När du går om din dagliga rutin, stöter du sannolikt på och använder teknik som innehåller magneter i någon form. Magneter spelar en viktig roll i många av de apparater och enheter du litar på varje dag. Tillämpningarna av magneter i det dagliga livet är många och slagkraftiga. Magneter är viktiga komponenter i allt från att hålla din kylskåpsdörr stängd till att driva högtalarna som spelar din favoritmusik. De är lika viktiga när det gäller att driva de teknologier som har blivit allestädes närvarande, som smartphonen du kontrollerar hela tiden och den bärbara datorn du använder för både arbete och fritid. Magneter kan fungera bakom kulisserna, men deras bidrag till det dagliga livet är betydande och värda att känna igen. Den här artikeln utforskar några av de många praktiska tillämpningarna av magneter som du upplever rutinmässigt.
Magneter i kylar och frysar
Magneter spelar en viktig roll i funktionen hos kylar och frysar. Magneterna används för att täta kyl- och frysdörrarna, vilket skapar en lufttät tätning som hjälper till att hålla kall luft in och varm luft ute.De vanligaste typerna av magneter som används i kylskåp är flexibla gummimagneter och magnetremsor. Gummimagneterna är placerade runt kanten på kylskåpsdörren, där de håller dörren tätt mot kylkroppen. Magnetremsor kan också användas, med en remsa på dörren och en på ramen av kylskåpet för att hålla dörren stängd genom magnetisk attraktion.Vissa kylskåp använder också elektromagneter, eller magneter som kan slås på och av med el. Dessa används ofta i kombination med magnetiska dörrtätningar. När kylskåpsdörren är stängd aktiveras elektromagneten för att ge en stark tätning. När dörren öppnas avaktiveras elektromagneten så att dörren lätt kan öppnas. Elektromagneter möjliggör en lufttät tätning utan att kräva en stark magnet som skulle göra dörren svår att öppna.Förutom att täta dörrarna använder vissa kylskåp även magneter i sina kompressorer och pumpar. Magneterna är viktiga för korrekt cirkulation av köldmedier som freon som används för att kyla kylskåpet. Genom att kontrollera flödet av köldmedier genom magnetfält kan kylskåpet effektivt kyla sitt innehåll.
Magneter i högtalare och hörlurar
Magneter är viktiga komponenter i högtalare och hörlurar. De är ansvariga för att omvandla den elektriska signalen till den mekaniska energi som krävs för att producera ljud.I högtalare och hörlurar används magneter i kombination med trådspolar för att skapa en elektromagnet. När en elektrisk ström flyter genom spolen skapar den ett magnetfält som interagerar med permanentmagnetens statiska magnetfält. Denna växelverkan resulterar i en kraft som flyttar spolen och det bifogade membranet, vilket i sin tur vibrerar luften för att skapa ljudvågor.
Styrkan hos permanentmagneten påverkar direkt effektiviteten och prestandan hos högtalaren eller hörlurarna. Kraftfullare magneter möjliggör starkare magnetfält, högre krafter på spolen och större membranavstånd. Detta resulterar i starkare, tydligare ljud med ett bredare frekvensområde. Många högtalar- och hörlursdesigner med hög kvalitet använder sällsynta jordartsmetallmagneter, som neodymjärnbor (NdFeB)-magneter, för att uppnå bästa möjliga prestanda.
I vissa utföranden är permanentmagneten stationär medan spolen rör sig. I andra konstruktioner förblir spolen fixerad medan magneten och det bifogade membranet rör sig. Den specifika funktionsprincipen beror på konstruktionen och avsedd användning av högtalaren eller hörlurarna. Vissa använder en överhängande talspole i ett fast magnetiskt gap, vissa använder ett membran med en röstspole fäst som rör en magnet, medan andra använder en rörlig järnarmaturdesign. Men de är alla beroende av interaktionen mellan magnetiska fält för att producera de krafter som krävs för att skapa ljud och trohet.
