Hva er en magnet og et magnetfelt? Permanente magneter. Magnet - hva er det

Det er to hovedtyper av magneter: permanente og elektromagneter. Du kan bestemme hva en permanent magnet er basert på hovedegenskapene. En permanent magnet har fått navnet sitt fordi magnetismen alltid er "på". Den genererer sitt eget magnetfelt, i motsetning til en elektromagnet, som er laget av tråd viklet rundt en jernkjerne og krever strøm for å lage magnetfelt.

Historie om studiet av magnetiske egenskaper

For århundrer siden oppdaget folk at noen typer steiner ha originale funksjoner: tiltrukket av jerngjenstander. Omtale av magnetitt finnes i antikken historiske kronikker: for mer enn to tusen år siden i europeisk og mye tidligere i østasiatisk. Først ble det sett på som et merkelig objekt.

Senere ble magnetitt brukt til navigasjon, og fant ut at den har en tendens til å innta en bestemt posisjon når den fikk friheten til å rotere. Vitenskapelig forskning utført av P. Peregrine på 1200-tallet, viste at stål kunne få disse egenskapene etter å ha blitt gnidd med magnetitt.

Magnetiserte objekter hadde to poler: "nord" og "sør", i forhold til jordens magnetfelt. Som Peregrine oppdaget, var det ikke mulig å isolere en av polene ved å kutte et fragment av magnetitt i to - hvert enkelt fragment endte opp med sitt eget polpar.

I samsvar med dagens konsepter er magnetfeltet til permanente magneter den resulterende orienteringen av elektroner i en enkelt retning. Bare noen typer materialer samhandler med magnetiske felt, et mye mindre antall av dem er i stand til å opprettholde en konstant MF.

Egenskaper til permanente magneter

Hovedegenskapene til permanente magneter og feltet de skaper er:

eksistensen av to poler;
motsatte poler tiltrekker seg, og like poler frastøter (som positive og negative ladninger);
magnetisk kraft sprer seg umerkelig i rommet og passerer gjennom gjenstander (papir, tre);
En økning i MF-intensitet observeres nær polene.

Permanente magneter støtte parlamentsmedlemmer uten ekstern bistand. Avhengig av deres magnetiske egenskaper er materialer delt inn i hovedtyper:

ferromagneter – lett magnetisert;
paramagnetiske materialer - magnetisert med store vanskeligheter;
Diamagneter - har en tendens til å reflektere eksterne magnetiske felt ved å magnetisere i motsatt retning.

Viktig! Myke magnetiske materialer som stål leder magnetisme når de er festet til en magnet, men dette stopper når den fjernes. Permanente magneter er laget av harde magnetiske materialer.

Hvordan fungerer en permanent magnet?

Hans arbeid er knyttet til Atomstruktur. Alle ferromagneter skaper et naturlig, om enn svakt, magnetfelt, takket være elektronene som omgir atomkjernene. Disse gruppene av atomer er i stand til å orientere seg i samme retning og kalles magnetiske domener. Hvert domene har to poler: nord og sør. Når et ferromagnetisk materiale ikke er magnetisert, er dets områder orientert i tilfeldige retninger, og deres magnetiske felt opphever hverandre.

For å lage permanente magneter varmes ferromagneter opp ved svært høye temperaturer og utsettes for sterke eksterne magnetiske felt. Dette fører til det faktum at individuelle magnetiske domener inne i materialet begynner å orientere seg i retning av det eksterne magnetfeltet inntil alle domener er justert, og når punktet for magnetisk metning. Materialet blir deretter avkjølt og de justerte domenene låses på plass. Etter fjerning av den eksterne MF, vil magnetisk harde materialer beholde mest deres domener, og skaper en permanent magnet.

