Magneti pooluste külgetõmbe ja tõrjumise põhjus. Miks magnet tõmbab? tõrjuv magnet

Tavaliselt on võimsad magnetid mõeldud väärismetallide otsimiseks. Otsingumagnet reageerib kullale ja hõbedale üsna tugevalt ning kuigi neid on puhtal kujul raske leida, on selle võimsus piisav, et maast ehteid ja münte üles korjata. Kõigi otsingumootorite peamine eesmärk on aarded, kallid mündid ja mõnikord lihtsalt black metal.

Artiklis kirjeldatakse magneti seadet ja tööpõhimõtet. Samuti selgitab see välja, mida täpselt tema abiga leiate ja kuidas kalleid sulameid leida. Selgitage üksikasjalikult, mis on ferromagnetid, paramagnetid ja diamagnetid. Lisaks antakse väärtuslikke näpunäiteid ja nippe, mis oluliselt lihtsustavad väärtuslike esemete otsimist.

Otsi magnetseadet

See seade koosneb terasest korpusest, mille sees on neodüümmagnet. See on valmistatud haruldasest sulamist, mis sisaldab neodüümi, rauda ja boori. Sellisel ühendusel on võimas ligitõmbav omadus. Vaatamata oma kompaktsusele suudab see hoida asju kümme korda oma kaalust.

Erinevate asjade hankimise mugavuse huvides on korpusel spetsiaalne kinnitus. See kruvitakse keerme abil magneti korpusesse. Kinnitusvahendi peal - on konksu või aasa kujul kinnitus, mis hoiab kaablit või köit. Sellel kinnitusel on jäik alus, mis on kindlalt korpuse sisse keeratud. Kogu konstruktsioonil on usaldusväärne vundament ja sellisel juhul pole hirmutav ühtegi kallist ja rasket asja tõsta.

Toimimispõhimõte

Otsingumagnet on üsna kasina funktsionaalsusega. Sellise objekti põhiülesanne on meelitada enda juurde võimalikult palju metallesemeid. Kuid seade saab oma põhiülesandega enam kui hästi hakkama. Tänu oma unikaalsele disainile on sellel suur tugevus ja see suudab hoida nii suuri esemeid kui ka kulda või hõbedat sisaldavaid esemeid, mida tavalised magnetid ei võta.

See on eriti kasulik kaevudest, lehtritest ja erinevatest süvenditest asjade välja toomisel. Sellist asja on hea kasutada ka vee all. Vees mõjutab kõiki objekte suur vastupanu ja iga objekti ülesvõtmine muutub üsna töömahukaks ülesandeks. Kuid neodüümmagnetiga on selliste esemete leidmine ja toomine oluliselt lihtsustatud.

Milliseid esemeid võib leida

Küsimuses, milliseid asju otsingumagnetiga leida saab, tulevad kohe meelde raudesemed, sealhulgas mündid. Peaaegu kõiki paramagnetilisi metalle võib leida. Lihtsamalt öeldes materjalid, mis tõmbavad magnetite korpuse külge, aga sellest hiljem. Sellised mündid ehk väärismetallid võivad olla väga väärtuslikud. Näiteks võib leida Tsaari-Venemaa perioodi raudmünte ja palju haruldasi nõukogude münte.

Võimsad magnetid võivad ligi tõmmata selliseid metalle nagu:

alumiiniumist

Enamik läbiotsimisi viiakse läbi pööningutel, erinevates randades ja avalikes kohtades, kus inimesed võivad asju kaotada, samuti kaevudes ja kaevandustes. Sellistest kohtadest leiavad nad tavaliselt ehteid, kalleid ehteid, erinevaid metallkarpe ja mõnikord isegi kalleid mobiilseadmeid (rannas). See puudutab asjade leidmist maal.

Vee osas võib leida ka palju väärtuslikke esemeid, sealhulgas kuldehteid. Samuti saate tänu ebausule põhjast koguda terve varanduse münte. Pealegi ei pea te linna purskkaevudest münte hankima, sest seal on üsna palju mahajäetud kaevu, mida keegi ei vaja, kuid hoiavad väärtuslikke asju endas.

Kas magnet tõmbab kulda ja hõbedat ligi

Kas võimsate magnetitega on võimalik leida puhast kulda või hõbedat. Ei, kuna sellised metallid on diamagnetilised, st neid ei tõmba magnetid. Kuid kõik pole nii hull, tänu kogu neodüümisulami võimsusele on võimalik ehteid hankida. Sellistel esemetel on tavaliselt ligatuur.

See sulam aitab väärismetallidel nagu kuld või hõbe omandada teatud omadused. Näiteks hõbeehted ei tumene nii palju ja kuldehtel on suurem vastupidavus. Kuid kõige tähtsam on see, et ligatuur võimaldab teil magnetiseerida ja võimaldab otsida erinevaid sulameid.

