Hogyan működik egy mágnes
Hogyan működik a mágnes.
Mitől egyes fémek vonzotta a mágnes? Miért a mágnest nem minden fémet? Miért van az egyik oldalon a mágnes vonzza és taszítja más fém? És mi teszi neodímium fémek, például erős?
Ahhoz, hogy ezekre a kérdésekre válaszolni, akkor először meg kell határozni a leginkább mágnes és megérteni annak elvét. Mágnesek - a test képes vonzani a vas és acél tárgyak és taszítják néhány más hatása miatt a mágneses mezőt. A mágneses erővonalak áthaladnak a déli pólus a mágnes, és kilép az Északi-sarktól. Állandó vagy kemény mágnes folyamatosan megteremti saját mágneses mezőt. Az elektromágnes vagy lágy mágnes generálhat csak a mágneses mezők jelenlétében egy mágneses mező, és csak rövid ideig, még mindig belül tartományban a mágneses mező. Az elektromágnesek mágneses mezőt csak abban az esetben, ha a huzal áthalad a tekercs áram.
Egészen a közelmúltig, az összes mágnesek készült fémes elemek vagy ötvözetek. A kompozíció a mágnes és hogy meghatározza annak kapacitását. Például:
Kerámia mágnesek hasonló használt hűtőszekrények és primitív kísérletek kívül tartalmazhat továbbá kerámia kompozit anyagok vasérc. A legtöbb kerámia mágnesek, más néven vas mágnes nem egy nagy vonzereje.
„Alnico mágnes” ötvözetek alumíniumból, nikkel és kobalt. Ők erősebbek kerámia mágnes, de lényegesen gyengébb, mint néhány ritka elem.
Neodímium mágnesekkel állnak, vas, bór és ritka a természetben a neodímium kapszula.
Mágnesek szamárium kobalt közé tartozik a kobalt és ritka a természetben előforduló elemek szamárium. Az elmúlt néhány évben a tudósok azt is felfedezték, mágneses polimerek, vagy az úgynevezett műanyag mágnes. Néhány ezek közül nagyon rugalmas és képlékeny. Azonban némi munkát csak nagyon alacsony hőmérsékleten, míg mások inkább csak egy nagyon könnyű anyagok, például fém reszelék. De ahhoz, hogy a tulajdonságok egy mágnes, minden egyes ilyen fémek energiára van szükségük.
létrehozása a mágnesek
Sok modern elektronikus eszközök alapján működnek a mágnesek. Alkalmazni mágnes eszközök acélgyártás viszonylag új keletű, mert a mágnesek a természetben létező, nem rendelkezik a szükséges erő a működését a készülék, és csak akkor, ha az emberek képesek arra, hogy azok erősebbek, válnak nélkülözhetetlen eleme a termelés. Vasérc, magnetit fajta, a legerősebb mágnes természetesen előforduló összes. Ő képes vonzani kis tárgyak, mint például a gemkapcsok és konzolok.
Valahol a 12. században, az emberek úgy találták, hogy segítségével a vasérc mágnesezhető vas részecskék -, hogy az emberek kifejlesztettek egy iránytű. Azt is észrevette, hogy ha az állandó mágnes vezeték mentén a vas tűk, mágnesezett tűt történik. Tű húz maga egy észak-déli irányban. Később, a híres tudós William Gilbert kifejtette, hogy a mozgás egy mágnesezett tűt észak-déli irányban annak a ténynek köszönhető, hogy a Föld bolygó nagyon hasonlít egy hatalmas mágnes két pólusa - északi és a déli pólus. Az iránytű nem olyan erős, mint sok állandó mágnesek használt korunkban. De a fizikai folyamat, amely felmágnesezi iránytű és a darab neodímium ötvözet, gyakorlatilag azonos. Minden anyag mikroszkopikus úgynevezett mágneses domének, amelyek része a szerkezet ferromágneses anyagok, mint a vas, kobalt és nikkel. Minden tartomány egy apró, különálló mágnes egy északi és déli pólus. A unmagnetized ferromágneses anyagok mindegyike a északi pólus különböző irányba mutató. Mágneses domének irányul ellentétes irányban, kioltja egymást, így az anyag maga nem termel a mágneses mező.