Karakteristikk av permanent magnet

Magnetisk kraft er preget av gjenværende magnetisk induksjon. Utpekt Br. Dette er kraften som gjenstår etter forsvinningen av den eksterne MP. Målt i tester (T) eller gauss (G);
Koercitivitet eller motstand mot avmagnetisering - Ns. Målt i A/m. Viser hva den eksterne MF-intensiteten bør være for å avmagnetisere materialet;
Maksimal energi – BHmax. Beregnes ved å multiplisere den remanente magnetiske kraften Br og koerciviteten Hc. Målt i MGSE (megaussersted);
Temperaturkoeffisient for gjenværende magnetisk kraft – Тс av Br. Karakteriserer Br avhengigheten av temperaturverdien;
Tmax – høyeste verdi temperatur hvor permanente magneter mister egenskapene sine med mulighet for omvendt gjenoppretting;
Tcur er den høyeste temperaturverdien der det magnetiske materialet irreversibelt mister sine egenskaper. Denne indikatoren kalles Curie-temperaturen.

Individuelle magnetkarakteristikker endres avhengig av temperatur. På forskjellige betydninger temperatur forskjellige typer magnetiske materialer jobbe annerledes.

Viktig! Alle permanente magneter mister en prosentandel av magnetismen når temperaturen stiger, men med i forskjellige hastigheter avhengig av deres type.

Typer permanente magneter

Det er fem typer permanentmagneter, som hver er produsert forskjellig ved bruk av materialer med forskjellige egenskaper:

alnico;
ferritter;
sjeldne jordarter SmCo basert på kobolt og samarium;
neodym;
polymer.

Alnico

Dette er permanentmagneter som hovedsakelig består av en kombinasjon av aluminium, nikkel og kobolt, men kan også inneholde kobber, jern og titan. På grunn av egenskapene til alnico-magneter kan de operere ved de høyeste temperaturene mens de beholder magnetismen, men de avmagnetiserer lettere enn ferritt eller SmCo av sjeldne jordarter. De var de første masseproduserte permanentmagnetene, og erstattet magnetiserte metaller og dyre elektromagneter.

Applikasjon:

elektriske motorer;
varmebehandling;
lagrene;
romfart kjøretøy;
militært utstyr;
høytemperatur lasting og lossing utstyr;
mikrofoner.

Ferritter

For å lage ferrittmagneter, også kjent som keramikk, brukes strontiumkarbonat og jernoksid i forholdet 10/90. Begge materialene er rikelig og økonomisk tilgjengelige.

På grunn av deres lave produksjonskostnader, motstand mot varme (opptil 250°C) og korrosjon, er ferrittmagneter en av de mest populære magnetene for daglig bruk. De har større indre tvangsevne enn alnico, men mindre magnetisk styrke enn deres neodym-motstykker.

Applikasjon:

lyd høyttalere;
sikkerhetssystemer;
store platemagneter for å fjerne jernforurensning fra prosesslinjer;
elektriske motorer og generatorer;
medisinske instrumenter;
løfte magneter;
marine søkemagneter;
enheter basert på drift av virvelstrømmer;
brytere og releer;
bremser

Rare Earth SmCo-magneter

Magneter laget av kobolt og samarium opererer i et bredt temperaturområde og har høy temperaturkoeffisienter og høy korrosjonsbestandighet. Denne visningen sparer magnetiske egenskaper selv ved temperaturer under absolutt null, noe som gjør dem populære for bruk i kryogene applikasjoner.

Applikasjon:

turbo teknologi;
pumpe koblinger;
våte miljøer;
høy temperatur enheter;
miniatyr elektriske racerbiler;
radioelektroniske enheter for drift under kritiske forhold.

Neodym magneter

Den sterkeste eksisterende magneter, bestående av en legering av neodym, jern og bor. Takket være deres enorme kraft er selv miniatyrmagneter effektive. Dette gir allsidig bruk. Hver person er konstant i nærheten av en av neodymmagnetene. De er for eksempel i en smarttelefon. Produksjonen av elektriske motorer, medisinsk utstyr og radioelektronikk er avhengig av ultrasterke neodymmagneter. På grunn av deres ultrastyrke, enorme magnetiske kraft og motstand mot avmagnetisering, er prøver opptil 1 mm mulig.

