EntréeComment fabriquer un aimant permanent. Comment fabriquer soi-même un aimant à partir de matériaux de récupération
L’homme a découvert les aimants pour la première fois dans l’Antiquité. Cependant, très vite, cette pierre naturelle a cessé de satisfaire les besoins des gens. C’est alors que fut développée la technologie de fabrication des aimants. Bien sûr, beaucoup de temps s’est écoulé depuis. La technologie a considérablement changé et il est désormais possible de fabriquer un aimant à la maison. Vous n'avez besoin d'aucune compétence ou connaissance particulière pour ce faire. Il suffit d'avoir tout à portée de main matériel nécessaire et des outils. Donc, fabriquer un aimant ressemble à ceci.
Matériaux magnétiques doux
Tous les matériaux capables de magnétisation peuvent être divisés en magnétiques doux et magnétiques durs. Il existe une différence significative entre eux. Ainsi, les matériaux magnétiques doux conservent Propriétés magnétiques pas pour longtemps.
Vous pouvez faire une expérience : faites passer plusieurs fois des barres de fer sur un aimant puissant. En conséquence, le matériau acquerra la propriété d’attirer les autres. objets métalliques. Cependant, la production d'une personne possédant ces capacités, en dans ce cas impossible.
Matériaux magnétiques durs
De tels matériaux sont obtenus en magnétisant un morceau de fer ordinaire. Dans ce cas, les propriétés sont conservées beaucoup plus longtemps. Cependant, ils disparaissent complètement lorsque l’objet heurte une surface suffisamment dure. Ils sont également détruits si le matériau est chauffé à 60 degrés.
Ce dont tu auras besoin
Enfin
Fabriquer des aimants permanents à la maison est un processus assez simple. Cependant, vous devez être prudent lorsque vous utilisez certains schémas.
Le néodyme est considéré comme l'aimant permanent le plus puissant. Vous pouvez le fabriquer à la maison, mais cela nécessite un morceau de métal de terre rare – le néodyme. De plus, un alliage de bore et de fer est utilisé. Une telle pièce est magnétisée dans un champ magnétique. Il convient de noter qu'un tel produit a un pouvoir énorme et ne perd que 1% de ses propriétés en cent ans.
Un tel dispositif est pratique car son fonctionnement est facile à contrôler à l'aide du courant électrique - en changeant les pôles, en modifiant la force d'attraction. Dans certains domaines, il devient véritablement indispensable et est souvent utilisé comme élément constructif de divers produits faits maison. Il n'est pas difficile de fabriquer un simple électro-aimant de vos propres mains, d'autant plus que presque tout ce dont vous avez besoin se trouve dans chaque maison.
- Tout échantillon approprié en fer (il est hautement magnétique). Ce sera le noyau de l'électro-aimant.
- Le fil est en cuivre, toujours isolé pour éviter le contact direct des deux métaux. Pour un aimant électrique fait maison, la section recommandée est de 0,5 (mais pas plus de 1,0).
- Source CC - batterie, batterie, alimentation.
En plus:
- Fils de connexion pour connecter un électro-aimant.
- Fer à souder ou ruban électrique pour sécuriser les contacts.
Ce recommandation générale, puisque l'électro-aimant est fabriqué dans un but précis. Sur cette base, les composants du circuit sont sélectionnés. Et si cela se fait à la maison, il ne peut y avoir de norme – tout ce qui est disponible fera l’affaire. Par exemple, en ce qui concerne le premier point, un clou, une manille de serrure ou un morceau de tige de fer sont souvent utilisés comme noyau - le choix d'options est immense.
Procédure de fabrication
Enroulement
Le fil de cuivre est soigneusement enroulé sur l'âme, tour à tour. Avec un tel scrupule, l'efficacité de l'électro-aimant sera la plus élevée possible. Après le premier « passage » le long de l’échantillon de fer, le fil est posé en une deuxième couche, parfois une troisième. Cela dépend de la quantité d'énergie dont l'appareil a besoin. Mais le sens d’enroulement doit rester inchangé, sinon un « déséquilibre » se produira. champ magnétique, et il est peu probable que l'électro-aimant attire quoi que ce soit vers lui.