Kuid on võimalik leida ka puhast kulda või hõbedat. Artikli alguses öeldi, et raudkaste võib leida. Tavaliselt hoitakse sellistel juhtudel kullast või hõbedast ehteid. Nii et pööningul või sellelaadsetes kohtades ringi liikudes saate selle sõna otseses mõttes hästi "rikkaks saada".

Erinevate metallide magnetilised omadused

Väärtusmetallide jahtimiseks peate teadma, mis täpselt magneti külge tõmbab. Kuna metallidel on erinevad magnetilised omadused ja mõnel pole üldse. Neid saab jagada kolme rühma:

ferromagnetid

paramagnetid

diamagnetid

Ferromagnetid on metallid, millel on mõned parimad magnetilised omadused. Need metallid on väga magnetilised. Nende hulka kuulub black metal.

Paramagnetitel on tavalised omadused, nad tõmbavad kergesti magneti külge, kuid neil ei ole magnetiseerimisfunktsiooni. Nende hulka kuuluvad mõned ehete sulamid ja mitut tüüpi värvilised metallid.

Ja lõpuks diamagnetid. Selliseid sulameid on äärmiselt raske magnetväljale allutada ja need raskendavad oluliselt tõeliselt väärtuslike asjade otsimist. Diamagnetite hulka kuuluvad kuld, hõbe, alumiinium, paatina ja muud metallid, mida isegi tugevaim magnet ei võta.

Kas leiate magnetiga kulda?

Nagu varem mainitud, võib kullaga ehteid ja münte tõsta, kuid see on väga problemaatiline.

Puhast kulda magnetiga kätte ei saa.

Kui aga erinevad tegurid on soodsad, näiteks raudkast või läheduses lebavad paramagnetilised juveelid, siis on võimalus see üles leida. Põhimõtteliselt saab magnetile püüda vaid kullasisaldusega ehteid, nagu käevõrud, kõrvarõngad ja sõrmused. Parim koht otsimiseks on liivarand, kaevud ja mere- või jõepõhi, kus nad ujuvad suur hulk inimestest.

Mis põhjustab mõne metalli magneti ligitõmbamise? Miks magnet ei tõmba kõiki metalle? Miks magneti üks pool tõmbab metalli ligi ja teine ​​tõrjub? Ja mis teeb neodüümmetallid nii tugevaks?

Kõigile neile küsimustele vastamiseks peate kõigepealt määratlema magneti enda ja mõistma selle põhimõtet. Magnetid on kehad, millel on magnetvälja toime tõttu võime tõmmata ligi rauast ja terasest esemeid ning tõrjuda teisi. Magnetvälja jõujooned tulevad magneti lõunapoolusest ja väljuvad põhjapoolusest. Püsi- või kõvamagnet loob pidevalt oma magnetvälja. Elektromagnet ehk pehme magnet suudab tekitada magnetvälju ainult magnetvälja olemasolul ja vaid lühikest aega, kui ta on ühe või teise magnetvälja toimepiirkonnas. Elektromagnetid tekitavad magnetvälju ainult siis, kui elektrit juhitakse läbi poolijuhtme.

Kuni viimase ajani valmistati kõik magnetid metallist elementidest või sulamitest. Magneti koostis määras selle võimsuse. Näiteks:

Keraamilised magnetid, nagu need, mida kasutatakse külmikutes ja primitiivseteks katseteks, sisaldavad lisaks keraamilistele komposiitmaterjalidele ka rauamaaki. Enamikul keraamilistest magnetitest, mida nimetatakse ka raudmagnetiteks, pole palju tõmbejõudu.

"Alnico magnetid" koosnevad alumiiniumi, nikli ja koobalti sulamitest. Need on võimsamad kui keraamilised magnetid, kuid palju nõrgemad kui mõned haruldased elemendid.

Neodüümmagnetid koosnevad rauast, boorist ja haruldasest looduses leiduvast neodüümelemendist.

Koobalt-samariumi magnetid hõlmavad koobaltit ja looduses harva leiduvaid elemente, samariumi. Viimase paari aasta jooksul on teadlased avastanud ka magnetpolümeere ehk niinimetatud plastmagneteid. Mõned neist on väga paindlikud ja plastilised. Kuid mõned töötavad ainult ülimadalatel temperatuuridel, samas kui teised suudavad tõsta ainult väga kergeid materjale, näiteks metallviilusid. Kuid magneti omaduste saavutamiseks vajab igaüks neist metallidest tugevust.