Applikasjon:

harddisker;
lydgjengivelsesenheter – mikrofoner, akustiske sensorer, hodetelefoner, høyttalere;
proteser;
magnetisk koblede pumper;
dørlukkere;
motorer og generatorer;
låser på smykker;
MR-skannere;
magnetisk terapi;
ABS-sensorer i biler;
løfteutstyr;
magnetiske separatorer;
sivbrytere osv.

Fleksible magneter inneholder magnetiske partikler inne i et polymerbindemiddel. Brukes til unike enheter hvor installasjon av solide analoger er umulig.

Applikasjon:

displayreklame – rask fiksering og rask fjerning på utstillinger og arrangementer;
tegn Kjøretøy, pedagogiske skolepaneler, firmalogoer;
leker, puslespill og spill;
maskeringsflater for maling;
kalendere og magnetiske bokmerker;
vindu- og dørpakninger.

De fleste permanente magneter er skjøre og bør ikke brukes som strukturelle elementer. De er produsert i standardskjemaer: ringer, stenger, skiver, og individuelle: trapeser, buer osv. Neodymmagneter pga. høyt innhold jern er utsatt for korrosjon, så de er belagt på toppen med nikkel, rustfritt stål, teflon, titan, gummi og andre materialer.

Video

Selv i gamle tider oppdaget folk unike egenskaper visse steiner - tiltrekker metall. I våre dager møter vi ofte gjenstander som har disse egenskapene. Hva er en magnet? Hva er hans styrke? Vi vil snakke om dette i denne artikkelen.

Et eksempel på en midlertidig magnet er binders, knapper, spiker, en kniv og andre husholdningsartikler laget av jern. Styrken deres ligger i at de tiltrekkes av en permanent magnet, og når magnetfeltet forsvinner, mister de egenskapene sine.

Feltet til en elektromagnet kan styres ved hjelp av elektrisk strøm. Hvordan skjer dette? En ledning viklet i svinger på en jernkjerne endrer styrken på magnetfeltet og dets polaritet når en strøm tilføres og endres.

Typer permanente magneter

Ferrittmagneter er de mest kjente og aktivt brukt i hverdagen. Dette sorte materialet kan brukes som festemidler ulike gjenstander for eksempel for plakater, for veggplater som brukes på kontor eller skole. De mister ikke sine attraktive egenskaper ved temperaturer som ikke er lavere enn 250 o C.

Alnico er en magnet som består av en legering av aluminium, nikkel og kobolt. Dette ga navnet sitt. Det er svært motstandsdyktig mot høye temperaturer og kan brukes ved 550 o C. Materialet er lett, men mister fullstendig egenskapene når det utsettes for et sterkere magnetfelt. Hovedsakelig brukt i den vitenskapelige industrien.

Samarium magnetiske legeringer er materialer med høy ytelse. Påliteligheten til egenskapene gjør at materialet kan brukes i militær utvikling. Den er motstandsdyktig mot aggressivt miljø, høy temperatur, oksidasjon og korrosjon.

Hva har skjedd Neodymmagnet? Det er den mest populære legeringen av jern, bor og neodym. Den kalles også en supermagnet, da den har et kraftig magnetfelt med høy tvangskraft. Ved å observere visse forhold under drift, kan en neodymmagnet beholde sine egenskaper i 100 år.

Bruk av neodymmagneter

Det er verdt å se nærmere på hva en neodymmagnet er? Dette er et materiale som er i stand til å registrere forbruket av vann, elektrisitet og gass i meter, og ikke bare. Denne typen magnet tilhører permanente og sjeldne jordartsmaterialer. Den er motstandsdyktig mot felt av andre legeringer og er ikke utsatt for avmagnetisering.

Neodymprodukter brukes i medisinsk og industriell industri. Også under hjemlige forhold brukes de til å feste gardiner, dekorative elementer og suvenirer. De brukes i søkeinstrumenter og elektronikk.

For å forlenge levetiden er magneter av denne typen belagt med sink eller nikkel. I det første tilfellet er sprøyting mer pålitelig, da det er motstandsdyktig mot aggressive midler og tåler temperaturer over 100 o C. Magnetens styrke avhenger av dens form, størrelse og mengden neodym som er inkludert i legeringen.