A mágnesek, másrészt, lényegében az összes vagy legalábbis a legtöbb mágneses domének ugyanabba az irányba. Ehelyett kiegyenlítik egymást, a mikroszkopikus mágneses mezők vannak egymással kombinálva, hogy hozzon létre egy nagy mágneses mezőt. A több domain pont ugyanabba az irányba, annál erősebb a mágneses mező. A mágneses mező az egyes területekre terjed az északi pólus a déli pólus és.
Ez megmagyarázza, hogy miért, ha szünetet egy mágnes félbe, van két kis mágnes északi és a déli pólus. Ez azt is megmagyarázza, hogy miért az ellentétes pólusok vonzzák - elektromos vezetékek származik az északi pólus egy mágnes, és adja meg a déli pólusa a másik, ami a fémek vonzódnak, és kap egy nagy mágnes. Ugyanez az elv jelentkezik taszítás - erővonalait ellenkezõ irányba mozog, és ennek eredményeként az ilyen ütközések mágnesek kezd taszítják egymást.
létrehozása mágnesek
Annak érdekében, hogy a mágnes, akkor csak a „küldés” fém mágneses domének ugyanabba az irányba. Ehhez meg kell mágnesezett fém is. Tekintsük ismét az esetben a tűt: ha a mágnes folyamatosan mozgatjuk egy irányban mentén a tű, van egy igazítási irányát annak minden régiók (tartományok). Azonban lehetőség van arra, hogy összehangolja a mágneses domének más módon, például:
-- Tedd fém az erős mágneses mező az észak-déli irányban. - Mozgás a mágnes egy észak-déli irányú, folyamatosan üti meg egy kalapáccsal, hozzáigazítva a mágneses domének. - Ugorj át a mágnes elektromos áram.
A tudósok arra utalnak, hogy a két e módszerek magyarázata, mint a természetes mágnesek vannak kialakítva a természetben. Más tudósok azt állítják, hogy a mágneses vas válik mágnes csak akkor, amikor a villámcsapás. Megint mások úgy vélik, hogy a vasérc természetben vált mágnes idején is megalakult a Föld és túlélte a mai napig.
A leggyakoribb módszer a termelés mágnesek ma tartják a fém helyet a folyamat egy mágneses mezőt. A mágneses mező körül forog az objektumot, és kezd igazítsa annak minden domének. Ugyanakkor ebben az időeltolódás fordulhat elő egy ilyen összekapcsolt folyamatok, amelyek az úgynevezett hiszterézis. Tény, hogy a domének változtassa meg irányát ugyanabba az irányba, eltarthat néhány percig. Itt van, mi történik a folyamat során a mágneses mezővel forogni kezd, sorakozó mentén észak-déli mágneses erővonalak.
Területek, amelyek küldtek az észak-déli irányban nagyobb lesz, míg a környező területeken kisebb lesz. doménfalakat, határokat a szomszédos tartományok fokozatosan bővült, ezzel is növelve a domain is. Egy nagyon erős mágneses mező, néhány doménfalakat teljesen eltűnnek.
Kiderült, hogy a hatalom a mágnes mennyiségétől függ az alkalmazott erőt megváltoztatni az irányt a tartományokat. Az ereje a mágnesek függ, hogy milyen nehéz volt összehangolni ezeket a tartományokat. Anyagok, amelyek nehezen vonz, megtartják a mágnesesség hosszabb ideig, míg az anyagok, amelyek könnyen mágnesezett, általában bystrorazmagnichivayutsya.
Csökkentse az erő a mágnes, vagy lemágnesezni ez teljesen lehetséges, ha küld egy mágneses mező az ellenkező irányba. Lemágnesezést az anyag is, ha melegítsük fel a Curie-pontja, vagyis, hőmérséklet határ ferroelektromos állam, ahol az anyag kezdi elveszíteni a mágnesesség. Hő demagnetizes anyagot és gerjeszti a mágneses részecskék, megtörve az egyensúlyt a mágneses domének.
szállítása mágnesek
Nagy erős mágnesek használják számos területén az emberi tevékenység - az adatállományok és elektromos áram vezetésére át a vezetékeket. De a fő nehézséget az azokat használó a gyakorlatban hogyan szállítani a mágnesek. Szállítás közben a mágnesek károsíthatja egyéb tárgyak, vagy más tárgyakat károsíthatja őket, mert amit nehéz lesz, vagy szinte lehetetlen használni. Ezen túlmenően, a mágnesek folyamatosan vonzza a különböző ferromágneses törmelék, ahonnan aztán nagyon nehéz, néha veszélyes megszabadulni.
