisotropní materiály a proto mají také nižší energetický součin.
Koercivita
- také zvaná koercivní síla. Je to schopnost permanentního magnetu odolávat demagnetizaci externím magnetickým polem a také svým vlastním demagnetizačním polem. Dva typy koercivity jsou : 1. 'skutečná' koercivita, jednoduše zvaná 'koercivita' - znamená magnetické pole při kterém je celková indukce v magnetu nula. 2. 'vnitřní' koercivita - znamená pole při kterém je celková polarizace nula (vektory polarizace individuálních magnetických domén se vzájemně ruší).
Magnetická indukce
- (hustota mag. toku) representace magnetického pole vyjádřená v jednotkách T (tesla) [SI] nebo G (gauss) [CGS]. 1 tesla = 1 weber per square meter
Magnetický obvod, otevřený
- obvod, v jehož části se magnetický tok uzavírá vzduchem.
Magnetický obvod, uzavřený
- obvod, kterým prochází magnetický tok po uzavřené cestě, např. magnetickou ocelí.
Magnetické domény
- malý objem materiálu, ve kterém jsou magnetické momenty atomů orientovány do jednoho směru a tento objem je tedy spontánně zmagnetován. Při absenci externího magnetizujícího pole jsou jednotlivé domény náhodně orientovány. Poměr počtu domén orientovaných do jednoho směru závisí na velikosti externího magnetického pole. Domény jsou vzájemně odděleny doménovými zdmi. Tyto jsou tvořeny jistým počtem atomových vrstev, ve kterých dochází k převracení směru magnetických momentů z domény do domény. K přesměrování magnetických momentů domén dochází pohybem doménových zdí.
Magnetický tok
- tok magnetického pole plochou. Jednotka magnetického toku je Wb (weber).
Magnetizace
- celkový magnetický moment materiálu. Je to objemový integrál všech elementárních (doménových) momentů. Po aplikování dostatečně silného magnetizujícího pole už magnetizace dále neroste, protože všechny momenty jsou již orientovány do stejného směru. Koresponduje s polarizací.
Magnetizační křivka
- charakteristika materiálu v závislosti na magnetizujícím poli zobrazená podobným způsobem jako hysteresní smyčka. Magnetizační křivka je zřetelně nelineární pro materiály s nelineární permeabilitou. Pro měkké magnetické materiály je důležitá tzv. panenská křivka. Tato charakterizuje materiál z kompletně demagnetizovaného stavu. Panenská křivka je důležitá i pro magnetování permanentních magnetů, ale pro provoz permanentních magnetů je důležitý druhý kvadrant, tj. demagnetizační křivka.
Magnetoplast
- magnet, ve kterém je magnetický materiál (ferit nebo Re/Co) rozptýlen v plastické matrici. Účel je vytvořit ohebné magnety nebo magnety, které je možné snadněji obrábět.
Magnetovačka
- zařízení pro magnetování permanentních magnetů. Pro tento účel se nejčastěji používá elektromagnet se stejnosměrným zdrojem nebo impulsní cívka. Jako zdroj energie pro impulsní cívky může sloužit generátor, setrvačník, transformátor nebo kondenzátor. Kondenzátor je v posledních letech nejpopulárnější volba, protože umožňuje magnetovat materiály s největšími koercivitami.
Maximální energetický součin
- bod maximálního součinu B a H na demagnetizační křivce. Určuje optimální pracovní bod permanentního magnetu. Magnet, který operuje v tomto bodě, dává největší výkon na jednotku objemu.
NdFeB
- magnetický materiál s nejvyšším energetickým součinem. Základní složení elementů je v poměru 2:14:1. Další elementy se mohou přidávat k vylepšení vlastností, hlavně Dy pro větší koercivitu a Co pro zvýšení Curieova bodu.
Oersted
- jednotka ze systému CGS pro intensitu magnetického pole. 1 oersted = 1000/(4*Pi) A/m.
Permeabilita
- poměr magnetické indukce a intensity magnetického pole. Lze říci, že je to schopnost materiálu 'vést' magnetický tok (magnetická vodivost). Tato 'celková' permeabilita je vztažena k permeabilitě vakua pomocí faktoru zvaného 'relativní' permeabilita. Hodnota permeability vacua v systému SI je 4*pi/10000000 Vs/Am.
Permeance
- sklon pracovní přímky. Je určen geometrií magnetického obvodu, jinými slovy celkovou demagnetizací v magnetickém obvodu.
Pracovní bod
- je definován na demagnetizační křivce pracovní přímkou.
Pracovní přímka
- přímka s negativním sklonem s počátkem v (0,0) koordinačního systému demagnetizační křivky, protínající demagnetizační křivku v pracovním bodě magnetického obvodu. Sklon přímky je určen tvarem magnetu nebo magnetického obvodu.
Polarizace
- pro všechny užitečné účely je ekvivalentní magnetizaci. Viz. magnetizace. Polarizace, J, je termín z Kennellyho systému jednotek a měří se v jednotkách 'tesla', zatímco magnetizace, M, patří do Sommerfeldova systému (oba systémy jsou SI) a měří se v jednotkách A/m. Polarizace je téměř vždy používaná v technických aplikacích, zatímco magnetizace je častěji používaná ve vědeckých kruzích. Záměna těchto dvou termínů se nepovažuje za chybu.
Recoil permeabilita
- průměrná permeabilita recoil smyčky.
Recoil smyčka
- malá hysteresní smyčka, která je výsledkem náhlé změny průběhu magnetizujícího pole a poté návratu tohoto průběhu zpět na původní pozici, při měření hysteresní smyčky.
Remanence
- zbytková magnetizace poté, co bylo magnetizující pole odstraněno. Koresponduje s poměrem doménových momentů, které zůstaly orientované v jednom směru.
Saturační magnetizace/polarizace
- maximální možná hodnota magnetizace pro určitý materiál.
Sm-Co
- magnetický materiál, vyráběný práškovou technologií. Existují dva komerční materiály, v poměru elementů 1:5 a 2:17. Tyto materiály jsou charakterizovány nejvyššími hodnotami vnitřních koercivit.
Snadná osa
- směr, ve kterém je anizotropní magnet zmagnetovaný. Každý anizotropní magnet má obvykle jednu snadnou osu, zatímco izotropní magnety nemají snadnou osu (nebo všechny osy jsou 'snadné ')
Stabilita
- odolnost magnetů proti změně magnetického momentu s časem (viz stárnutí) nebo proti vlivu změn teploty. Magnety jsou někdy uměly 'vystárnuty' tím, že se vystavují působení teplotních cyklů nebo demagnetisačních cyklů.
Stárnutí
- úbytek magnetického momentu s časem. Obvykle jde o zlomky procenta během několika (i mnoha) let.
Tesla
- jednotka ze systému SI pro magnetickou indukci. 1 tesla = 10000 gauss.
Vnitřní koercivní síla
- demagnetizační magnetické pole při kterém magnetizace/polarizace klesne na nulu.
Weber
- jednotka ze systému SI pro magnetický tok.
Ztracený tok
- magnetický tok, který uniká mimo zamýšlený magnetický obvod. Ztráta je běžná v magnetických obvodech na rozdíl od elektrických obvodů protože neexistuje izolace (materiál s nulou magnetickou vodivostí) pro stejnosměrné magnetické pole. Pouze perfektní supravodič může blokovat magnetické pole.