在靠近某些金属的地方打开强磁场,仔细听:你可能会听到微弱的嗡嗡声。这种嗡嗡声的一部分就是磁致伸缩——材料在磁化时发生轻微的形状变化。
微小的形变
当磁性材料被磁化时,其内部结构会稍微重新排列,材料的尺寸会发生极微小的变化——通常只有百万分之几。这种效应太小,肉眼无法察觉,但它是真实存在的,并且随着磁场的每一次循环都会发生。特殊的巨磁致伸缩合金会拉伸得更多,这些合金被专门设计用于实际工程应用。
变压器为何会嗡嗡作响
变压器铁芯和电机铁芯由磁致伸缩材料制成,它们每秒被磁化和退磁数十次。每次循环都会使铁芯发生微小的拉伸和松弛,这种快速的伸缩会推动周围的空气——这就是你在变电站和大型电气设备附近听到的嗡嗡声。工程师们通过设计铁芯形状和添加处理工艺来降低噪音。
磁致伸缩的实际应用
受控的磁致伸缩确实非常有用。声纳换能器利用它产生强大的水下声脉冲。精密执行器利用它移动机器部件,精度可达微米级,无需齿轮,也没有间隙。它甚至还出现在振动传感器和微型电机中。
实用提示:如果电机或变压器的噪音超出正常范围,磁致伸缩是首要怀疑对象——但在更换任何部件之前,请先检查松动的安装部件是否放大了这种嗡嗡声。