Magneter i hårddiskar och lagringsenheter
Magneter spelar en viktig roll i hur hårddiskar och andra lagringsenheter fungerar. Lagringsenheter som hårddiskar (HDD), solid-state-enheter (SSD) och flash-enheter är alla beroende av magneter för att lagra och läsa digital data.Hårddiskar innehåller roterande magnetiska plattor som innehåller data. När plattorna snurrar rör sig ett magnetiskt läs-/skrivhuvud över ytan för att komma åt data. De magnetiska fälten på plattorna och läs-/skrivhuvudena möjliggör lagring och hämtning av data. Mer specifikt representerar plattans magnetiska polariteter 1s och 0s - den binära koden som all digital data består av. Genom att ändra polariteterna kan data skrivas till hårddisken. Genom att läsa polariteterna kan data nås och hämtas.SSD:er och flashenheter använder magnetisk lagring i form av transistorer med flytande grind. Dessa transistorer har ett lager av polykisel som håller en elektrisk laddning, som representerar data. Laddningen fångas på plats av ett lager av kiseloxid och kiselnitrid. För att ändra eller komma åt data används magnetfält för att tunnla elektroner genom dessa lager. Detta gör att data kan skrivas om eller läsas efter behov.
I takt med att lagringstekniken har utvecklats har magneter möjliggjort större lagringstätheter, snabbare läs-/skrivhastigheter och mer tillförlitlighet. Men alla lagringsenheter är fortfarande begränsade av styrkan och stabiliteten hos magnetiska fält, samt precisionen med vilken dessa fält kan manipuleras. Fortsatta förbättringar av magnetisk datalagring kommer att driva på ytterligare framsteg inom datoranvändning, smartphones och många andra tekniker som har blivit djupt inbäddade i det dagliga livet. Sammantaget spelar magneter en instrumentell och ofta okänd roll för att möjliggöra modern digital lagring och tillgång till information.
Magneter vid magnetisk resonanstomografi (MRT)
Hur MRI-magneter fungerar
Magneterna i MR-skannrar är underkylda elektromagneter som genererar ett starkt, enhetligt magnetfält runt patienten. De flesta MRI-magneter använder spolar av supraledande tråd genom vilka en elektrisk ström flyter. Spolarna är nedsänkta i flytande helium för att kyla dem till nästan {{0}} grad, vid vilken temperatur de blir mycket ledande och genererar ett intensivt magnetfält. Magnetfältets styrka mäts i tesla - de flesta MRI-skannrar arbetar med 1,5 till 3,0 tesla. Ju högre Tesla-betyg desto mer detaljerade kan bilderna bli.
Det magnetiska fältet gör att protonerna i patientens kropp riktas in i samma riktning. Korta pulser av radiofrekvensvågor riktas sedan mot patienten för att systematiskt ändra protonernas inriktning. När radiofrekvenspulserna stängs av kommer protonerna i linje med magnetfältet och släpper ut elektromagnetiska signaler som mäts av MRI-skannern. Dessa signaler används för att konstruera digitala bilder som kan avslöja små detaljer om vävnader och strukturer inuti kroppen. Genom att ändra tidpunkten och intensiteten för radiofrekvenspulserna kan MRI-skannrar skanna olika "skivor" av kroppen och i olika orienteringar för att bygga upp en heltäckande 3D-vy.
MRT-teknik har revolutionerat medicinsk bildbehandling och diagnostik. De detaljerade bilderna som den producerar tillåter läkare att identifiera avvikelser, diagnostisera medicinska tillstånd och övervaka utvecklingen av sjukdomar. MRT-skanningar används ofta för att undersöka hjärnan, ryggmärgen, hjärtat och andra mjuka vävnader i kroppen.
Magneter i Motors och Genebedömare
Magneter är viktiga komponenter i elmotorer och generatorer. Deras förmåga att producera magnetiska fält som interagerar med elektriska strömmar och magnetiska material gör att de kan omvandla elektrisk energi till mekanisk energi och vice versa.
Motorer innehåller magneter som snurrar en axel när en elektrisk ström appliceras och driver otaliga enheter och maskiner. Eftersom det magnetiska fältet som genereras av motorns magneter interagerar med den elektriska strömmen, skapar det en kraft som roterar axeln. Magneternas styrka och polaritet, såväl som mängden elektrisk ström, bestämmer motorns hastighet och effekt.
Generatorer använder den motsatta effekten, genom att använda mekanisk energi för att snurra magneter i en trådspole och producera elektricitet. Det rörliga magnetfältet inducerar en elektrisk ström i tråden. Ju snabbare magneterna snurrar, desto mer elektrisk ström genereras. Nästan all kommersiellt producerad el kommer från stora generatorer som innehåller kraftfulla magneter och spolar.