Bruk av ferrittmagneter

Ferritter regnes som de mest populære magnetene blant permanente arter. Takket være strontium som er inkludert i sammensetningen, korroderer ikke materialet. Så hva er det - ferrittmagnet? Hvor brukes den? Denne legeringen er ganske skjør. Derfor kalles det også keramikk. Ferrittmagneter brukes i bil- og industriapplikasjoner. Brukt i ulike teknikker og elektriske apparater, samt husholdningsinstallasjoner, generatorer og akustiske systemer. I bilproduksjon brukes magneter i kjølesystemer, vindusløftere og vifter.

Formålet med ferritt er å beskytte utstyr mot ytre forstyrrelser og forhindre skade på signalet som mottas via kabelen. Takket være dette brukes de i produksjon av navigatorer, monitorer, printere og annet utstyr hvor det er viktig å få et rent signal eller bilde.

Magnetoterapi

En prosedyre kalt magnetisk terapi brukes ofte og utføres i medisinske formål. Handlingen til denne metoden er å påvirke pasientens kropp ved hjelp av magnetiske felt under lavfrekvent veksel eller DC. Denne behandlingsmetoden hjelper med å bli kvitt mange sykdommer, lindre smerte, styrke immunforsvar, forbedre blodstrømmen.

Det antas at sykdommer er forårsaket av forstyrrelser i det menneskelige magnetfeltet. Takket være fysioterapi går kroppen tilbake til det normale og generell tilstand forbedrer seg.

Fra denne artikkelen lærte du hva en magnet er, og studerte også dens egenskaper og bruksområder.

De magnetiske egenskapene til alle andre magneter skyldes de magnetiske momentene til elektronene inne i dem. Fra kvantefeltteoriens synspunkt bæres den elektromagnetiske interaksjonen av et masseløst boson - et foton (en partikkel som kan representeres som en kvanteeksitasjon av det elektromagnetiske feltet).

Weber - magnetisk fluks, når den synker til null, passerer en mengde elektrisitet på 1 coulomb gjennom kretsen koblet til den med en motstand på 1 ohm.

Henry - internasjonal enhet induktans og gjensidig induksjon. Hvis en leder har en induktans på 1 H og strømmen i den varierer jevnt med 1 A per sekund, induseres en emk på 1 volt i endene. 1 henry = 1,00052 10 9 absolutte elektromagnetiske induktansenheter.

Tesla- måleenhet for magnetfeltinduksjon i SI, numerisk lik induksjon et slikt ensartet magnetfelt der per 1 meter lengde av en rett leder, vinkelrett på vektoren magnetisk induksjon, med en strøm på 1 ampere virker en kraft på 1 newton.

Bruk av magneter

Magnetiske lagringsmedier: VHS-kassetter inneholder spoler med magnetbånd. Video- og lydinformasjon er kodet på et magnetisk belegg på båndet. Også på datamaskindisketter og harddisker registreres data på et tynt magnetisk belegg. Lagringsmedier er imidlertid ikke magneter i streng forstand, siden de ikke tiltrekker seg gjenstander. Magnetene i harddisker brukes i driv- og posisjoneringsmotorer.
Kreditt-, debet- og minibankkort har alle en magnetstripe på den ene siden. Dette båndet koder for informasjonen som trengs for å koble til finansinstitusjon og koblinger til kontoene deres.
Konvensjonelle TV-er og dataskjermer: TV-er og dataskjermer som inneholder et katodestrålerør bruker en elektromagnet til å kontrollere en elektronstråle og danne et bilde på skjermen. Plasmapaneler og LCD-skjermer bruker forskjellige teknologier.
Høyttalere og mikrofoner: De fleste høyttalere bruker en permanent magnet og en strømspole for konvertering elektrisk energi(signal) til mekanisk energi (bevegelsen som skaper lyd). Viklingen er viklet på en spole, festet til diffusoren og strømmer gjennom den vekselstrøm, som samhandler med feltet til en permanent magnet.
Et annet eksempel på bruk av permanente magneter i lydteknikk er i pickuphodet til en elektrofon og i de enkleste båndopptakere som et økonomisk slettehode.

