Magnetické držáky bitů – jak fungují?
Princip fungování magnetu není úplně jednoduchý na pochopení – zvláště když jsme za mladi na hodinách fyziky přemýšleli o něčem úplně jiném, než o magnetech. V tomto článku se pokusíme změnit tuto zamlženou magii na jasné poznání jejího tajemství.
Magnety jsou základem reproduktorů, mikrofonů, sluchátek, součástí pevných disků počítačů, CD a DVD mechaniky, magnetické zámky jsou v pračkách nebo mikrovlnkách , možná právě na Vašem smartphonu nebo tabletu jsou magnetická pouzdra, vlakové systémy často používají magnetické brzdy, magnety umožňují zvedání a manipulaci s těžkými kovovými předměty, v medicíně se používá magnetická rezonance, k dispozici jsou dětské magnetické hračky, magnetické tabule pro uchycení obrázků a písemných poznámek, kompas funguje díky magnetismu Země a dokonce i některé ptáky nebo ryby mají v těle přirozené magnetické částice, které jim pomáhají v orientaci.
Severní pól a šroubování – jak to souvisí?
V každodenním životě si neuvědomujeme, jak často a kde všude se vyskytují kolem nás magnety, ještě více je však takových materiálů (předmětů), které jsou schopny stát se magnetem, byť jen dočasným.
Magnetka (zmagnetizovaný ocelový plech ve tvaru protáhlého kosočtverce) zavěšená vodorovně na tenkém vlákně nebo opřená na jemném hrotu v těžišti se sama otočí tak, že jeden konec směřuje k severu a druhý k jihu. Jistě víte, že jde o součást kompasu (obr. 1) – používali ho číňané již 3000 let před naším letopočtem.
Kompas ukazuje stále jedním směrem, protože Zemi si můžeme představit i jako velký magnet. Magnetické póly Země nejsou totožné se zeměpisnými - na severním zeměpisném pólu je jižní magnetický pól a naopak.

Obr. 1. Kompas s magnetkou

Obr. 2. Dva tyčové magnety: stejné póly se odpuzují (A),
různě přitahují (B)
Magnetka je v podstatě tyčový magnet. Každý tyčový magnet má dva póly – kladný (severní, označuje se N a červenou barvou) a záporný (jižní, označuje se S). Snadno se přesvědčíme, že dva stejné póly se odpuzují a dva různě přitahují. Stačí k tomu jednoduchý školní pokus se dvěma tyčovými magnety zavěšenými v těžišti (obr. 2). A tady je i vysvětlení, proč na severním zeměpisném pólu je jižní magnetický pól: magnetka ukazuje na sever svým severním pólem, protože ji přitahuje jižní magnetický pól.
Magnet ve svém okolí působí na jiné magnety i okolní předměty magnetickými silami. V prostoru kolem magnetu je magnetické pole s určitou intenzitou – ta závisí nejen na „síle“ magnetu, ale také na jeho vzdálenosti od okolních předmětů. Toto pole působí v okolí magnetu vždy, avšak nemá na všechny materiály stejný vliv a na některé nemá vliv vůbec. Dovedete si představit zmagnetizované dřevo nebo plasty?
To znamená, že látky (materiály) v blízkosti magnetu mají různé magnetické vlastnosti. Některé intenzitu okolního magnetického pole „tlumí“ a některé ho znásobují. To, kolikrát je magnetická indukce ve hmotě větší než intenzita magnetického pole, určuje tzv. permeabilita.
Diamagnetické látky mají permeabilitu < 1, to znamená, že zeslabují magnetické pole (zlato, měď, rtuť...). Paramagnetické látky jen mírně zesilují magnetické pole, jejich permeabilita je o trochu vyšší než 1, ale tyto látky nelze trvale zmagnetizovat (hliník, draslík, sodík...).
Nejzajímavější z tohoto pohledu jsou feromagnetické látky, patří k nim tři prvky: železo, kobalt a nikl, případně jejich slitiny. Jejich permeabilita dosahuje hodnot řádově v tisících, například měkké železo zesiluje magnetické pole až 10.000-násobně . Čili působením i malého magnetického pole dochází k takovému uspořádání atomů, že se magnetické pole zesílí. Dochází k magnetizaci a magnetické vlastnosti v takové látce zůstávají, i když působení vnějšího pole zanikne.
Permeabilita oceli se pohybuje v závislosti na jejím složení v rozmezí od 300 do 8.000. A protože pracovní části šroubováků nebo samotné bity jsou z oceli, bude možné je snadno magnetizovat.
Co je zmagnetizování
V klidovém stavu jsou ve feromagnetických materiálech, například ve šroubovacím bitu, atomy uspořádány chaoticky (obr. 3 A). Fungují sice jako malé magnety, ale jejich vzájemné uspořádání je neutrální a nejeví žádné známky magnetismu, nepřitahují a ani neodpuzují okolní feromagnetické předměty. Tedy nepřitahují ani neodpuzují okolní šrouby ani žádné jiné šroubovací bity.
Jsou seskupeny do domén, přičemž každá doména je skupina malých magnetů (obr. 3 B). V rámci domén jsou všechny tyto atomy (někdy se z pohledu magnetismu nazývají magnetické dipóly) uspořádány v jednom směru, ale magnety různých domén směřují různými směry a proto takový šroubovací bit navenek nepůsobí jako magnet – je magneticky neutrální. Pozorné oko si všimne, že na obr. 3 B jsou dipóly na stejných místech a také orientované jako na obr. 3 A, ale ohraničené v doménách.

