Как устроен постоянный магнит — блог Мира Магнитов
Постоянные магниты широко используются во многих отраслях промышленной и хозяйственной деятельности, а также в быту, но при этом немногие знают, как устроен магнит и чем объясняются его свойства. В частности, чем вызвана способность тех или иных материалов притягивать к себе металлические объекты, например металлические шайбы для магнитов. Для объяснения этого эффекта необходимо сделать небольшой экскурс в электрофизику, а также в природу силовых полей – особого вида материи.Устройство магнита
Магнитное поле формируется вокруг движущихся элементарных частиц – электронов и ионов. Таким образом, самым простым и маленьким магнитом является электрон, представляющий собой неотъемлемый элемент атомов любых веществ. Именно от его магнитных моментов и зависят свойства того или иного материала. У большинства веществ внутренние векторы магнитного поля атомов, формируемые хаотичными орбитами электронов, нейтрализуют друг друга. Но если в кристаллической структуре твердого вещества направленность магнитных полей совпадает, то такой объект обладает однонаправленным магнитным полем. Ярким примером природного магнита является осколок железной руды, которые может притягивать небольшие железные предметы с близкого расстояния. Гигантским естественным магнитом является наша планета, которая имеет собственное магнитное поле.Устройство постоянного магнита
Магнитный эффект известен человечеству с древнейших времен, но до изобретения электричества его природа оставалась для человечества загадкой. Зато после обнаружения связи между электричеством и магнетизмом появился электромагнит, а следом за ним и постоянный магнит. Ученые поняли, что для придания материалу магнитных свойств, необходимо перестроить его внутренние поля в одном направлении и сохранить их в этом положении. Впоследствии выяснилось, что для этого подходят далеко не все вещества, а только ферромагнетики – железо, кобальт, никель и многие редкоземельные элементы. Чтобы понять, как устроен постоянный магнит, представьте себе тело в виде стержня, полосы или шайбы, которого прошло особую термическую обработку и было намагничено внешним магнитным полем до насыщения. Такая технология позволяет создать однонаправленное магнитное поле путем обеспечения необходимого положения молекул. Характеристики итогового изделия в первую очередь зависят от особенностей используемых сплавов. В настоящий момент самыми сильными показателями сцепления обладают редкоземельные супермагниты на основе соединения неодима, железа и бора. Различные части постоянных магнитов по-разному притягивают металлические объекты. Максимальная сила сцепления характерна для полюсов. В средней части магнита напряжение практически отсутствует, из-за чего ее называют нейтральной зоной. Магниты в виде подковы или полосовые магниты всегда имеют два полюса и нейтральную зону между ними. При необходимости стальной объект можно намагнитить так, чтобы получить 4, 6, 8 и более полюсов (допустимо только четное количество) с нейтральными зонами между ними.«Как действует магнит?» – Яндекс.Кью
Как и многие другие физические явления, магнетизм вызван движением электронов. Все предметы состоят из атомов, а атомы, в свою очередь, — из ядра и электронов, которые вращаются вокруг ядра. Электроны заряжены отрицательно, поэтому при вращении каждый электрон создаёт магнитное поле. Когда электрон вращается по часовой стрелке, его магнитное поле направлено вверх, когда против часовой, — вниз.
Если электроны не «общаются» между собой, то каждый электрон самостоятельно решает, в какую сторону ему вращаться. В итоге половина электронов вращается в одну сторону, а вторая половина, — в другую. Тогда количество магнитных полей, направленных верх, равно количеству полей, направленных вниз. В результате магнитного поля нет.
Но если электронам по какой-то причине выгодно «договоритсья», они начинают вращаться в одну сторону, и возникает сильное магнитное поле. Камень, электроны которого смогли «договориться» между собой, называется магнитом. Это название произошло от названия города Магнезия, рядом с которым в древности добывали магниты.
Та сторона камня, из которой магнитное поле «смотрит» наружу, называется северным полюсом магнита. Противоположная — южным. Поэтому сделать магнит с одним полюсом не получится, как не получится сделать какую бы то ни было вещь, у которой есть верх, но нет низа.