Magnetisering

Avmagnetisering

Noen ganger blir magnetisering av materialer uønsket, og det blir nødvendig å avmagnetisere dem. Avmagnetisering av materialer oppnås på forskjellige måter:

oppvarming av en magnet over Curie-temperaturen fører alltid til avmagnetisering;
Et kraftig slag mot magneten med en hammer, eller rett og slett et kraftig slag, fører til avmagnetisering.
plasser en magnet i et vekslende magnetfelt som overstiger tvangskraften til materialet, og deretter gradvis redusere effekten av magnetfeltet eller fjerne magneten fra det.

Sistnevnte metode brukes i industrien for å avmagnetisere instrumenter, harddisker, slette informasjon på magnetkort og så videre.

Delvis avmagnetisering av materialer oppstår som et resultat av støt, siden en skarp mekanisk påvirkning fører til domeneforstyrrelse.

se også

	Portal

Hva er en magnet? Typer magneter. Et magnetfelt. En magnet er en kropp som kan tiltrekke seg jern. Eller: en magnet er en gjenstand laget av et bestemt materiale som lager et magnetfelt.

Magnet - hva er det?

Magneter består av millioner av molekyler ordnet i grupper kalt domener. Hvert domene oppfører seg som en mineralmagnet, og har en nord- og sydpol. Når domenene har samme orientering, kombineres styrken deres for å danne en større magnet. Jern har mange domener som kan orienteres i én retning, dvs. magnetisere. Domener i plast, gummi, tre og andre materialer er i en uordnet tilstand, deres magnetiske felt er flerveis, og derfor kan disse materialene ikke magnetiseres.

Hver magnet har minst en "nord" (N) og en "sør" (S) pol. Forskere var enige om at magnetfeltlinjene kommer ut av den "nordlige" enden av magneten og går inn i den "sørlige" enden av magneten.

Hvis du tar en magnetbit og bryter den i to deler, vil hver brikke igjen ha en "nord" og en "sør" pol. Hvis du igjen bryter det resulterende stykket i to deler, vil hver del igjen ha en "nord" og en "sør" pol. Det spiller ingen rolle hvor små de resulterende magnetene er, hver del vil alltid ha en "nord" og en "sør" pol. Det er umulig å få det til å forme seg magnetisk monopol("mono" betyr én, monopol betyr én pol), det vil si en brikke med én pol.

Typer magneter

Det er tre hovedtyper av magneter:

permanente (naturlige) magneter;
midlertidige magneter;
elektromagneter.

Naturlige magneter, kalt magnetisk malm, dannes når malm som inneholder jern eller jernoksider avkjøles og magnetiseres av jordmagnetisme. Permanente magneter har et magnetfelt i fravær av elektrisk strøm fordi deres domener er konstant orientert i samme retning.

Midlertidige magneter er magneter som fungerer som permanente magneter kun når de er i et sterkt magnetfelt og mister magnetismen når magnetfeltet forsvinner. Eksempler inkluderer binders og spiker, samt andre "myke" jernprodukter.

Elektromagneter har en metallkjerne med induksjonsspole, som den går langs elektrisitet.

Hva er et magnetfelt?

Et magnetfelt er området rundt en magnet der magnetens innflytelse på eksterne objekter merkes.

Menneskelige sanser kan ikke se magnetfeltet, men hjelpemidler beviser at magnetfeltet eksisterer.

Dryss jernspåner på papiret og legg en magnetstang i midten av papiret. Brikkene vil bevege seg, og danner buer rundt polene til magneten. Mønsteret som brikkene danner er et mønster av linjer i magnetfeltet til magnetstangen.