Magnetite valmistamine

Paljud kaasaegsed elektroonikaseadmed töötavad magneti baasil. Magnetite kasutamine seadmete tootmiseks on muutunud suhteliselt hiljutiseks, sest looduses eksisteerivatel magnetitel puudub seadmete tööks vajalik tugevus ning alles siis, kui inimesed jõudsid need võimsamaks muuta, muutusid need asendamatuks elemendiks tootmine. Rauamaaki, teatud tüüpi magnetiiti, peetakse kõige tugevamaks looduses leiduvaks magnetiks. See suudab enda poole meelitada väikseid esemeid, nagu kirjaklambrid ja klambrid.

Kusagil 12. sajandil avastasid inimesed, et rauamaagi abil saab rauaosakesi magnetiseerida – nii lõidki inimesed kompassi. Samuti märkasid nad, et kui tõmmata magnetit pidevalt mööda raudnõela, siis nõel magnetiseerub. Nõel ise tõmmatakse põhja-lõuna suunas. Hiljem selgitas kuulus teadlane William Gilbert, et magnetiseeritud nõela liikumine põhja-lõuna suunas on tingitud sellest, et meie planeet Maa on väga sarnane kahe poolusega – põhja- ja lõunapoolusega – tohutu magnetiga. Kompassinõel pole nii tugev kui paljud tänapäeval kasutatavad püsimagnetid. Kuid füüsiline protsess, mis magnetiseerib kompassi nõelu ja neodüümisulami tükke, on peaaegu sama. See kõik puudutab mikroskoopilisi piirkondi, mida nimetatakse magnetdomeenideks ja mis on osa ferromagnetiliste materjalide, nagu raud, koobalt ja nikkel, struktuurist. Iga domeen on pisike, eraldiseisev magnet põhja- ja lõunapoolusega. Magnetiseerimata ferromagnetilistes materjalides osutab iga põhjapoolus erinevas suunas. Vastassuunas olevad magnetdomeenid tühistavad üksteist, mistõttu materjal ise ei tekita magnetvälja.

Magnetites seevastu on peaaegu kõik või vähemalt enamik magnetdomeenidest suunatud samas suunas. Selle asemel, et üksteist tasakaalustada, ühinevad mikroskoopilised magnetväljad üheks suureks magnetväljaks. Mida rohkem domeene osutab samas suunas, seda tugevam on magnetväli. Iga domeeni magnetväli ulatub selle põhjapoolusest lõunapooluseni.

See seletab, miks magneti pooleks murdmisel saadakse kaks väikest põhja- ja lõunapoolusega magnetit. See seletab ka, miks vastaspoolused tõmbuvad – jõujooned väljuvad ühe magneti põhjapoolusest ja tungivad teise lõunapoolusesse, pannes metallid tõmbuma ja tegema ühe suurema magneti. Tõrjumine toimub sama põhimõtte järgi – jõujooned liiguvad vastassuundades ning sellise kokkupõrke tulemusena hakkavad magnetid üksteist tõrjuma.

Magnetite valmistamine

Magneti valmistamiseks peate lihtsalt "suunama" metalli magnetdomeenid ühes suunas. Selleks peate metalli ennast magnetiseerima. Mõelge uuesti nõela juhtumile: kui magnetit liigutatakse pidevalt mööda nõela ühes suunas, on kõigi selle piirkondade (domeenide) suund joondatud. Magnetdomeene saab joondada ka muul viisil, näiteks:

Asetage metall tugevasse magnetvälja põhja-lõuna suunas. -- Liigutage magnetit põhja-lõuna suunas, lüües seda pidevalt haamriga, joondades selle magnetdomeene. - Laske magnetist läbi elektrivool.

Teadlased viitavad sellele, et kaks neist meetoditest selgitavad, kuidas looduslikud magnetid looduses tekivad. Teised teadlased väidavad, et magnetiline rauamaak muutub magnetiks ainult siis, kui seda tabab välk. Teised aga usuvad, et looduses leiduv rauamaak muutus Maa tekkimise ajal magnetiks ja on säilinud tänapäevani.

Tänapäeval on kõige levinum magnetite valmistamise meetod metalli asetamine magnetvälja. Magnetväli pöörleb antud objekti ümber ja hakkab joondama kõiki selle domeene. Kuid praegusel hetkel võib ühes neist omavahel seotud protsessidest, mida nimetatakse hüstereesiks, esineda viivitus. Domeenide suuna muutmiseks ühes suunas võib kuluda mitu minutit. Selle protsessi käigus juhtub järgmine: magnetilised piirkonnad hakkavad pöörlema, joondudes piki põhja-lõunasuunalist magnetvälja joont.

Juba põhja-lõuna suunal orienteeritud alad muutuvad suuremaks, ümbritsevad aga väiksemaks. Domeeni seinad, naaberdomeenide vahelised piirid, laienevad järk-järgult, mille tõttu domeen ise suureneb. Väga tugevas magnetväljas kaovad mõned domeeniseinad täielikult.