Когда рядом находятся два магнита, они стремятся направить свои магнитные поля в одну и ту же сторону и усилить друг друга. Поэтому южный полюс одного магнита поворачивается к северному полюсу другого и притягивается к нему. Если же рядом оказываются два северных или два южных полюса разных магнитов, это значит, что магнитные поля направлены в противоположные стороны. Магнитам это «не нравится», и они отталкиваются друг от друга.
В некоторых веществах (например, в железе) электроны могли бы «договориться», но не могут определиться, вращаться им всем вместе в ту или в другую сторону. Но когда железка оказывается рядом с магнитом, электроны воспринимают его магнитное поле как «знак свыше» и «договариваются» вращаться так, чтобы создать такое же магнитное поле. Таким образом, любая железка рядом с магнитом сама становится магнитом и усиливает магнитное поле. Правда, стоит убрать магнит, как намагнитившаяся было железка почти полностью размагнитится.
Пока рядом с железкой находится магнит, они ведут себя как два магнита. Поскольку железка была намагничена этим магнитом, их магнитные поля параллельны, а значит, железо и магнит будут притягиваться. Кстати, многие вещества не притягиваются к магнитам, а отталкиваются от них и даже могут левитировать над магнитами.
Как работают магниты?
Магниты имеют магнитные поля, которые притягивают предметы, содержащие железо. Например, некоторые из веществ, которые притягиваются к магнитам, включают железо, никель и сталь. Магниты используются для самых разных целей: от прикрепления предметов к дверям холодильников и создания компасов до быстрых поездок на американских горках и преобразования механической энергии в электрическую. Они даже используются в некоторых игрушках.
Понимание того, как работают магниты, означает выяснение динамики магнитного поля. Рассмотрим пространство, которое окружает магнит. Это пространство занято магнитной силой и называется магнитным полем. Если магнит находится внутри этого поля, на него будут воздействовать магнитные силы.
Магнитное поле создается в результате движущихся зарядов. Хорошим примером этого является электрический ток, который течет через провод. Когда это происходит, через провод движутся отрицательно заряженные субатомные частицы, называемые электронами. Когда эти заряды движутся, вокруг провода формируется магнитное поле. Точно так же магнитное поле магнита создается движением электронов.
Магнитное поле магнита либо притягивает, либо отталкивает определенные металлы, а также другие магниты. Магнит имеет два конца, которые называются полюсами. Один полюс называется севером, а другой — югом. Чтобы притянуть магниты друг к другу, вы должны расположить противоположные концы двух магнитов рядом друг с другом. Размещение одинаковых концов двух магнитов рядом друг с другом вызывает противоположное; два магнита отталкивают друг друга.
Интересно, что Земля имеет естественное магнитное поле в своем ядре. Если вы посмотрите на компас, вы заметите, что одна сторона помечена буквой «N» и обращена к северному магнитному полюсу Земли. Таким образом, эта часть компаса называется полюсом, ищущим север. Однако северный магнитный полюс Земли не следует путать с северным полюсом. Северный полюс расположен в сотнях миль от северного полюса.
Хотя большинство людей знакомы с простыми магнитами на холодильник, есть много других типов магнитов. Они подразделяются на постоянные, временные и электромагнитные. Постоянные магниты сохраняют свои магнитные свойства в течение длительного периода времени, в то время как временные магниты быстрее теряют свой магнетизм. С другой стороны, электромагнит — это тот, который создается с помощью электричества. Его сила может быть изменена в зависимости от электрического тока, который проходит через него.
ДРУГИЕ ЯЗЫКИ
В торговых центрах Краснодара рассказали о графике работы до и после Нового года
Мы обзвонили крупные торговые центры и гипермаркеты Краснодара, чтобы узнать, как они будут работать в предновогоднее время, а также 31 декабря и 1 января.
ТРЦ «Галерея Краснодар» уже увеличил время работы:
С 19 по 30 декабря — с 10.00 до 23.00;
31 декабря — с 10.00 до 20.00;
1 января — с 12.00 до 22.00.
