Давайте для начала я задам два странных вопроса:

1. Можно ли постоянный магнит «выключить»?

2. Можно ли электромагнит сделать «постоянным»?

Смотря на эти вопросы, не правда ли, возникает ощущение, что здесь всё перепутано? :-)

Как ни странно, нет, и эти вопросы вполне себе корректны! ;-)

В статье ниже, с одной стороны, мы попробуем найти ответы на эти вопросы, а с другой — посмотрим, можно ли это как-то применить в практических целях и извлечь пользу.

Магнетизм, как таковой, штука интересная и таит в себе массу интересных моментов…

Начнём с того, что в рамках рассмотрения ниже нам просто придётся столкнуться с такой сущностью, как «магнитный поток», где, видя слово «поток», нам сразу представляется некое движение в пространстве какого-то субъекта (или субъектов).

Однако в реальности никакого потока нет — это лишь абстракция, помогающая понять происходящее: в некой области пространства (домене) существует определённая ориентация магнитных компонент (спинов электронов в атомах), которые из-за того, что многие из них развёрнуты в одном и том же направлении, обладают общей совокупной величиной магнитного поля.

Чем-то это похоже на уличные линии освещения, которые протянуты вдоль улиц и имеют определённую яркость в зависимости от того, сколько ламп и какого типа в них использовано…

Таким образом, мы видим, что у нас есть производная величина — магнитный поток, то есть производная величина, зависящая от сугубо физической основы.

В дальнейшем для простоты мы будем оперировать именно ей, подразумевая под ней определённое количество силовых линий магнитного поля, проходящих через выбранную точку пространства. 

Если взять для наглядности подковообразный магнит, то на его примере будет хорошо видно, что к его ножкам очень легко примагничивается любой ферромагнитный объект, например железная пластинка, просто в силу того, что силовые линии* магнитного поля всегда стремятся пройти через область с наименьшим магнитным сопротивлением, где таковое у стали будет многократно меньше, чем у воздуха.

*Но не забываем, что мы просто утрируем здесь, говоря про «линии», так как в основе происходящего вовсе не силовые линии магнитного поля, а взаимодействие компонентов атомов. А силовые линии — это просто некое наблюдаемое следствие более глубокой причины.

Таким образом, мы видим, что линии магнитного поля могут быть перенаправлены для прохождения:

• Внутри ферромагнитного материала — и тогда поле вокруг магнита почти отсутствует (почему «почти»: из-за дефектов строения магнита некое поле всё равно будет, но гораздо слабее того, которое в себя «вобрал» поток).

• Через воздушное пространство — и тогда такая система будет всегда «искать», через что можно «замкнуться» по пути наименьшего сопротивления…

На основе эксплуатации этих двух фактов и может быть построено вполне конкретное устройство, причём как минимум в двух вариантах: на базе постоянных магнитов и на базе электромагнита. Рассмотрим их поочерёдно… 

Для начала рассмотрим конфигурацию на базе постоянных магнитов, для чего обратим своё внимание на картинку ниже:

В левой части этой картинки мы увидим 2 подковообразные конструкции (сверху и снизу) из ферромагнитного материала (показаны серым цветом), которые соединены между собой вставками из постоянных магнитов в виде столбиков. 

В такой версии конфигурации системы, которая показана в левой части, когда столбики постоянных магнитов примагничены к нижней подкове южными (S) полюсами и, соответственно, вверх направлены северные (N) полюса магнитов, между этими полюсами нет притяжения, и магнитные линии от северных полюсов «не имеют стремления» :-) пройти сквозь верхнюю подкову. Вместо этого они вынуждены выйти в воздушное пространство, обогнуть всё и замкнуться на нижней подкове.

Таким образом, вся верхняя серая часть начинает представлять собой северный полюс (N), а нижняя — южный полюс (S). Это даже помечено на картинке.

Почему на картинке написано «ON»? Это показано как бы «активированное» состояние, когда система не может через что-то лучшее замкнуться и (за неимением лучшего), замыкается силовыми линиями через воздух. 

Какое из этого следует следствие: мы видим, другими словами, «условно плоский» магнит, который «с удовольствием» замкнёт свои северный и южный полюса, если, например, положить на него плоскую стальную пластинку — она сразу приклеится ко всей плоскости магнита, обращённой к нам.

Другими словами, примерно подобным образом может быть создан плоский магнитный захват, например, для робота, который может что-то поднять. 

Однако остаётся проблема: а как нам отцепить-то поднятый груз? :-) Пока никак…

Поэтому посмотрим на правую часть картинки: здесь показана такая ситуация, когда правый столбик-магнит был развёрнут наоборот, чтобы вверх начал смотреть его южный полюс. И мы здесь видим (пунктирные линии), что магнитные силовые линии моментально замыкаются сквозь железные подковы из-за притяжения разнородных полюсов! 

Результатом становится то, что силовые линии замкнуты, внешнее магнитное поле почти пропало (читай: «груз захвата робота отвалился и упал»).

Но мы даже навскидку видим, что это не совсем удобно — нужно вращать этот столбик-магнит внутри конструкции. Тоже, конечно, реально, но есть вариант поинтереснее: с «перетягиванием потока»!

Смысл его, вкратце, в одной из реализаций заключается в том, что используется «шунт»: внутри самой конструкции магнита устанавливается подвижная перемычка, которая может перемещаться и замыкать оба полюса магнита.

Таким образом, силовые линии магнита могут замыкаться или через этот шунт (и тогда груз отцеплен), или через груз (и тогда груз захвачен). Таким образом, можно перенаправлять силовые линии…

Не забываем, что оба компонента: и груз, и шунт — ферромагнитные. Грубо говоря, нельзя таким образом поднять «деревянные доски» :-D По крайней мере, не непосредственно…

Но чтобы гарантированно «перетянуть поток», требуется его «тянуть» тоже с довольно неплохой силой, сравнимой с той, которая тянула груз!