I mindre skala finns magneter i sensorer, omkopplare och ställdon i en mängd olika utrustningar. Deras magnetfält upptäcker och flyttar järnmetaller med precision och effektivitet. Till exempel öppnar och stänger magneter i strömbrytare kretsar, medan de i sensorer upptäcker komponenternas position och rörelse. Magnetiska ställdon flyttar och styr direkt mekanismer i enheter som hårddiskar, ventiler och lås.
Magneter i magnetiska verktyg
Magneter är viktiga komponenter i många verktyg vi använder dagligen. Deras förmåga att attrahera och stöta bort metaller möjliggör innovativ design och funktioner som inte är möjliga med andra material.
Magnetiska pickupverktyg
● Har du någonsin tappat ett litet metallföremål som en skruv, spik eller nyckel i ett besvärligt utrymme? Magnetiska pickup-verktyg, som magnetiska trollstavar eller pickup-pinnar, hjälper till att hämta dessa föremål. I änden av en utdragbar sticka finns en kraftfull magnet som kan ta tag i och lyfta metallföremålet. För trånga utrymmen där fingrarna inte kan nå, är dessa pickupverktyg extremt användbara.
Stud Finders
● Att hänga tung dekor eller installera hyllor kräver ofta att man placerar väggreglar. Dubbsökare använder magneter för att känna av närvaron av spikar eller skruvar i dubbar bakom väggen. När du skjuter dubbsökaren över väggen upptäcker dess magneter magnetfältet hos metallfästena, vilket indikerar att det finns en dubb. Dubbsökare pekar ut dubbens mitt och kanter för att säkerställa att du installerar tillbehör säkert.
Magnetiska armband
● För dem som utför mekaniskt arbete eller konstruktion kan det vara irriterande att tappa spikar, skruvar, muttrar eller brickor. Magnetiska armband ger en enkel lösning. Armbandet innehåller magneter som håller metallföremålen fästa tills de behövs. Släpp bara föremålet på armbandet så sitter det på plats. När du är redo att använda, ta bort den från armbandet. Inga fler jagande delar som faller eller rullar iväg.
Magnetiska nivåer
● Nivåer med magnetremsor gör att du kan fästa dem tillfälligt på metallytor. Magneterna håller nivån på plats så att du har båda händerna fria att installera hyllor, konstverk eller andra föremål som kräver precision. När du väl har jämnt ut lyfter du helt enkelt nivån från ytan för att ta bort den, utan att lämna några skador eller rester. För uppgifter där en extra uppsättning händer skulle vara användbar är magnetiska nivåer en bekväm lösning.
Magneter i Magnetic Levitation och Maglev Trains
Hur Maglev-tåg fungerar
Maglev-tågen använder supraledande magneter för att sväva tåget ovanför spåret. När tåget rör sig driver magnetfälten det framåt i höga hastigheter. Bristen på friktion innebär att maglevtåg kan nå hastigheter på upp till 375 miles per timme.
Magnetisk levitation
● Kraftfulla supraledande elektromagneter installerade på tågets undersida lyfter det och svävar det ungefär en tum ovanför styrbanan. De magnetiska fälten stöter bort tåget från styrbanan, vilket orsakar levitation på grund av Meissner-effekten. Tåget hålls stabiliserat i sidled inom styrvägsväggarna.
Linjär framdrivning
● När det väl svävat, rör sig tåget framåt genom en linjärmotor. Motorn använder växlande magnetfält för att driva tåget längs styrbanan. När magnetfälten växlar i polaritet trycker och drar de tåget framåt i en mjuk glidande rörelse. Linjärmotorn kräver inga rörliga delar och skapar framdrivning genom elektromagnetiska krafter.
Fördelar med Maglev Technology
Några fördelar med maglev-teknik inkluderar:
● Miljövänlig– Inga utsläpp, lite buller.
● Höga hastigheter- Kan nå över 300 miles per timme på grund av bristande friktion.
● Lågt underhåll -Inga rörliga delar innebär mindre behov av reparationer eller service.
● Smidig gång- Passagerare upplever en mjuk, vibrationsfri åktur på grund av magnetisk svävning och framdrivning.
● Minskade kostnader- Lägre infrastruktur- och driftskostnader jämfört med höghastighetståg.
Magneter i magnetiska separationsprocesser
Magneter spelar en viktig roll i magnetiska separationsprocesser, som används för att sortera och rena material. När material rör sig förbi magneten, attraheras de magnetiska komponenterna till magneten, medan de icke-magnetiska materialen fortsätter opåverkade.