Мегацентр «Красная Площадь»
С 25 по 30 декабря — с 10.00 до 23.00;
31 декабря — с 10.00 до 20.00;
1 января — с 15.00 до 22.00.
Гипермаркет «Магнит Семейный», который находится в этом торговом центре:
С 25 по 30 декабря — с 08.30 до 01.00;
31 декабря — с 08.30 до 20.00;
1 января — с 15.00 до 22:00.
В ТРК «СБС Мегамолл» сообщили, что развлекательный центр, кинотеатры, IMAX, кинобары в кинофойе, ДГ «Лёсики», боулинг, караоке-клуб The Mask и ресторан Shanti в период праздничных выходных будут закрыты. Фудкорт и точки питания будут работать на вынос. В канун Нового года — с 10.00 до 18.00, а в перый день 2021 года с 12.00.
Магазины торговой галереи на 1, 2 и 3 этажах:
31 декабря — с 10.00 до 18.00;
1 января — с 12.00 до 22.00.
Мебельные магазины в ТРК:
31 декабря — с 10.00 до 18.00;
1 января — выходной.
Ашан на территории «СБС Мегамолл»:
До 30 декабря — с 8.00 до 23.00;
31 декабря — с 8.00 до 20.00;
1 января – выходной;
2 января — с 10.00 до 22.00.
«Леруа Мерлен» на территории торгового комплекса:
31 декабря — с 8.00 до 18.00;
1 января – выходной.
Hoff:
31 декабря — с 10.00 до 18.00;
1 января — с 12.00 до 22.00.
ТРК «Галактика» на предновогодней неделе работает в обычном режиме, то есть с 10.00 до 22.00, а вот магазины «М.Видео» и «Эльдорадо» с 21 декабря открыты с 10.00 до 23.00.
ТРЦ OZ МОЛЛ увеличил режим работы на один час с 25 декабря. Таким образом, в течение пяти дней комплекс будет открыт с 10.00 до 23.00.
31 декабря – с 10.00 до 19.00;
1 января – с 15.00 до 22.00.
«Окей», расположенный в ТРК OZ МОЛЛ:
24-30 декабря — круглосуточно;
31 декабря – с 9.00 до 21.00;
1 января – с 13.00 до 22.00.
C 25 декабря все супермаркеты «Магнит Семейный» в Краснодаре тоже переходят на предновогодний график – их работа продлят, а пять магазинов будут работать круглосуточно.
До 22.00 в течение предновогодней недели будут открыты гипермаркеты по адресам: ул. Западный Обход, 34; ул. Будённого, 2;
до 23.00 – на ул. Российская, 331-333; ул. Головатого, 313; ул. Будённого, 2;
до полуночи – по ул. Симиренко, 14/1; ул. Восточно-Кругликовская, 46/12; ул. Тюляева, 2; ул. Московская, 142;
до 00.30 будет открыт гипермаркет по ул. Ставропольская, 100;
до 1.00 – по ул. Московская, 162; ул. Покрышкина, 34; ул. Шифрина, 1
до 2.00 – по ул. Артюшкова, 2.
На круглосуточный режим работы перед Новым годом перейдут «Магниты», расположенные по следующим адресам: ул. им. А. Покрышкина, 3; ул. Солнечная, 18/3; ул. 40-летия Победы, 174; ул. Лизы Чайкиной, 2/1; п. Березовый, ул. Ейское шоссе, 40.
В канун Нового года, 31 декабря, до 19.00 будет работать гипермаркет, расположенный на ул. Тюляева, 2; до 20.00 – на ул. Покрышкина, 34 и на ул. Головатого, 313. Остальные гипермаркеты формата «Магнит Семейный» 31 декабря будут открыты до 22.00.
1 января все гипермаркеты и супермаркеты «Магнит Семейный» в Краснодаре работают с 10.00, кроме четырёх. В 11.00 откроется магазин на ул. Тюляева, 2; в 12.00 – на ул. Головатого, 313; в 15.00 – «Магниты» на ул. Дзержинского, 100 и ул. Московская, 162.