Selgub, et magneti tugevus sõltub domeenide suuna muutmiseks kasutatava jõu suurusest. Magnetite tugevus sõltub sellest, kui raske oli neid domeene joondada. Materjalid, mida on raske magnetiseerida, säilitavad oma magnetismi pikema aja jooksul, samas kui kergesti magnetiseeritavad materjalid kipuvad kiiresti demagnetiseeruma.

Magneti tugevust on võimalik vähendada või täielikult demagnetiseerida, suunates magnetvälja vastupidises suunas. Materjali saab ka demagnetiseerida, kui seda kuumutada Curie punktini, s.t. ferroelektrilise oleku temperatuuripiir, mille juures materjal hakkab kaotama oma magnetismi. Kõrge temperatuur demagnetiseerib materjali ja ergastab magnetosakesi, rikkudes magnetdomeenide tasakaalu.

Magnetite transport

Suuri võimsaid magneteid kasutatakse paljudes inimtegevuse valdkondades – alates andmete salvestamisest kuni voolu juhtimiseni läbi juhtmete. Kuid peamine raskus nende praktikas kasutamisel on magnetite transportimine. Transpordi ajal võivad magnetid kahjustada teisi esemeid või muud esemed võivad neid kahjustada, muutes nende kasutamise raskeks või peaaegu võimatuks. Lisaks tõmbavad magnetid pidevalt enda külge erinevaid ferromagnetilisi fragmente, millest on siis väga raske ja mõnikord ohtlik vabaneda.

Seetõttu paigutatakse transportimisel väga suured magnetid spetsiaalsetesse kastidesse või transporditakse lihtsalt ferromagnetilisi materjale, millest valmistatakse spetsiaalse varustuse abil magnetid. Tegelikult on sellised seadmed lihtsad elektromagnetid.

Miks magnetid üksteise külge kleepuvad?

Küllap tead oma füüsikatunnist, et kui elektrivool läbib juhet, tekitab see magnetvälja. Püsimagnetites tekib magnetväli ka elektrilaengu liikumisel. Kuid magnetväli magnetites ei moodustu mitte voolu liikumise tõttu läbi juhtmete, vaid elektronide liikumise tõttu.

Paljud inimesed arvavad, et elektronid on väikesed osakesed, mis tiirlevad ümber aatomituuma, sarnaselt planeedid Päikese ümber. Aga kuidas nad seletavad kvantfüüsikud, on elektronide liikumine palju keerulisem kui see. Esiteks täidavad elektronid aatomi kesta orbitaalid, kus nad käituvad nii osakeste kui ka lainetena. Elektronidel on laeng ja mass ning nad võivad liikuda erinevates suundades.

Ja kuigi aatomi elektronid ei liigu pikki vahemaid, piisab sellest liikumisest pisikese magnetvälja loomiseks. Ja kuna paaris elektronid liiguvad vastassuundades, tasakaalustavad nende magnetväljad üksteist. Seevastu ferromagnetiliste elementide aatomites ei ole elektronid paaritud ja liiguvad samas suunas. Näiteks raual on koguni neli omavahel ühendatud elektroni, mis liiguvad samas suunas. Kuna neil ei ole vastandlikke välju, on neil elektronidel orbitaalne magnetmoment. Magnetmoment on vektor, millel on oma suurus ja suund.

Metallides, nagu raud, sunnib orbitaalne magnetmoment naaberaatomeid joonduma piki põhja-lõuna suunalisi jõujooni. Raud, nagu ka teised ferromagnetilised materjalid, on kristalse struktuuriga. Kui need pärast valamist jahtuvad, joonduvad paralleelselt pöörlevalt orbiidilt pärit aatomirühmad kristallstruktuuri sees. Nii tekivad magnetdomeenid.

Võib-olla olete märganud, et materjalid, millest tehakse häid magneteid, on võimelised ka magneteid endid ligi tõmbama. Selle põhjuseks on asjaolu, et magnetid tõmbavad materjale paaritute elektronidega, mis pöörlevad samas suunas. Teisisõnu, kvaliteet, mis muudab metalli magnetiks, tõmbab ka metalli magnetite poole. Paljud teised elemendid on diamagnetilised – need koosnevad paaritutest aatomitest, mis loovad magnetvälja, mis magnetit kergelt tõrjub. Mitmed materjalid ei suhtle magnetitega üldse.

Magnetvälja mõõtmine

Magnetvälja saab mõõta spetsiaalsete instrumentidega, näiteks voolumõõturiga. Seda saab kirjeldada mitmel viisil: - Magnetjõujooni mõõdetakse veeblites (WB). Elektromagnetilistes süsteemides võrreldakse seda voolu vooluga.