Говоря более научным языком, «необходимо создать путь ещё меньшего сопротивления для потока, чем через груз». 

Именно поэтому в этот шунт встраивается своя, отдельная магнитная система. Это позволяет гарантированно перетянуть линии на себя, «отключив» их от груза! 

А что значит наличие магнитной системы у шунта, которая сможет перетянуть линии? Это значит, что эта магнитная система должна быть с другим положением полюсов! 

И практическую реализацию такого подъёмника с шунтом-перетягивателем потока можно видеть на видео ниже:

А теперь вспомним, что выше мы что-то там упоминали об электромагните? 

Именно так: использование электромагнита в этой системе (картинка с двумя состояниями которой приведена выше) позволяет произвести очень интересный трюк — импульс электромагнитного поля даёт возможность перемагнитить постоянный магнит таким образом, чтобы развернуть его полюс, то есть это может быть использовано для отказа от необходимости физического переворачивания одного из магнитов в системе!

Посмотрим на картинку ниже:

Нетрудно заметить, что здесь мы видим всё то же самое, что и на первой картинке выше, только здесь, меняя полярность электрического тока, питающего катушку, намотанную прямо поверх постоянного магнита, можно его перемагничивать, «отключая и включая» магнитные свойства системы!

Кому интересно более подробно почитать о теории этого вопроса, могут обратиться по ссылке.

Но перемагничивание постоянного магнита — это как-то... экстремально, что ли! :-) 

Можно ли проще? Запросто: как и в варианте с постоянными магнитами, можно использовать шунт, который перетянет на себя весь поток, забрав его от поднимаемой детали! 

Именно такой вариант и можно видеть на видео ниже, где всего лишь изменением полярности питающего напряжения, подаваемого на катушку электромагнита, можно переключать поток.

При этом мы сразу видим, что этот вариант в некотором смысле даже интереснее первого варианта — с использованием чисто механического переворота шунта: не нужно ничего механически вращать, достаточно для включения/отключения удержания всего лишь оперировать питанием электромагнита.

Принципиальным отличием всех экспериментов выше является тот момент, что в них используются, в том или ином варианте, постоянные магниты. 

Тем не менее, есть ещё и третий вариант, который, собственно, и позволяет «превратить электромагнит в постоянный магнит»: это так называемый «магнитный хранитель».

Суть этого устройства весьма проста: используется электромагнитная катушка, надетая на замкнутый (но разъёмный) сердечник, в котором даже быстрый импульс электромагнитного поля наводит поток, сохраняющийся даже после отключения питания электромагнита. 

Другими словами: электромагнит сохраняет удержание даже без питания! 

Причём, что интересно, аналогичный эффект может быть вызван и постоянными магнитами! 

Выглядит это всё примерно вот так:

Причём, судя по некоторым объяснениям, причиной этого эффекта являются вихревые токи Фуко, сила которых (в том числе) зависит от резкости размыкания электрической цепи:

Итак, теперь вы увидели все три варианта переключателей магнитного потока, которые позволяют делать весьма интересные штуки: скажем, механические переключатели очень распространены, будучи встроенными в станину различных измерительных инструментов, например используемых для токарной обработки, — стрелочных микрометров и т. д. То есть благодаря такой станине с отключаемой магнитностью подобные инструменты можно легко крепить и отсоединять от металлических конструкций.

Однако в ходе размышлений над всем этим мне, похоже, пришла одна идея, реализацию которой я никогда не видел — ведь все эти три принципа, рассмотренные выше, могут быть использованы для создания весьма неожиданной вещи: магнитной застёжки-молнии! О_о

Хотите «киберпанк-застёжку с запиранием магнитного потока»? Ну как бы вот...:-D 

Мне кажется, это было бы весьма недурно — как минимум, для косплей-ивентов!

Причём вы понимаете, что в самом простом варианте это может быть некая каретка, прокатывающаяся по рельсам и в процессе просто механически переключающая магнитики!

А может быть и гораздо интереснее: в саму каретку встроена электромагнитная катушка, прокатывающаяся по рельсам и в процессе соединяющая компоненты массива до этого разъединённых сердечников, одновременно подавая весьма краткий, но мощный импульс электромагнитного поля — в теории удержание должно быть весьма неслабым!

В качестве разъединённых сердечников в самом простом варианте можно использовать даже две гайки, лежащие друг на друге — в последнем видео выше вы видели, что в качестве подобного разъединённого сердечника может быть использовано даже два куска металла, сквозь которые пропущен проводник.

Именно такой принцип можно и здесь использовать: каретка с катушкой накатывается на эти две гайки, после чего сверху и снизу сквозь гайки просовываются два проводника, касающиеся в середине друг друга (замыкая цепь). Подаётся импульс, после чего каретку можно сдвинуть дальше, а проводники автоматически разъединяются механическим разъединителем/соединителем (даже электроники для этого не нужно).

Кроме того, использование банальных гаек, шайб и тому подобных вещей из хозмага существенно удешевляет всю конструкцию: не нужно покупать большое число магнитов!

Можно добавить и дополнительных «спецэффектов» — какое-нибудь искрение, высоковольтные разряды и т.д. :-) 

Что хорошо — в наше время все механические элементы этого устройства могут быть легко созданы с помощью 3D-печати, что открывает широкие возможности для реализации этой идеи…

Подытоживая, можно сказать, что мы видим: рассмотренные принципы довольно интересны и достаточно просто реализуемы, благодаря чему многие могут попробовать применить их в своих практических целях!

© 2026 ООО «МТ ФИНАНС»