Pour comprendre le sens des processus en cours, il suffit de rappeler les leçons de physique du lycée - le déplacement des électrons, la CEM qu'ils créent, le sens de sa rotation.
Une fois le bobinage terminé, le fil est coupé afin que les fils puissent être facilement connectés à la source d'alimentation. Si c'est une batterie, alors directement. Lorsque vous utilisez une alimentation, une batterie ou un autre appareil, vous aurez besoin de fils de connexion.
Ce qu'il faut considérer
Il existe certaines difficultés liées au nombre de couches.
- À mesure que les tours augmentent, la réactance augmente. Cela signifie que la force du courant commencera à diminuer et que l’attraction deviendra plus faible.
- D’un autre côté, l’augmentation du courant nominal entraînera un échauffement du bobinage.
C'est pourquoi vous ne devez pas vous fier aux conseils de tiers provenant de personnes « expérimentées et expérimentées ». Il existe un noyau spécifique (avec sa propre conductivité magnétique, ses dimensions, sa section), son fil et sa source d'alimentation. Par conséquent, vous devrez expérimenter pour obtenir la combinaison optimale de paramètres tels que le courant, la résistance et la température.
Le principe de fonctionnement de l'électro-aimant est décrit en détail dans la vidéo suivante :
Connexion
- Nettoyage des bornes en cuivre. Le fil est initialement recouvert de plusieurs couches de vernis (selon les marques), et il est connu pour être un isolant.
- Cuivre à souder et fils de connexion. Bien que cela ne soit pas indispensable, vous pouvez le tordre en l'isolant ou à l'aide de ruban adhésif.
- Fixation des secondes extrémités des fils sur les pinces. Par exemple, le type « crocodile ». De tels contacts amovibles vous permettront de changer facilement les pôles de l'électro-aimant, si nécessaire lors de son utilisation.
- Pour fabriquer un électro-aimant puissant, les artisans amateurs utilisent souvent une bobine provenant d'un MP (démarreur magnétique), de relais ou de contacteurs. Ils sont disponibles pour 220 et 380 V.
Il n'est pas difficile de sélectionner un noyau de fer en fonction de sa section interne. Pour faciliter le contrôle, vous devez inclure un rhéostat (résistance variable) dans le circuit. En conséquence, un tel aimant électrique est déjà connecté à la prise. La force d'attraction est régulée en changeant la chaîne R.
- Vous pouvez augmenter la puissance d'un électro-aimant en augmentant la section transversale du noyau. Mais seulement dans certaines limites. Et ici, il faut expérimenter.
- Avant de fabriquer un aimant électrique, vous devez vous assurer que l'échantillon de fer sélectionné est adapté à cela. Le contrôle est assez simple. Prenez un aimant ordinaire ; Il y a beaucoup de choses dans la maison sur de telles "ventouses". S'il attire la pièce sélectionnée pour le noyau, il peut être utilisé. Si le résultat est négatif ou « faible », il est préférable de rechercher un autre échantillon.
Fabriquer un électro-aimant est assez simple. Tout le reste dépend de la patience et de l'ingéniosité du maître. Vous devrez peut-être expérimenter pour obtenir ce dont vous avez besoin - avec la tension d'alimentation, la section des fils, etc. Tout produit fait maison nécessite non seulement approche créative, mais aussi le temps. Si tu ne te sens pas désolé pour lui, alors excellent résultat sécurisé.
Il existe plusieurs façons de fabriquer un aimant à la maison. Les première et deuxième méthodes conviennent aux expériences simples à domicile et aux démonstrations aux enfants. Les troisième et quatrième méthodes sont un peu plus compliquées et nécessitent du soin et de la prudence.
Options pour fabriquer des aimants simples de vos propres mains
Méthode 1Pour créer un aimant, vous aurez le plus besoin matériaux simples disponible à portée de main :
- Fil de cuivre.