Välja tugevust ehk voo tihedust mõõdetakse Teslas (T) või gaussi ühikutes (G). Üks tesla võrdub 10 000 gaussiga.

Väljatugevust saab mõõta ka veeblites ruutmeetri kohta. -- Magnetvälja suurust mõõdetakse amprites meetri kohta või oerstedides.

Müüdid magneti kohta

Me kohtame magneteid terve päeva. Need on näiteks arvutites: HDD nad salvestavad kogu info magnetiga ja magneteid kasutatakse ka paljudes arvutimonitorides. Magnetid on ka CRT-telerite, kõlarite, mikrofonide, generaatorite, trafode, elektrimootorite, kassettide, kompasside ja autode spidomeetrite lahutamatud osad. Magnetidel on hämmastavad omadused. Need võivad tekitada juhtmetes voolu ja panna mootori pöörlema. Piisavalt tugev magnetväli võib tõsta väikseid esemeid või isegi väikseid loomi. Maglevi rongid arendavad suurt kiirust ainult tänu magnetilisele tõukele. Ajakirja Wired andmetel sisestavad mõned inimesed elektromagnetväljade tuvastamiseks sõrmedesse isegi pisikesi neodüümmagneteid.

Magnetvälja jõul töötavad mvõimaldavad arstidel uurida patsientide siseorganeid. Arstid kasutavad ka elektromagnetilist impulssvälja, et näha, kas luumurrud paranevad pärast lööki korralikult. Sarnast elektromagnetvälja kasutavad astronaudid, kes viibivad pikka aega nullgravitatsioonis, et vältida lihaspingeid ja luude murdumist.

Magneteid kasutatakse ka veterinaarpraktikas loomade ravimiseks. Näiteks põevad lehmad sageli traumaatilise retikuloperikardiidi – nendel loomadel areneva komplekshaiguse – all, kes sageli neelavad koos toiduga alla väikseid metallesemeid, mis võivad kahjustada looma mao-, kopsu- või südameseinu. Seetõttu kasutavad kogenud põllumehed sageli enne lehmade toitmist magneti abil toitu väikestest mittesöödavatest osadest. Kui aga lehm on juba kahjulikke metalle alla neelanud, antakse magnet talle koos toiduga kaasa. Pikad õhukesed alnicomagnetid, mida nimetatakse ka "lehmamagnetiteks", tõmbavad ligi kõik metallid ja ei lase neil lehma kõhtu kahjustada. Sellised magnetid aitavad tõesti haiget looma ravida, kuid parem on siiski jälgida, et lehma toidu sisse ei satuks kahjulikke elemente. Inimestele on magnetite allaneelamine vastunäidustatud, kuna erinevatesse kehaosadesse sattunud magnetid tõmbavad endiselt ligi, mis võib põhjustada verevoolu ummistumist ja pehmete kudede hävimist. Seega, kui inimene neelab magneti alla, vajab ta operatsiooni.

Mõned inimesed usuvad, et magnetteraapia on meditsiini tulevik, kuna see on üks lihtsamaid, kuid tõhusamaid ravimeetodeid paljude haiguste raviks. Paljud inimesed on juba praktikas kogenud magnetvälja mõju. Magnetkäevõrud, kaelakeed, padjad ja paljud teised sarnased tooted on pillidest paremad mitmesuguste haiguste – artriidist vähini – raviks. Mõned arstid usuvad ka, et ennetava meetmena klaas magnetiseeritud vett võib ravida enamikku ebameeldivatest vaevustest. Ameerikas kulutatakse magnetravile umbes 500 miljonit dollarit aastas ja inimesed üle maailma kulutavad sellisele ravile keskmiselt 5 miljardit dollarit.

Magnetteraapia pooldajad tõlgendavad selle ravimeetodi kasulikkust erinevalt. Mõned ütlevad, et magnet on võimeline meelitama hemoglobiinis sisalduvat rauda veres, parandades seeläbi vereringet. Teised väidavad, et magnetväli muudab kuidagi naaberrakkude struktuuri. Kuid samal ajal läbi viidud Teaduslikud uuringud pole kinnitanud, et staatiliste magnetite kasutamine võib inimese valu leevendada või haigust ravida.

Mõned pooldajad soovitavad ka kõigil inimestel kasutada oma kodudes vee puhastamiseks magneteid. Nagu tootjad ise ütlevad, saavad suured magnetid puhastada kõva vett, eemaldades sellest kõik kahjulikud ferromagnetilised sulamid. Teadlased aga ütlevad, et ferromagnetid ei tee vett kõvaks. Pealegi ei näidanud kaks aastat magnetite kasutamist praktikas mingeid muutusi vee koostises.

Kuid kuigi tõenäoliselt pole magnetidel ravivat toimet, tasub neid siiski uurida. Kes teab, ehk paljastame tulevikus kasulikud omadused magnetid.

