Prečo patria neodýmové magnety medzi najsilnejšie permanentné magnety na svete? Od čoho závisí ich magnetická sila? Zistite, ako vyzerá najsilnejší magnet z neodýmu a koľko kilogramov zdvihne. Objavte aj najsilnejší elektromagnet na svete, pozrite si video od konštruktérov v článku.
Magnetická sila magnetov z neodýmu
Neodýmové magnety sú najsilnejšími permanentnými magnetmi na svete. Z čoho vlastne sú, že majú takú silu? Magnety sú zo zliatiny neodýmu, železa a bóru. Vyskytujú sa prirodzene v niektorých kameňoch, ale dajú sa aj vyrobiť. Neodým je kov vzácne zeminy, ktorá zliatine dodáva vynikajúce magnetické vlastnosti.
Magnety z neodýmu udržia aj 1000-násobok svojej hmotnosti, niektoré dokonca 2000× viac. Slovo permanentný znamená, že magnety nepotrebujú na vytváranie magnetického poľa vonkajšie vplyvy, napríklad elektrinu.
Sila magnetu je vlastne odtrhovou silou od oceľovej dosky, prípadne príťažnou silou k železu či inému magnetu v určitej vzdialenosti. Odtrhovú silu magnetu vedci aj výrobcovia magnetov uvádzajú v jednotkách – newtonoch – 10 N = cca 1 kg.
Sila nezávisí iba od použitého magnetického materiálu. Dôležité sú aj tieto parametre:
- objem magnetu
- tvar magnetu
- proporcie magnetu – pomer polomeru a výšky pri valcových magnetoch
kombinácia s ďalšími materiálmi. Napríklad, ak magnet vložíte do oceľového cylindra.
Najsilnejší neodýmový magnet – kváder, alebo kotúč?
Poznáte najsilnejšieho chrobáka na svete? Má latinský názov Onthophagus taurus, ktorý by v slovenskom preklade znel lajnožrút (v češtine lejnožrout). Žije v strednej Európe. Meria asi 1 cm a dokáže uniesť predmet, ktorý presahuje jeho hmotnosť 1141-krát. Je to podobné, ako keby 70-kilogramový človek rozhýbal vec vážiacu 80 ton. Toľko váži asi šesť veľkých poschodových autobusov aj s pasažiermi.
A ako je to s magnetmi?
Medzi naše najsilnejšie neodýmové magnety patrí kotúč s priemerom 100 mm a výškou 50 mm. Váži 3 kg a disponuje magnetickou silou 410 kg.
Ďalším zo super silných magnetov je neodýmový kváder s rozmermi 100 × 100 × 30 mm. Váži vyše 2 kg a jeho magnetická sila je 325 kg.
Tieto silné neodýmové magnety sa využívajú v separátoroch, alebo si ich zaobstarávajú skalní fanúšikovia magnetov na rôzne pokusy. Ak s nimi budete niekedy manipulovať, buďte veľmi opatrní! Nesprávne zaobchádzanie vám môže spôsobiť vážne poranenie.
Existujú aj bremenové magnety, s ktorými zdvihnete 100 kilogramov až 6 ton bez prívodu elektrickej energie. Slúži na rýchlejšiu a bezpečnejšiu manipuláciu s oceľovými a železnými bremenami. Konštrukcia týchto magnetov je však oveľa robustnejšia, nie sú to klasické neodýmové magnety z jedného kusa NdFeB.
Najsilnejší elektromagnet na svete — monštrum z Floridy
Ako funguje elektromagnet? Elektromagnet je cievka s jadrom z magneticky mäkkej ocele, slúžiacej na vytváranie dočasného magnetického poľa. Magnetická sila vzniká pri prechode elektrického prúdu vinutím cievky na oceľovom jadre, ktoré priťahuje pohyblivú časť – kotvu. Elektromagnety potrebujú na vytvorenie magnetického poľa elektrický prúd – keď sa zväčší prúd, zväčší sa aj sila magnetického poľa.
Zaujímavosť: Mimochodom, viete, ktorý je úplne najväčší magnet na svete, teda na Zemi? Je ním sama planéta Zem so svojím magnetickým poľom. Najväčší magnet však nie je najsilnejším.
Najsilnejší elektromagnet na svete vytvorili vedci vo výskumnom laboratóriu v Tallahassee na Floride. Magnet sa skladá z niekoľkých magnetických cievok. Vytvára magnetické pole s intenzitou 45 Tesla. Tesla je jednotkou magnetickej indukcie, pomenovanou po významnom elektrotechnikovi a vynálezcovi Nikolovi Teslovi.
Na lepšiu predstavu, magnetické pole Zeme má magnetickú indukciu asi 50 mikrotesla (50 μT = 0,00005 T). To znamená, že floridský supermagnet má magnetickú indukciu 900000-krát silnejšiu ako magnetické pole našej planéty.
Pozrite sa na video, ako sa podobný elektromagnet zostavuje. Tento je od technikov z Berlína.
Neďaleko Ženevy je napríklad urýchľovač elementárnych častíc LHC Európskej organizácie pre jadrový výskum CERN. Prstenec urýchľovača je umiestnený v tuneli dlhom až v 27 kilometrov. Viac o supravodivých magnetoch napíšeme nabudúce.
Objavte ďalšie zaujímavosti zo sveta magnetov, čítajte blog Unimagnet.
Ako vzniká polárna žiara? Dozviete sa v článku Pestrofarebný tanec magnetizmu.