- Source CC.
- Le flan métallique est le futur aimant.
L'électro-aimant le plus simple composé de fil, de batterie et de clou
Nous prenons un flan de métal et l'enveloppons de fil de cuivre. Un total de 300 tours devrait être obtenu. Nous connectons les extrémités du fil à une batterie ou un accumulateur. En conséquence, la pièce métallique deviendra magnétisée. L'intensité de son champ dépend de la puissance du courant provenant de la source d'alimentation.
Méthode 2
Vous devez d’abord fabriquer une bobine d’inductance. Le futur aimant est placé à l'intérieur, donc un flan est utilisé tailles compactes. La procédure est exactement la même, à l'exception du fait que le nombre de tours de fil ne doit pas être de 300, mais de 600. Cette méthode est bonne si vous devez fabriquer un aimant de puissance accrue.
Fil de cuivre sur aimant en ferrite
Méthode 3
Implique l’utilisation de l’électricité du réseau. La méthode est assez complexe et dangereuse, les manipulations doivent donc être vérifiées et prudentes. Un fusible est ajouté au jeu d'accessoires standard, sans lequel il ne sera pas possible de créer un aimant. C'est celui-ci qui est connecté à la bobine inductrice, à l'intérieur de laquelle se trouve une pièce métallique. Le fusible est connecté au réseau. En conséquence, il brûle, mais parvient en même temps à charger l'objet à l'intérieur de la bobine à des niveaux élevés.
Sois prudent! De telles expériences mettent la vie en danger et conduisent souvent à un court-circuit dans le réseau électrique ! Lors du choix de cette méthode de fabrication d'éléments magnétiques, prenez les précautions nécessaires et préparez un extincteur qui vous permettra d'éteindre rapidement un éventuel incendie.
Un magnétomètre spécial vous aidera à évaluer le résultat du travail - il montrera la résistance du produit obtenu.
Comment fabriquer soi-même l'aimant le plus puissant
Les aimants les plus puissants au monde sont fabriqués à partir de néodyme, un métal des terres rares. Le fer, le néodyme et le bore sont réduits en poudre, mélangés, façonnés et frittés dans des fours à micro-ondes. Ensuite, les pièces sont magnétisées et appliquées revêtement de protection en zinc ou en nickel. Il est très difficile de répéter ce processus à la maison. Mais il y a un autre chemin.Méthode 4
La première étape vers la réalisation de l'objectif est de trouver le cassé disques durs depuis l'ordinateur. Si vous n'avez pas de disque dur en panne chez vous, vous pouvez essayer de trouver des appareils qui ne fonctionnent pas sur Avito, Darudar ou d'autres sites de petites annonces.
Tête magnétique dans un disque dur ouvert
Les disques ont une tête magnétique qui sert à contrôler l’écriture et la lecture des données. La deuxième étape consiste à démonter complètement Disque dur et accéder à cette tête. Sur celui-ci se trouvent des plaques incurvées en alliage néodyme-fer-bore. Ils peuvent être collés sur des éléments en acier, mais sont souvent maintenus en place par leur propre force magnétique. Les plus gros aimants en néodyme se trouvent dans les disques durs les plus anciens.
Bien sûr, le plus simple est d’acheter un aimant néodyme la forme désirée et la force. En revanche, si vous disposez de plusieurs disques durs qui ne fonctionnent pas, il serait alors extrêmement imprudent de simplement les jeter.
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Un électro-aimant est un aimant qui fonctionne (crée un champ magnétique) uniquement lorsqu'il circule dans une bobine courant électrique. Pour fabriquer un électro-aimant puissant, vous devez prendre un noyau magnétique et l'envelopper de fil de cuivre et simplement faire passer le courant à travers ce fil. Le noyau magnétique commencera à être magnétisé par la bobine et commencera à attirer les objets en fer. Vouloir aimant puissant– augmenter la tension et le courant, expérimenter. Et pour ne pas avoir à vous soucier du montage de l'aimant vous-même, vous pouvez simplement retirer la bobine du démarreur magnétique (il en existe de différents types, 220V/380V). Vous retirez cette bobine et insérez un morceau de n'importe quel morceau de fer à l'intérieur (par exemple, un clou épais ordinaire) et vous le branchez au réseau. Ce sera un très bon aimant. Et si vous n'avez pas la possibilité d'obtenir une bobine d'un démarreur magnétique, nous allons maintenant voir comment fabriquer vous-même un électro-aimant.