Magnetidel, nagu teie koduse külmkapi külge kleebitud mänguasjad või hobuserauad, mida teile koolis näidati, on mõned ebatavalised omadused. Esiteks tõmbavad magnetid raud- ja terasesemed, näiteks külmiku uks. Lisaks on neil postid.

Tooge kaks magnetit üksteise lähedale. Ühe magneti lõunapoolus tõmbab teise magneti põhjapooluse poole. Ühe magneti põhjapoolus tõrjub põhjapoolus teine.

Magnet- ja elektrivool

Magnetvälja tekitab elektrivool, see tähendab liikuvate elektronide toimel. Aatomituuma ümber liikuvad elektronid kannavad negatiivset laengut. Laengute suunalist liikumist ühest kohast teise nimetatakse elektrivooluks. Elektrivool loob enda ümber magnetvälja.

See väli oma jõujoontega katab nagu aas elektrivoolu tee, nagu tee kohal seisev kaar. Näiteks kui laualamp põlema panna ja vool läbi vaskjuhtmete liigub ehk siis juhtmes olevad elektronid hüppavad aatomilt aatomile ja traadi ümber tekib nõrk magnetväli. Kõrgepinge ülekandeliinides on vool palju tugevam kui laualambis, mistõttu tekib selliste liinide juhtmete ümber väga tugev magnetväli. Seega on elekter ja magnetism ühe mündi kaks külge – elektromagnetism.

Seotud materjalid:

lindude ränne

Elektronide liikumine ja magnetväli

Elektronide liikumine igas aatomis loob selle ümber väikese magnetvälja. Orbiidil olev elektron moodustab keeriselaadse magnetvälja. Kuid suurem osa magnetväljast tekib mitte elektroni liikumisel ümber tuuma orbiidil, vaid elektroni liikumisel ümber oma telje, nn elektroni spinni. Spin iseloomustab elektroni pöörlemist ümber oma telje, kui planeedi liikumist ümber oma telje.

Miks materjalid on magnetilised ja mitte magnetilised?

Enamikus materjalides, näiteks plastides, on üksikute aatomite magnetväljad juhuslikult orienteeritud ja tühistavad üksteist. Kuid sellistes materjalides nagu raud saab aatomeid suunata nii, et nende magnetväljad liidetakse, nii et terasetükk magnetiseerub. Materjalides sisalduvad aatomid on ühendatud rühmadesse, mida nimetatakse magnetdomeenideks. Ühe eraldiseisva domeeni magnetväljad on orienteeritud ühes suunas. See tähendab, et iga domeen on väike magnet.

Erinevad domeenid on orienteeritud väga erinevates suundades, see tähendab juhuslikult, ja tühistavad üksteise magnetväljad. Seetõttu ei ole terasriba magnet. Aga kui meil õnnestub domeene ühes suunas orienteerida nii, et tekivad magnetvälja jõud, siis ettevaatust! Terasribast saab võimas magnet ja see tõmbab naelast külmikusse mis tahes rauast eseme.

Magnetite tõukeomadused ja nende rakendamine tehnoloogias

Magnetid ja aine magnetilised omadused.

Magnetismi kõige lihtsamad ilmingud on tuntud juba pikka aega ja on tuttavad enamikule meist. On kahte erinevat tüüpi magneteid. Mõned on nn püsimagnetid, mis on valmistatud "kõvadest magnetilistest" materjalidest. Teine tüüp hõlmab niinimetatud elektromagneteid, mille südamik on "pehme magnetiline" raud.

Tõenäoliselt on see sõna magnet"pärineb Väike-Aasia iidse Magneesia linna nimest, kus leidus selle mineraali suuri maardlaid

Magnetpoolused ja magnetväli.

Kui magnetiseerimata raua varras tuuakse ühe magneti pooluse lähedusse, magnetiseerub see ajutiselt. Sel juhul on magneti poolusele lähim magnetiseeritud varda poolus nime poolest vastupidine ja kaugemal asuv poolus on sama nimega.

Teadlane Coulomb uuris torsioonbilansi abil kahe pika ja õhukese magneti koostoimet. Coulomb näitas, et iga poolust on võimalik iseloomustada teatud "magnetismi hulga" või "magnetlaenguga" ja magnetpooluste vastastikmõju seadus on sama, mis elektrilaengute vastastikmõju seadus: kaks samasugust poolust tõrjuvad kumbagi. teine ​​ja kaks vastandpoolust tõmbavad teineteist jõuga, mis on otseselt võrdeline nendele poolustele koondunud "magnetlaengutega" ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.