Ezért, amikor szállítása igen nagy mágneseket helyezünk különleges dobozok, vagy egyszerűen csak folytatni ferromágneses anyag, amely termel mágnesek speciális berendezések. Tény, hogy ez a berendezés egy egyszerű elektromágnes.
Miért mágnesek „bot” egymással?
Az órákat a fizika akkor valószínűleg tudja, hogy amikor az elektromos áram áthalad a vezeték, akkor létrehoz egy mágneses mezőt. Az állandó mágnes a mágneses mező által létrehozott mozgását elektromos töltés. Azonban a mágneses mező a mágnes van kialakítva nem azért, mert a jelenlegi forgalom a drót, és a mozgás az elektronok.
Sokan azt hiszik, hogy az elektronok apró részecskék keringenek a atommag, mint a bolygók keringenek a nap körül. De hogyan lehet megmagyarázni a kvantumfizika, a mozgás az elektronok sokkal bonyolultabb ennél. Először, elektronok töltse az orbitális rakovinoobraznye atommal, ahol úgy viselkednek, mint a részecskék és a hullámok. Az elektronok a töltés és tömeg, és különböző irányba mozdul el.
Bár az atom, elektronok nem hosszú utat, mint a mozgás elég ahhoz, hogy hozzon létre egy apró mágneses mezőt. És mivel a páros mozgó elektronok ellentétes irányban, a mágneses mezők kioltják egymást. A atomok a ferromágneses elemek, megfordítva, elektronok párosítva és mozog ugyanabban az irányban. Például, a vas van annyi, mint négy páratlan elektronnal, ami mozog ugyanabban az irányban. Mert nem ellenállni a mezőket, ezek az elektronok van egy orbitális mágneses momentuma. A mágneses pillanatban - vektor, amelynek nagysága és iránya.
A fémek, mint a vas orbitális mágneses momentuma okoz a szomszédos atomok összehangolni mentén észak-déli elektromos vezetékek. Vas, valamint egyéb ferromágneses anyagok kristályszerkezete. Ahogy lehűlni után az öntési eljárás, egy csoport atomok forgástengelyével párhuzamos pályán sorban belül a kristályszerkezet. Mivel a mágneses domének vannak kialakítva.
Lehet, hogy észrevette, hogy az anyagokat, amelyekből hogy jó mágnesek is képesek vonzani mágnesek magukat. Ez azért van, mert a mágnesek vonzzák anyagot párosítatlan elektronnal, amelyek forognak ugyanabban az irányban. Más szóval, a minőség, amely átalakítja a fém-fém mágnes is vonzza a mágnes. Sok más elemek - diamágnesesek - állnak párosítatlan alkilcsoport, amely mágneses teret hoznak létre, enyhén taszító mágnes. Számos anyag nem lépnek kölcsönhatásba a mágnesek.
Mérése a mágneses mező
Mérjük meg a mágneses mező lehet speciális szerszámok, pl fluxmeter. Leírni többféleképpen - A mágneses erővonalak mérik Weber (WB). Az elektromágneses áramlási rendszerek ezt összehasonlítjuk az aktuális.
-- Az erőssége a területen, illetve a térerősség mért Tesla (T), vagy egy mértékegység Gauss (G). Egy tesla egyenlő 10.000 gauss.
A térerő is mérhető Webers négyzetméterenként. - A mágneses mezőt mérik amper per méter vagy oersteds.
Tévhitek a mágnes
A mágnesek szembe kell néznünk minden nap. Ezek például a számítógépek: merevlemez rögzíti az összes információt egy mágnes, és a mágnesek használják számos számítógép-monitorok. Mágnesek is szerves része egy televíziós katódsugárcső, hangszóró, mikrofon, generátorok, transzformátorok, motorok, szalag, iránytű és autóipari sebességmérők. Mágnesek meglepő tulajdonságokkal rendelkezik. Ezek áramot indukálnak a vezetékeket, ami a motor forgását. Kellően erős mágneses mező vegye fel a kis tárgyak, vagy akár kis állatok. Maglev vonat nagy sebességgel dolgozzon csak a mágneses sokk. Szerint a Wired magazin, egyesek még tesz egy apró neodímium mágnesekkel az ujjak meghatározása érdekében az elektromágneses mezőt.