Pour assembler un électro-aimant, vous aurez besoin d'un fil, d'une source CC et d'un noyau. Maintenant, nous prenons notre noyau et enroulons du fil de cuivre dessus (il est préférable de tourner un tour à la fois, pas en vrac - le coefficient augmentera action utile). Si nous voulons fabriquer un électro-aimant puissant, nous l'enroulons en plusieurs couches, c'est-à-dire Lorsque vous avez enroulé la première couche, passez à la deuxième couche, puis enroulez la troisième couche. Lors du bobinage, gardez à l'esprit que ce que vous enroulez, cette bobine a une réactance, et lorsqu'elle circule à travers cette bobine, moins de courant circulera avec plus de réactance. Mais gardez également à l’esprit que nous avons besoin d’un courant important, car nous allons utiliser du courant pour magnétiser le noyau, qui sert d’électro-aimant. Mais un courant important chauffera considérablement la bobine à travers laquelle le courant circule, alors corrélez ces trois concepts : résistance de la bobine, courant et température.
Lors de l'enroulement du fil, sélectionnez épaisseur optimale fil de cuivre (environ 0,5 mm). Ou vous pouvez expérimenter, en tenant compte du fait que plus la section du fil est petite, plus la réactance sera grande et, par conséquent, moins le courant circulera. Mais si vous enroulez avec un fil épais (environ 1 mm), ce ne serait pas mal, car plus le conducteur est épais, plus le champ magnétique autour du conducteur est fort et, en plus, plus de courant circulera, car la réactance sera moindre. Le courant dépendra également de la fréquence de la tension (si en courant alternatif). Il convient également de dire quelques mots sur les couches : plus il y a de couches, plus le champ magnétique de la bobine est grand et plus le noyau magnétisera fort, car Lorsque les couches se superposent, les champs magnétiques s’additionnent.
D'accord, la bobine a été enroulée et le noyau a été inséré à l'intérieur, vous pouvez maintenant commencer à appliquer une tension à la bobine. Appliquez la tension et commencez à l'augmenter (si vous disposez d'une alimentation avec régulation de tension, augmentez progressivement la tension). En même temps, nous veillons à ce que notre serpentin ne chauffe pas. Nous sélectionnons la tension de manière à ce que pendant le fonctionnement la bobine soit légèrement chaude ou juste chaude - ce sera le mode de fonctionnement nominal, et vous pouvez également connaître le courant et la tension nominaux en mesurant sur la bobine et connaître la consommation électrique de l'électro-aimant en multipliant le courant et la tension.
Si vous envisagez d'allumer un électro-aimant à partir d'une prise de 220 volts, assurez-vous d'abord de mesurer la résistance de la bobine. Lorsqu'un courant de 1 ampère traverse la bobine, la résistance de la bobine doit être de 220 ohms. Si 2 ampères, alors 110 Ohms. C'est ainsi que nous calculons COURANT = tension/résistance = 220/110 = 2 A.
Voilà, allumez l'appareil. Essayez de tenir un clou ou un trombone – il devrait attirer. S'il est mal attiré ou tient très mal, alors enroulez cinq couches de fil de cuivre : le champ magnétique augmentera et la résistance augmentera, et si la résistance augmente, alors les données nominales de l'électro-aimant changeront et il faudra pour le reconfigurer.