Magnetite kasutamine

Magnetmaterjalide kasutamise näiteid on lugematu arv. Püsimagnetid on väga oluline osa paljudest meie igapäevaelus kasutatavatest seadmetest. Neid võib leida pikapi peast, valjuhääldist, elektrikitarrist, elektriauto generaatorist, magnetofonide väikestest mootoritest, raadiomikrofonist, elektriarvestitest ja muudest seadmetest. Nad teevad isegi "magnetlõugasid", st tugevalt magnetiseeritud teraslõugasid, mis tõrjuvad üksteist ja ei vaja seetõttu kinnitusi.

Magneteid kasutatakse kaasaegses teaduses laialdaselt. Magnetmaterjale on vaja töötamiseks mikrolainealadel, magnetsalvestuseks ja taasesitamiseks ning magnetsalvestusseadmete loomiseks. Magnetostriktiivsed andurid võimaldavad määrata mere sügavust. Ilma ülitundlike magnetelementidega magnetomeetriteta on raske hakkama saada, kui on vaja mõõta tühiselt nõrku, ruumis meelevaldselt peenelt jaotatud magnetvälju.

Ja oli juhtumeid, kui nad võitlesid magnetitega, kui need osutusid kahjulikuks. Siin on lugu Suure Isamaasõja ajast, mis illustreerib magnetismi spetsialistide vastutusrikast tööd neil karmidel aastatel... Võtame näiteks laevakere magnetiseerimise. Selline “iseeneslik” magnetiseerimine pole sugugi kahjutu: mitte ainult ei hakka laeva kompassid “valetama”, võttes Maa väljaks laeva enda välja ja näidates valesti suunda, võivad ujuvad magnetlaevad raudesemeid ligi tõmmata. Kui selliseid objekte seostatakse miinidega, on külgetõmbe tulemus ilmne. Seetõttu pidid teadlased sekkuma Looduse nippidesse ja spetsiaalselt demagnetiseerima laevu, et need unustaksid, kuidas magnetmiinidele mõjuda.

Magneti peamine kasutusala on elektrotehnikas, raadiotehnikas, mõõteriistades, automaatikas ja telemehaanikas.

Elektrimasinate generaatorid ja elektrimootorid - pöörlevad masinad, mis muudavad kas mehaanilise energia elektrienergiaks (generaatorid) või elektrienergia mehaaniliseks energiaks (mootorid). Generaatorite töö põhineb elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel: magnetväljas liikuvas juhtmes indutseeritakse elektromotoorjõud (EMF). Elektrimootorite tegevus põhineb asjaolul, et põikmagnetvälja asetatud voolu juhtivale juhtmele mõjub jõud.

Elektromagnetiline dünamomeeter saab valmistada väikemootorite omaduste mõõtmiseks sobiva miniseadme kujul.

Aine magnetilisi omadusi kasutatakse teaduses ja tehnoloogias laialdaselt erinevate kehade ehituse uurimise vahendina. Nii tekkiski Teadused:

magnetokeemia(magnetokeemia) - füüsikalise keemia haru, mis uurib seost magnetilise ja keemilised omadused ained; lisaks uurib magnetokeemia magnetväljade mõju keemilistele protsessidele. magnetokeemia põhineb kaasaegsel magnetnähtuste füüsikal. Magnetiliste ja keemiliste omaduste vaheliste seoste uurimine võimaldab selgitada aine keemilise struktuuri tunnuseid.

Mikrolainetehnoloogia

Ühendus. Mikrolaine raadiolaineid kasutatakse sidetehnoloogias laialdaselt. Lisaks erinevatele sõjaväe raadiosüsteemidele on kõigis maailma riikides arvukalt kaubanduslikke mikrolaineühendusi. Kuna sellised raadiolained ei järgi maapinna kumerust, vaid levivad sirgjooneliselt, koosnevad need sideühendused tavaliselt mäetippudele või raadiotornidesse umbes 50 km intervalliga paigaldatud releejaamadest.

Toidukaupade kuumtöötlus. Mikrolainekiirgust kasutatakse toiduainete kuumtöötlemiseks kodus ja toiduainetööstuses. Võimsate vaakumtorude tekitatud energiat saab koondada väikeses mahus toodete ülitõhusaks küpsetamiseks nn. mikrolaineahjud või mikrolaineahjud, mida iseloomustab puhtus, müramatus ja kompaktsus. Selliseid seadmeid kasutatakse lennukite kambüüsides, raudteevagunites ja müügiautomaatides, kus on vaja kiirtoidu valmistamist ja küpsetamist. Tööstus toodab ka kodumajapidamises kasutatavaid mikrolaineahju.

Magneti abil prooviti ravida (ja mitte edutult) närvihaigusi, hambavalu, unetust, maksa- ja kõhuvalu – sadu haigusi.