Obr. 3. Magneticky neutrální orientace dipólů (A) a jejich uspořádání v doménách (B)

Obr. 4. Magnetizace bitu (A) a vojáci na přehlídce (B)
Při přiblížení permanentního magnetu s dostatečně intenzivním magnetickým polem se však situace v orientaci dipólů okamžitě mění. Všechny dipóly ve všech doménách šroubovacího bitu se seřadí stejným směrem (obr. 4 A). Abychom byli přesní: stejným směrem, jak určují siločáry magnetického pole.
Celý proces magnetizace si můžeme zjednodušeně představit i jako vojáky, kteří na nástupu sice stojí na svých místech, ale dívají se různými směry.
Na povel velitele „Pozor! Vpravo hleď!“ se hlava každého vojáka otočí přikázaným směrem. Když jste někdy viděli vojenské přehlídky, bude Vám to hned jasné (obr. 4 B).
Rozdíl mezi vojáky a magnetickými dipóly je v tom, že když velitel dá povel „Pohov!“, vojáci se zase budou dívat různými směry, avšak magnetické dipóly zůstávají ve své poloze i po zrušení magnetického pole. Odborně se tomuto stavu říká remanentní magnetismus – bit po zmagnetizování zůstane nadále magnetem. Samozřejmě, ne navždy. V závislosti na složení materiálu bitu se po různě dlouhé době jeho magnetické vlastnosti postupně ztrácejí a je třeba jej permanentním magnetem znovu zmagnetizovat.
V našem produktovém portfoliu je několik jednoduchých produktů se silným permanentním magnetem. Patří mezi ně například některé držáky bitů. Jsou určeny k usnadnění a urychlení výměny bitů při šroubování.
Systémů pro spolehlivé udržení bitu v držáku je několik, permanentní magnet je pouze jedním z nich. Držáky bitů s permanentním magnetem jsou velmi populární zejména díky jednoduché a štíhlé konstrukci (obr. 5) v místě uchycení bitu. Máme je k dispozici v několika variantách, všechny jsou kompatibilní s běžnými ¼“ (6,35mm) šroubovacími nástavci – bity.
Prvním (obr. 5 A) je ruční, úderům odolný šroubovák s magnetem HERMAN SB-85 TOP-LINE. Následuje držák bitů standardního provedení (obr. 5 B) s typovým označením HERMAN SB-80 (dostupný v délkách 60mm a 150mm ). Poměrně málo známou specialitou je HERMAN DC-81 se stopkou SDS-plus (obr. 5 C). Pokud máte elektropneumatické kladivo SDS-plus s možností vypnutí příklepu as regulací otáček, můžete jej v případě potřeby použít i jako šroubovák. Držák HERMAN SB-90 (obr. 5D) má tzv. torzní zónu, je tedy vhodný i pro rázové šroubováky – pravda, pokud máte k dispozici vhodné bity pro rázové utahování. Permanentní magnety naleznete i v našich nástrčných klíčích řady HERMAN SW-10 (obr. 5 E). Tato šikovná pomůcka je dodávána v rozměrech 8-10-12-13-17 se ¼“ stopkou jako bity a magnet slouží k tomu, aby Vám matice nebo šroub se šestihrannou hlavou nevypadl.

Obr. 5. Magnetické držáky bitů a šroubovák s magnetem
Posledním současným produktem je inovativní magnetický držák bitů HERMAN SB-85 Push (obr. 5 F) s kuličkou v dříku. Jak pracuje a v čem jsou jeho výhody, se dozvíte zde.
Závěr
Téma magnetizace tímto článkem nekončí, ale začíná – cílem bylo vnést „světlo“ do této dodnes ne dokonale prozkoumané problematiky. Například moderní motory bezkartáčových elektrických ručních nářadí, kterým budeme letos věnovat značnou pozornost, mají rotor z permanentního magnetu a jejich činnost je podstatně složitější než princip činnosti držáku bitů.
A nezapomeňte, že když magnetický držák nebo zmagnetizovaný bit hodíte do krabičky se šrouby, nejbližší z nich se také zmagnetizují. To při běžných pracích nemusí být žádnou překážkou, ale je třeba si to alespoň uvědomit – někdy to totiž vadí, dokonce to může způsobit vážné škody – ale o tom se dozvíte v některém z dalších článků.
Klíčová slova: magnet, magnetické pole, magnetismus, šroubovací bity, permeabilita , šroubování
Zdroje:
Interní technické a školicí materiály společnosti HERMAN
Dobrovolný, Bohumil: Příruční slovník vědy a techniky
Losenický – Urbánek: Elektřina, magnetizmus, optika, atomová fyzika
Dobrovolný, Bohumil: Technická fysika
Josef –
mnohem lepší popis magnetu a jeho využití a reakcí než na škole. Velice poučné a dobře vysvětlené.
Mikulas Tóth –
Bol to veľmi užitočný článok a zároveň môžete vidieť silu magnetov.
Martin –
Veľká spokojnosť s výberom a kvalitou ponúkaného tovaru. Objednávka je dodaná vždy načas. Odporúčame všetkými desiatimi.
Arol-eu,s.r.o. J.Zachar konateľ. –
Denne využivam magneticke náradie pri servisnej praci nutnosť.
Papp Sándor –
Nagyon hasznos cikk volt és a mágneses termékeket is egyben láthatja az ember
Byl to velmi užitečný článek a zároveň si můžete prohlédnout magnetické produkty
Přeložit text Zobrazit originál