Si vous souhaitez augmenter la puissance de l'aimant, prenez un noyau en forme de fer à cheval et enroulez le fil sur deux côtés, vous obtenez ainsi un leurre en fer à cheval composé d'un noyau et de deux bobines. Les champs magnétiques des deux bobines s'additionneront, ce qui signifie que l'aimant fonctionnera 2 fois plus puissant. Le diamètre et la composition du noyau jouent un rôle important. Avec une petite section, nous obtiendrons un électro-aimant faible, même si nous appliquons une haute tension, mais si nous augmentons la section du cœur, nous obtiendrons un bon électro-aimant. Oui, si le noyau est également constitué d'un alliage de fer et de cobalt (cet alliage se caractérise par une bonne conductivité magnétique), alors la conductivité augmentera et de ce fait le noyau sera mieux magnétisé par le champ de la bobine.
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Le néodyme est un puissant matériau magnétique permanent. Il est accessible à tous et peut donc être utilisé à différentes fins. Il s'agit d'un aimant de terre rare qui contient un atome de lanthanides ou d'actinides. Contrairement à un aimant en céramique, cette conception est assez puissante et magnétisée.
Domaine d'application de l'aimant néodyme
Les aimants en néodyme sont des modèles peu coûteux qui sont souvent utilisés à des fins industrielles et domestiques. Les chercheurs et les amateurs peuvent également utiliser ces matériaux pour créer leurs propres projets et recherche scientifique. Tous les disques durs dont sont équipés les ordinateurs modernes sont équipés d’un petit aimant en néodyme. Il guide l’aiguille pour lire correctement les informations requises.
L'aimant en néodyme peut être trouvé dans des produits coûteux système de haut-parleurs, attaches de meubles, accessoires divers et bien d'autres choses. Les aimants présentés peuvent être utilisés pour créer des souvenirs. Il n'y a qu'un seul inconvénient de ce matériau - à haute température conditions de température un aimant en néodyme peut perdre ses propriétés et son énergie d'origine. C'est pour cette raison que les experts ne recommandent pas d'utiliser ces conceptions en électronique et appareils électriques, où une grande quantité d’énergie thermique est générée.
Avantages d'un aimant néodyme
Le principal avantage est une force incroyable. Les gros aimants peuvent supporter un poids de 10 kilogrammes. Si vous connectez deux aimants ensemble et ignorez angle correct, alors vous pouvez avoir une blessure cutanée, donc forte attirance entre eux. Par conséquent, les attaches magnétiques sont souvent utilisées dans fabrication de meubles, pour créer un élément de fixation fiable.
Souvent, les créations présentées peuvent être trouvées dans des divertissements ou projet pédagogique. Un grand nombre de les gens ont déjà pu estimer la durée de vie de tels aimants. En cent ans, seulement 1 % de sa propre énergie magnétique est perdue. Les aimants en ferrite étaient le plus souvent conçus en forme de fer à cheval pour compléter la ligne de champ magnétique. Ainsi, les fabricants ont tenté d'augmenter la durée de vie de cette conception. Il est désormais préférable d'acheter et d'utiliser des aimants en néodyme, qui peuvent avoir n'importe quelle forme et ne perdront pas leur énergie magnétique.
De quoi sont faits les aimants en néodyme ?
Lors de la production de cette conception, les fabricants utilisent un alliage unique de néodyme, de fer et de bore. Il est différent haute résistance magnétisation, il perd donc rarement ses propriétés. Cet aimant permanent aux terres rares peut être trouvé dans les générateurs, les filtres à huile et les équipements médicaux. L'aimant néodyme 50x30 est le plus souvent utilisé dans appareils modernes, destinés à l'imagerie par résonance magnétique.
Le bore est l'élément le plus dur possible. Il est inférieur à sa manière propriétés physiques diamants, nitrure de bore et alliage silicium-carbone.
Le fer est un métal qui, lorsqu'il est libre, a une teinte grisâtre ou blanche. Il est utilisé dans divers mélanges pour augmenter la fragilité et la dureté. Il possède des propriétés magnétiques prononcées. Le néodyme est de couleur blanc argenté, avec une légère teinte dorée. Il peut s’oxyder assez facilement à l’air. Le plus souvent, ce métal est utilisé comme composant d'alliage.