Magnetisk separering av metaller
● Metaller som innehåller järn, nickel och kobolt är magnetiska, medan de flesta andra metaller är icke-magnetiska. När en blandning av magnetiska och icke-magnetiska metaller går genom en magnetisk separator, klamrar sig de magnetiska metallerna fast vid magneten och lämnar de icke-magnetiska metallerna kvar. Återvinningscentraler använder denna metod för att sortera järnhaltiga metaller som järn och stål från icke-järnhaltiga metaller som aluminium.
Rening av mineraler och föreningar
● Magnetisk separation är också användbar för att utvinna värdefulla mineraler från malmer och föreningar. Vissa mineraler, som hematit (järnoxid), är magnetiska, medan de flesta mineraler är icke-magnetiska. När krossad malm går genom en magnetisk separator fastnar hematiten på magneten och separerar från de icke-magnetiska mineralerna. Detta gör att hematiten kan samlas upp för vidare bearbetning till järn och stål. Liknande processer separerar andra magnetiska mineraler som magnetit.
Avlägsnande av metalliska föroreningar
● En annan viktig användning av magnetisk separation är att avlägsna metalliska föroreningar från olika material. Plast, trä, spannmål och andra material kan få små bitar av järn eller stål fast i dem under bearbetning och hantering. Att passera dessa material över en magnetisk trumma eller platta drar ut dessa föroreningar och lämnar materialen rena och lämpliga för deras avsedda användningsområden.
Tillämpningar av magneter i konstruktion
Magneter har många användbara tillämpningar inom byggbranschen. Deras förmåga att lyfta och flytta tunga föremål utan direkt kontakt gör dem idealiska för att manipulera stålbalkar, balkar och andra metallbyggnadsmaterial.
Formgjutningsmagnetformsystem Prefabricerade betongmagneter
Även känd som formmagneter,Prefabricerade betongmagneterär ett praktiskt och högteknologiskt sätt att fästa formsättning till gjutbädden. Eftersom neodymmagneter med sällsynta jordartsmetaller har en starkare dragkraft än andra magnetiska element, används de i sin konstruktion. Den magnetiska komponenten i slutarmagneterna är belagd med stål för att fördela det magnetiska flödet och förbättra kontaktytan.
Hus som är omgivna av en neodymmagnet kan skydda dem från skada, och stålet kan användas för att fästa ett hus till magneten.
Fasmagneter
Skapa en 45-graders fasad kant, känd som enavfasning, längs kanterna på prefabricerade betongpaneler. De placeras längs kanterna på formen innan betongen gjuts. När betongen har härdat tas avfasningsmagneterna bort och lämnar kvar den karakteristiska vinklade kanten. Fasmagneter ger en mer estetiskt tilltalande panelfog än en enkel stumfog. De kostar något mer, men många entreprenörer tycker att de är värda investeringen.
Betongfasning För Prefabricerad
En av de mest praktiska och populära tillbehören inom prefabricerad betong är magnetiska avfasningar. Vi tillhandahåller för närvarande magnetiska avfasningsremsor av stål, magnetiska avfasningsremsor av gummi, fasremsor av polyuretan och avfasningsremsor av PVC bland andra varianter av avfasningsremsor. För att snabbt och exakt producera avfasningar, avfasade kanter, droppformar, falska sömmar, skåror och exponeringar på hörnen och ytorna av betongväggspaneler samt hörnet av olika mallar, används magnetiska avfasningar ofta för att fästa stålformsytor och stål arbetsbänkar. Förhindra att betong rinner ut ur öppningen mellan sidoformen och den prefabricerade betonggjutplattformen.
Lyfta och flytta metallmaterial
● Kraftfulla kranmagneter används på byggarbetsplatser för att lyfta stålbalkar, rör och plåtar. Magneterna tar säkert tag i metallföremålen så att de kan transporteras runt platsen och sättas på plats för montering. Permanenta magneter samt elektromagneter används för detta ändamål. Elektromagneter erbjuder fördelen av att kunna slå på och av magnetfältet och släppa ut föremålen när det behövs.
Separera metaller
● Magneter används också för att separera metallföremål från avfall och återvinningsströmmar. När transportband flyttar blandat avfall förbi kraftfulla magneter, dras ferromagnetiska metaller som stål, järn och nickel ut ur strömmen och separerar dem för återvinning. Icke-järnmetaller som aluminium och koppar lämnas för att fortsätta nerför bandet för vidare sortering. Att separera metaller på detta sätt möjliggör en effektivare återvinning.