Jorden vår er omgitt av et magnetfelt. Slik har det alltid vært, i hvert fall siden jordens opprinnelse. Og alt som er på jorden, inkludert mennesker, dyr og planter, er utsatt for usynlig strømledninger dette jordet. Men samtidig har menneskekroppen sitt eget magnetfelt, som oppstår som et resultat av blodstrømmen gjennom karene. I forskjellige organer det kan variere. I en sunn kropp og normale forhold det er fullstendig korrespondanse og interaksjon av eksterne og interne magnetiske felt.

Magnetisme er like nødvendig for alt levende som vann, luft, mat eller sollys. Dens innvirkning på terrestrisk magnetisme gjengir solen.

15.04.2017 18:46 1875

Hva er en magnet og hvorfor trengs den?

Hjemme hos deg, på kjøleskapsdøren, har du sannsynligvis vakre bilder som kalles magneter. Hvorfor heter de det? Det stemmer, for de holdes på kjøleskapet av en magnet som er festet på baksiden.

Men magneten brukes ikke bare til å feste bilder til kjøleskapet. Interessert i å vite hva mer? Vi skal fortelle deg om det. Men først, la oss snakke om hva en magnet faktisk er.

Dens mest kjente egenskap er evnen til å tiltrekke metallgjenstander til seg selv - binders, spiker, nåler og i utgangspunktet alt, det viktigste er at det er laget av metall. Dette skjer ved hjelp av en kraft som kalles magnetisme.

Hver magnet har to ender kalt nord- og sørpoler. Nordpolen til den ene magneten tiltrekker seg sørpolen til den andre og deretter blir begge magnetisert. Forresten, vår planet Jorden er også en gigantisk magnet, som har to poler, som er plassert på toppen og bunnen av planeten.

Det er tre hovedtyper av magneter - permanente; midlertidig; og elektromagneter. Du vil sikkert spørre hvor de kommer fra?

Permanente magneter er laget av naturlige materialer som jern, keramikk, kobolt, etc.

Midlertidige magneter er de som har sine magnetiske (tiltrekkende) egenskaper kun i nærheten av permanente magneter. Dermed kan alle metallgjenstander betraktes som midlertidige magneter - saks, binders, pinner, etc.

En elektromagnet er en spole som en metalltråd er tett viklet på. En slik magnet fungerer bare hvis en elektrisk strøm går gjennom en ledning viklet på en spole og gir den magnetiske, attraktive egenskaper.

Tiltrekningskraften til en elektromagnet avhenger av endringer i størrelsen og retningen til den elektriske strømmen som går gjennom ledningen. Det vil si at jo kraftigere strømmen er sterkere magnet tiltrekker seg. En elektromagnet kan imidlertid bare fungere hvis elektrisitet er tilkoblet. Når strømmen er slått av, mister den strømmen.

Magneter er en veldig nyttig ting. For eksempel er de nødvendige for å sikre at dørene til kjøleskapene våre lukkes tett. Eller for å samle nåler spredt på gulvet uten å bli hull.

Og enorme magneter brukes i ulike fabrikker. De er festet til en kran og takket være dette flyttes tungmetalldeler.

Kompassnålen er også en liten magnet, så den peker alltid i retningen Nordpolen. Ved hjelp av et kompass finner folk veien til alle deler av jorden. De brukes ikke bare på bakken, men også på fly og skip.

For å forstå hvordan de fungerer magnetiske poler, kan du utføre et enkelt eksperiment: ta to magneter i hendene og prøv å presse dem mot hverandre.

Ulike poler (nord og sør) tiltrekker hverandre. Og de samme (nord og nord eller sør og sør) frastøter hverandre. Du vil føle dette når du begynner å bringe magnetene nærmere hverandre.

Også hjemme kan du utføre et annet interessant eksperiment kalt "Flytende kompass". For å gjøre dette, ta (eller rettere sagt spør moren din) en vanlig synål og magnetiser den.

Hvordan gjøre det? For å gi en nål egenskapene til en magnet, må du føre en magnet over den omtrent 50 ganger i samme retning. Etter dette, stikk en nål inn i et stykke kork. Legg korken i en bolle med vann.

Det er alt. Når nålen roer seg, vil du se at den alltid er rettet bare i én retning - mot nord.