Физика в школе

Если ребёнку попадает в руки магнит, то на время становится его любимой игрушкой. А если два магнита – интерес удваивается, т. к. теперь можно наблюдать не только притяжение, но и отталкивание.

Магнетизм всегда привлекал человека необычностью, загадочностью. Не случайно с давних времён ему приписывались мистические и магические свойства.

Хорошо бы использовать интерес детей к магнитным явлениям и поместить соответствующий экспонат в музей физики!

Думаю, таким экспонатом могут стать неодимовые магниты – сильнейшие среди всех существующих в мире постоянных магнитов.

В середине 80-х годов 20 века были получены постоянные магниты с рекордными характеристиками магнитных свойств: остаточной магнитной индукцией (»сила магнита») и коэрцитивной силой (сопротивляемость размагничиванию). Два магнита размером всего в несколько сантиметров не смог бы разъединить руками даже Шварценеггер. А свою «магнитную силу» они теряют лишь на 1 % за 100 лет. Названы эти магниты неодимовыми, т. к. изготовляются из сплава редкоземельного металла неодима (Nd), железа (Fe) и бора (B).

Уникальные свойства неодимовых магнитов сразу привлекли внимание и заставили искать этим магнитам применение.

Прежде всего, NdFeB-магниты просто занимательны сами по себе, т. к. обладают большой силой при маленьких размерах. Потому их часто продают в качестве игрушек. Например, на сайте   supermagnete.de  предлагаются неодимовые магниты разных форм и размеров; подарочные наборы, из которых можно строить различные фигуры, как из конструктора:

 О других бытовых применениях магнитов можно узнать на этом же сайте. Например, - используют в качестве оригинальных украшений (некоторые магнитики позолочены).

Вот оригинальный браслет из магнитов-шариков – без креплений.

В аудиосистемах, например, в наушниках, неодимовые магниты помогают создать мощный звук при малых размерах мембран.

В жёстких дисках компьютеров неподвижный неодимовый магнит является статором для обмотки электромагнитного привода головок.

(Рисунок взят отсюда )

Неодимовые магниты создают сильное магнитное поле и, как все постоянные магниты, не требуют затрат электроэнергии. Потому их удобно использовать для магнитного заграждения на производстве - от попадания металлических предметов в движущие части машин, чтобы избежать поломок дорогостоящего оборудования. Магниты улавливают гвозди, шурупы, другие металлические предметы и их части, не давая им попасть в производимый комбикорм, муку, сыпучие смеси. Из-за таких случайных попаданий снижается качество продукции, а в животноводстве и пищевой промышленности возможны смертельные исходы. Также при попадании крупных металломагнитных примесей в транспортеры сыпучих продуктов возможны взрывы. В 70-80-х годах несколько таких взрывов с человеческими жертвами произошли  на Иркутском и Саранском комбикормовых заводах, Белогорском, Читинском и Армавирском комбинатах хлебопродуктов.

Неодимовые магниты применяют в тормозных системах, герметичных муфтах, из них делают роторы двигателей и микродвигателей. Неодимовые магниты используются как различного рода магнитные линзы для фокусировки, отклонения заряженных частиц в радиоэлектронике, в некоторых областях науки, в медицине (томографы, ЯМР-спектрометры). (Информация отсюда: http://www.ndfeb.ru/articles/strind.htm)

Американская компания Maglev Wind Turbine Technologies из Аризоны собирается производить новые ветровые турбины для выработки электроэнергии -  с вертикальной осью. Одна такая огромная турбина способна заменить тысячу обычных ветряков и, в отличие от них, способна работать как при самом слабом, так и при очень сильном ветре. А удерживаться она будет в подвешенном состоянии на неодимовых магнитах, что уменьшит трение и повысит её эффективность. Эта турбина способна  использовать практически всю энергию ветрового потока.

Рисунок и информация с сайта  membrana.ru

Ещё одно применение магнитов NdFeB предложено дизайнерами мебели – «Парящая  кровать» (Floating Bed).

Рисунки и информация с сайта membrana.ru

Она удерживается над полом четырьмя троссами. В неё и в пол непосредственно под ней вмонтированы неодимовые магниты, которые обращены друг к другу одинаковыми полюсами. Такая кровать существует пока только в проекте на бумаге и экране компьютера и предлагается за один миллион и двести тысяч евро. А модель в масштабе 1:15 можно уже посмотреть на выставке и приобрести всего (!) за 115 тысяч евро.

 Эта летающая кровать и побудит нас изготовить новый экспонат – левитирующий магнит. Можно скопировать в меньшем размере модель, изображённую на рисунке, используя несколько магнитов, заключив их в чёрный пластик. А можно обойтись всего двумя магнитами, как в моей черновой пробной модели на столе. И для этого хватит всего нескольких евро (см. цены здесь – присылают в течение нескольких дней. Может быть есть и российские производители).