Напомним, сегодня в регионе в соответствии с рекомендациями Роспотребнадзора во всех организациях, торговых центрах, общественном транспорте, такси, магазинах, парикмахерской, парке или сквере, на светофорных перекрестках должен соблюдаться масочный режим. В случае отсутствия маски, вам обязаны предоставить маску бесплатно или предложить ее приобрести. В противном случае вас имеют право не пустить в помещение. О размерах штрафа за нарушение масочного режима можно почитать здесь.
Сила и слабость постоянных магнитов — Энергетика и промышленность России — № 7 (59) июль 2005 года — WWW.EPRUSSIA.RU
Газета «Энергетика и промышленность России» | № 7 (59) июль 2005 года
Поскольку электрический ток (его свойства) – следствие движения электрических зарядов, а последние перемещаются относительно других неподвижных зарядов, возникают различные электрические взаимодействия. Что же следует понимать под «чистым» электрическим током?Чистым или нейтральным током можно, по всей видимости, назвать ситуацию, когда имеются условно удаленные от других заряды, состоящие из равного количества отрицательно и положительно заряженных частиц, одни из которых двигаются относительно других в преобладающем направлении. Именно взаимное движение зарядов противоположного знака друг относительно друга – и есть нейтральный ток. Другие варианты движения зарядов, допустим, с преобладанием зарядов одного знака, будут в своем роде производными от нейтрального тока и соответственно иметь некоторые особенности электрических взаимодействий.
Во многих ситуациях мы имеем дело далеко не с нейтральными токами, поскольку существуют как неравномерное распределение зарядов по длине проводников с током, так и скачки напряженности электрического поля на некоторых границах проводников (наличие вызывающего ток ЭДС и т. п.). Поэтому для изучения свойств нейтрального тока следует пользоваться либо кольцевым сверхпроводником с током, либо постоянными магнитами, которые в данном случае условно можно рассматривать как систему с кольцевым нейтральным током.
Кольцевые токи магнитов
Рассматривая постоянные магниты, как кольцевые нейтральные токи, можно сделать некоторые общие замечания. Электрический кольцевой ток поддерживается без внешней подпитки достаточно длительное время. Процесс протекания нейтрального тока не сопровождается тепловыделением или электромагнитными излучениями (просто поддерживается тепловой баланс с окружающей средой и телом постоянного магнита).
Несмотря на то что «магнитные» нейтральные кольцевые токи, будем считать, постоянны по величине, при взаимодействии магнитов между собой возникают ситуации, когда возможны как некоторые переходные процессы, так и взаимное влияние токов друг на друга. Другими словами, возникает явление электрической взаимной индукции.
Взаимная индукция двух контуров с током при наличии магнитной связи достаточно подробно описана в литературе. Известно, что энергия двух контуров с током, обладающих магнитной связью, отличается от суммы собственных энергий токов на величину взаимной энергии двух токов. Распространяя это правило на взаимодействие постоянных магнитов, можно сказать, что энергия системы магнитов отличается от суммарной энергии каждого магнита. Это понятно, поскольку при сближении или удалении магнитов происходит механическая работа.
Но так ли постоянны по величине эквивалентные круговые токи постоянных магнитов? Действительно, они представляют, упрощенно, сумму огромного числа элементарных молекулярных токов. Но в отличие от прочих материальных тел постоянный магнит имеет внешнее и внутреннее магнитное поле, которое «связывает» все элементарные токи, и каждый круговой ток реагирует на колебания остальных, как и они в свою очередь на его колебания. Другими словами, в постоянном магните все элементарные токи представляют как бы единый «организм», что и делает его собственно постоянным магнитом. Если разрушить данный «организм» и каждый элементарный ток начнет независимое «существование», магнитные свойства у данного объекта пропадают.
Вращение – залог эффективности
В группе из трех магнитов средний магнит «модулирует» суммарное магнитное поле всех трех магнитов. Причем максимум плотности смещается в одну сторону, а с противоположной стороны магнитное поле практически отсутствует. При изменении магнитной силы среднего магнита происходит плавное изменение суммарного поля, причем плотность магнитного потока как бы перемещается на другую сторону.