20. sajandi teisel poolel levisid magnetkäevõrud, mis avaldasid soodsat mõju vererõhuhäiretega (hüpertensioon ja hüpotensioon) patsientidele.

üks" uurija”- Šotimaa Linlithgow linnast pärit kingsepp Spence, kes elas 18. ja 19. sajandi vahetusel, väitis, et avastas mingisuguse musta aine, mis neutraliseerib magneti ligitõmbava ja tõrjuva jõu. Tema sõnul suutis ta selle salapärase aine ja kahe püsimagneti abil väidetavalt hõlpsasti säilitada kahe enda valmistatud perpetuum mobile'i pidevat liikumist. Toome seda teavet tänapäeval tüüpilise näitena naiivsetest ideedest ja lihtsameelsetest uskumustest, millest teadus on vaevalt vabanenud ka hilisematel aegadel. Võib oletada, et Spence'i kaasaegsetel poleks ambitsioonika kingsepa fantaasiate mõttetuses kahtlustki. Sellegipoolest pidas Šoti füüsik vajalikuks seda juhtumit oma kirjas, mis avaldati ajakirjas " Keemia aastaraamatud aastal 1818, kus ta kirjutab:

"... Hr Playfair ja kapten Cater uurisid mõlemat masinat ja väljendasid oma rahulolu, et igiliikuri probleem sai lõpuks lahendatud."

Seega selgub, et magnetite omadusi kasutatakse laialdaselt paljudes asjades ja need on üsna kasulikud kogu inimkonnale tervikuna.

Natuke magnetist endast. Magnet on keha, millel on oma magnetväli. (Magnetväli on eriliik aine, mille kaudu toimub interaktsioon liikuvate laetud osakeste või magnetmomendiga kehade vahel). Kui elektrivool läbib traati, tekitab see magnetvälja. Kuid magnetväli magnetites ei moodustu mitte voolu liikumise tõttu läbi juhtmete, vaid elektronide liikumise tõttu. Elektronid täidavad aatomi kesta orbitaale, kus nad käituvad nii osakeste kui ka lainetena. Neil on laeng ja mass ning nad võivad liikuda erinevates suundades.

Kuigi aatomi elektronid ei liigu pikki vahemaid, piisab sellisest liikumisest pisikese magnetvälja tekitamiseks. Ja kuna paaris elektronid liiguvad vastassuundades, tasakaalustavad nende magnetväljad üksteist. Seevastu ferromagnetiliste elementide aatomites ei ole elektronid paaritud ja liiguvad samas suunas. Näiteks raual on neli omavahel ühendatud elektroni, mis liiguvad samas suunas. Kuna neil ei ole vastandlikke välju, on neil elektronidel orbitaalne magnetmoment. Magnetmoment on vektor, millel on oma suurus ja suund.

Tegelikult on magneti koostoimel ainetega palju rohkem võimalusi kui lihtsalt "meelitab" või "ei tõmba". Raud, nikkel, mõned sulamid on metallid, mis oma spetsiifilise struktuuri tõttu väga palju tõmbab ligi magnet. Magnetväljadega interakteeruvad ka valdav enamus teisi metalle, aga ka muid aineid – magnetid tõmbavad või tõrjuvad neid, kuid ainult tuhandeid ja miljoneid kordi nõrgemalt. Seetõttu on selliste ainete magneti külgetõmbumise märkamiseks vaja kasutada ülitugevat magnetvälja, mida kodus ei saa.

Kuna aga magnet tõmbab kõiki aineid, võib algse küsimuse ümber sõnastada järgmiselt: "Miks siis raud nii tugevasti tõmbab magnetiga, et selle ilminguid on igapäevaelus lihtne märgata?" Vastus on järgmine: selle määrab rauaaatomite struktuur ja side. Iga aine koosneb aatomitest, mis on omavahel ühendatud nende välise elektronkesta kaudu. Just väliskesta elektronid on magnetvälja suhtes tundlikud, need määravad materjalide magnetismi. Enamikus ainetes tunnetavad naaberaatomite elektronid magnetvälja "igatahes" – ühed tõrjuvad, teised tõmbavad endasse ja mõned kipuvad üldiselt objekti ümber pöörama. Seega, kui võtta suur tükk ainet, on selle keskmine magnetiga suhtlemise jõud väga väike.

Raual ja sellega sarnastel metallidel on eripära – ühendus naaberaatomite vahel on selline, et nad tunnetavad magnetvälja koordineeritult. Kui mõned aatomid on "häälestatud" magneti külge tõmbama, panevad need kõik naaberaatomid sama tegema. Selle tulemusel tahavad rauatükis kõik aatomid korraga “tõmbuda” või “tahavad tõrjuda” ja tänu sellele tekib magnetiga väga suur vastasmõju jõud.

Materjalid võetud Internetist