Magnet — vlastnosti, typy a použitie

Vlastnosti a princíp fungovania

Magnetické pole možno opísať pomocou siločiar, ktoré vychádzajú z N-pólu a vracajú sa do S-pólu. Pole vzniká v permanentných magnetoch vďaka feromagnetizmu, pri ktorom sa elektrické momenty atómov zosúladia; táto vlastnosť sa mení teplotou — pri dostatočnom zahriatí (Curieova teplota) magnetické usporiadanie zaniká. Elektromagnety vytvárame pomocou vodiča s elektrickým prúdom: vinutie drôtu okolo jadra z mäkkého magnetického materiálu silne zosilní pole elektromagnetu, pričom intenzitu určuje prúd v drôte (elektrický prúd) a tvar vinutia.

Druhy magnetov

• Permanentné magnety — udržiavajú magnetizmus bez privedenia prúdu; medzi bežné patria ferritové, neodymové (z Nd-Fe-B) a Alnico zliatiny niklu, hliníka a kobaltu.
• Elektromagnety — magnetické pole vzniká len pri prechode prúdu; jadrá bývajú z mäkkých feromagnetických materiálov, ktoré sa za prúdu silno magnetizujú a po jeho vypnutí rýchlo demagnetizujú.
• Mäkké vs. tvrdé magnetické materiály — "mäkké" materiály (jadra elektromagnetov) sa ľahko magnetizujú a demagnetizujú, zatiaľ čo "tvrdé" materiály zachovávajú magnetizmus dlhodobo (permanentné magnety).

Materiály schopné reagovať na magnet

Nie všetky kovy a látky reagujú na magnet. K feromagnetickým patria predovšetkým železo, kobalt a nikel; zliatiny železa tvorené oceľou sa magnety výrazne priťahujú (oceľ). Kovy ako mosadz, meď, zinok alebo hliník väčšinou nemajú silnú reakciu na statické magnetické pole a sú považované za nemagnetické. Nemagnetické sú tiež organické a sklenené materiály (drevo a sklo). Magnety môžu niektoré materiály dočasne magnetizovať, napríklad keď sa kov potrie alebo opakovane potiahne iným magnetom.

Pôvod, história a výroba

Prvé poznatky o magnetizme majú staroveké civilizácie, ktoré objavili prírodné magnety v podobe magnetitu (lodestone). Postupne sa rozvíjali teórie o magnetickom poli a objavy v 19. storočí spojili magnetizmus s elektrinou. Dnes sa magnety vyrábajú rôznymi spôsobmi: brúsením, sinterovaním práškových materiálov, alebo magnetovaním hotových dielov silnými polami. Priemysel produkuje špeciálne zmesi a zliatiny, aby dosiahol žiadanú kombináciu sily, odolnosti voči rozmagnetovaniu a odolnosti voči teplu (feromagnetizmus a vlastnosti materiálov sú kľúčové).

Použitie a význam v praxi

Magnety sú všadeprítomné: poháňajú elektromotory a generátory, sú srdcom reproduktorov a mikrofonov, umožňujú ukladanie dát na magnetických médiách, používajú sa v lekárskej zobrazovacej technike (MRI), vo výskume, separácii surovín a v bežných domácich zariadeniach. Silné neodymové magnety sa používajú tam, kde je potrebná vysoká sila v malom objeme, zatiaľ čo elektromagnety sú nenahraditeľné v aplikáciách vyžadujúcich spínanie poľa riadením prúdu. Z ekologického aj technického hľadiska je dôležité poznať, ktoré materiály reagujú na magnet a ako manipulovať s magnetickými poliami bezpečne a efektívne (materiál a jeho vlastnosti určujú použitie).

Pre ďalšie informácie o praktických aspektoch výroby a typoch magnetických materiálov môžete sledovať odborné zdroje a technické príručky, prípadne konzultovať materiálové listy výrobcov, ktoré podrobne popisujú vlastnosti jednotlivých typov magnetov a ich použitie v priemysle a vede (magnetické pole, prúd, mosadz, meď, zinok, hliník, nemagnetické materiály).