Inspektion
● Vissa byggarbetsplatser använder magnetisk inspektion för att kontrollera om det finns brister eller brister i stålkonstruktioner som balkar. Det magnetiska flödet som emitteras av magneterna interagerar med stålet, och eventuella förändringar i magnetfältet kan indikera problem som sprickor, hålrum eller andra defekter i metallen. Magnetisk partikelinspektion är en metod som använder fina ferromagnetiska partiklar som samlas runt brister i närvaro av ett magnetfält. Alla områden där partiklarna samlas indikerar problem som måste åtgärdas.
Säkra strukturer
● Permanenta magneter är ibland inbäddade i betongfundament och balkar för att säkra stålkonstruktioner på plats. Den magnetiska kraften mellan magneterna och stålkonstruktionen skapar en stark bindning som hjälper till att stabilisera och förankra strukturen. Denna applikation används ofta när det inte är möjligt att svetsa stål direkt på betong. Magneterna ger ett enkelt, kemikaliefritt sätt att fästa de två materialen ordentligt.
Vanliga frågor om användning av magneter i vardagen
Magneter används i många vanliga apparater och tekniker som du förmodligen möter varje dag. Nedan är några av de vanligaste frågorna om hur magneter används i det dagliga livet.
Hur används magneter i kylar och frysar?
● Magneter är en nyckelkomponent i kylar och frysar. Dörrarna till dessa apparater innehåller magnetiska tätningar och packningar som skapar en lufttät tätning när dörren är stängd. Magneter inbäddade i dörrkarmarna drar till sig metallen i tätningar och packningar och håller dörrarna stängda. Detta möjliggör effektiv temperaturreglering och förhindrar att kall luft strömmar ut.
Hur fungerar magneter i motorer och generatorer?
● Många motorer och generatorer är beroende av magneter för att fungera. Magneter tillhandahåller de magnetiska fält som krävs för att snurra motorrotorer och generera elektriska strömmar. När magneter snurrar runt ledande spolar, inducerar de en magnetisk kraft som trycker och drar på elektroner i metallen, vilket skapar en elektrisk ström. Det är så magneter är viktiga för att producera kraft i generatorer och för att motoriserad utrustning ska fungera.
Hur används magneter i medicinsk teknik?
● Magneter har viktiga tillämpningar inom det medicinska området. Magnetisk resonanstomografi (MRI)-maskiner använder kraftfulla magneter för att skanna kroppen och generera detaljerade bilder av inre organ och vävnader. Magnetoencefalografi (MEG) skannrar använder magnetometrar för att kartlägga hjärnans aktivitet genom att detektera små magnetiska fält som produceras av elektrisk aktivitet i hjärnan. Magnetoterapi eller magnetfältsterapi använder magnetfält för att påstås behandla smärta och förbättra hälsan, även om det finns begränsade bevis för att stödja många av hälsopåståendena.
Hur fungerar magneter i tv-apparater, datorskärmar och elektroniska enheter?
● Många tekniker som tv-apparater, datorskärmar, hårddiskar och högtalare innehåller magneter. I TV-apparater och bildskärmar används magneter för att styra elektronstrålar för att lysa upp pixlar på skärmen och producera bilder. Hårddiskar har magneter som genererar magnetfält för att läsa och skriva data till enheten. Högtalare innehåller magneter som arbetar med elektriska spolar för att omvandla elektroniska signaler till mekanisk energi, vilket skapar ljudvågor. Magneter är verkligen viktiga för att driva många av den elektronik vi är beroende av varje dag.
FAQ
Kan magneter spela en roll i vattenmjukning?
● Ja, magneter används ibland ihushållsvattenavhärdningssystemeftersom de kan bidra till att minska uppbyggnaden av kalcium- och magnesiumjoner i rör och apparater. Även om effektiviteten av magnetisk vattenmjukning fortfarande diskuteras, har denna teknik fått en del uppmärksamhet för sin potential att minska beläggningsbildning, särskilt i bostadsvattensystem. Genom att minimera mineralavlagringar kan magnetiska vattenavhärdare hjälpa till att upprätthålla VVS-effektiviteten och förlänga livslängden för vattenanvändande apparater.