Mágneses rezonancia kijelző működő készülékek miatt a mágneses mező lehetővé teszi az orvos megvizsgálja betegek belső szerveket. Emellett az orvosok használni egy elektromágneses impulzus mező-e a megfelelő biztosíték törött csontok az ütközés után. Ilyen egy elektromágneses mező által használt űrhajósok, akik hosszú ideig vannak a súlytalanság állapotában, annak érdekében, hogy megakadályozzák izomhúzódás és csonttörés.
A mágneseket is használják az állatorvosi gyakorlatban az állatok kezelésére. Például, tehenek gyakran szenvednek traumatikus retikuloperikarditisom e komplex betegség, amely fejleszti ezekben az állatokban, amelyek gyakran együtt a takarmány nyelje kis fém tárgyak, amelyek károsíthatják a bélés a gyomor, a tüdő, vagy a szív az állat. Ezért gyakran etetés előtt tehenek tapasztalt gazdák egy mágnes tisztítani az élelmiszer kis-, nem ehető. Azonban, ha a tehén a lenyelt káros fémek, a mágnes, hogy ez az étel. Hosszú, vékony AlNiCo mágnesek, az úgynevezett „kergemarha mágnesek” vonzza az összes fém, és nem teszi lehetővé számukra, hogy árt a gyomor, a tehén. Ilyen mágnesek valóban segít gyógyítani a beteg állattal, de jobb, hogy gondoskodjon arról, hogy a tehén az élelmiszer nem ártalmas elemeket esett. Ahogy az emberek, ők ellenjavallt nyelés mágnesek, mert ezek voltak a különböző testrészek, továbbra is vonzza, ami oda vezethet, hogy érelzáródás áramlását és a pusztítás a lágy szövetekben. Ezért, ha egy személy lenyel egy mágnest, akkor szüksége van a műtét.
Egyesek úgy vélik, hogy a mágneses terápia - a jövőben a gyógyszert, mert ez az egyik legegyszerűbb, de hatékony számos betegség kezelését. Sokan már látott a gyakorlatban a mágneses mezőben. Mágneses karkötő, nyaklánc, párnák és sok más hasonló termékek jobbak tabletták kezelésére számos betegség - ízületi gyulladásban a rák. Egyes orvosok úgy vélik, hogy egy pohár mágnesezett vízzel, mint a megelőző intézkedés megszünteti az előfordulása legkellemetlenebb betegségek. Amerikában minden évben a mágneses terápia fordított mintegy 500 millió dollárt, és az emberek szerte a világon, hogy ez a kezelés töltenek átlagosan $ 5 milliárd.
Hívei mágneses terápia eltérően értelmezik a hasznosságát ez a kezelési módszer. Egyesek azt mondják, hogy a mágnes vonzana a vasat tartalmazott hemoglobin a vérben, ezáltal javítva a keringést. Mások biztosítják, hogy a mágneses mező valahogy megváltoztatja a szerkezetét a szomszédos sejteket. De ugyanakkor, a tudományos kutatás nem igazolta, hogy a használata a statikus mágnesek enyhíti az emberi fájdalom vagy a betegség gyógyítására.
Néhány támogatói is kínálnak minden ember használja mágnesek víztisztítás az otthonokban. Mint mondják magukat a gyártók, nagy mágnesek tudja megtisztítani enyhén sós vízben annak a ténynek köszönhető, hogy törölje az összes káros ferromágneses ötvözetek. Azonban a tudósok azt mondják, hogy a kemény víz nem ferromágneses. Sőt, a használata két mágnes gyakorlatilag nem mutatott változást a víz összetételét.
De még annak ellenére, hogy a mágnesek nem valószínű, hogy egy gyógyító hatása, de még mindig érdemes megvizsgálni. Ki tudja, talán a jövőben még felfedhetik előnyös tulajdonságait mágnesek.