Что в конечном итоге это дает? Поскольку средний магнит можно просто вращать, будет происходить и перемещение максимума плотности суммарного магнитного потока по кругу, равное частоте вращения среднего магнита. Другими словами, один средний магнит может управлять суммарным полем, которое складывается из силы трех магнитов. Причем при вращении среднего магнита не происходит изменения суммарной энергии магнитного поля, т. е. вращение среднего магнита происходит без затрат энергии.
Вращающийся или меняющий свое направление максимум магнитного потока можно использовать в различных устройствах – начиная от простейших вариантов насосов и заканчивая двигателями или генераторами. Все устройства будут отличаться высокой эффективностью и низким энергопотреблением.
Конечно, вращение среднего постоянного магнита – не единственный вариант практического использования группы из трех постоянных магнитов в генераторах или двигателях. Данный средний магнит можно заменить на электромагнит, через обмотку которого пропускают переменный ток различной формы (в зависимости от назначения или конструкции).
Наибольший интерес представляет использование этого эффекта в двух видах двигателей: с линейным возвратно-поступательным движением и вращательных. Момент вращения таких двигателей может достигать значительных величин при относительно небольших рабочих оборотах.
Где можно использовать постоянные магниты?
Одной из особенностей двигателей с активным использованием постоянных магнитов является возможность использования электрического резонанса. Поскольку управляющий электромагнит периодически меняет полярность, т. е. питается переменным током, от частоты которого зависят обороты (в случае вращательного двигателя) в соотношении 1 / К, где К – число полюсов, электромагниты можно включить в состав колебательного контура с емкостью. Соединение электромагнитов может быть последовательное, параллельное или комбинированное, а емкость подбирается по резонансу на рабочей частоте двигателя, при этом среднее значение тока, проходящего через электромагниты, будет большим, а внешняя подпитка по току будет компенсировать в основном активные потери.
Данный режим работы будет наиболее привлекательным с точки зрения экономичности, а двигатель, в котором он используется, будет называться магнитно-резонансный шаговый. Обороты двигателя в этом случае практически не зависят от нагрузки и определяются частотой электрического резонанса, разделенного на число полюсов, несмотря на увеличение потребляемого тока при увеличении нагрузки. С целью повышения рабочих оборотов возможно применение многофазных схем питания электромагнитов двигателей. Среднее ожидаемое снижение потребляемой электрической энергии данными магнитно-резонансными шаговыми двигателями может достигать 60‑75 % по сравнению с обычными электрическими двигателями. Подобные двигатели отличаются большим моментом вращения, достаточно жесткой нагрузочной характеристикой, стабильной частотой вращения, высокой надежностью (якорь не имеет токонесущих элементов), отсутствием подвижных контактов и искрения и т. п., поэтому область их применения будет иметь свои особенности.
Несмотря на это, они могут превосходить по некоторым параметрам как трехфазные асинхронные и синхронные машины, так и коллекторные двигатели постоянного тока. Одно из основных преимуществ – низкое энергопотребление.
Генератор с повышенным КПД
Применение постоянных магнитов эффективно, например, в конструкции электрического генератора с неподвижным ротором. Достоинство подобных генераторов – отсутствие подвижных частей, высокая надежность, экономичность, простота конструкции. Применение магнитных материалов с особыми свойствами позволит получить еще большую экономичность. Среднее сокращение энергозатрат при производстве электроэнергии на генераторах такого типа может достигать 50% и более.
В основе их конструкции лежит принцип модуляции суммарного магнитного поля трех постоянных магнитов средним магнитом, в качестве которого выступает электромагнит. Применение постоянных магнитов позволяет достичь снижения энергетических затрат при генерации электрической энергии.
Магнитная система данного генератора представляет в общем виде «крест в кольце», где одна из перекладин креста представляет собой постоянные магниты, а другая – электромагнит управления, катушка которого может быть разбита на две части или использоваться в виде единой катушки. Кольцо представляет собой магнитопровод с низкими потерями на вихревые токи, на котором располагаются 4 рабочие обмотки (выходные обмотки), соединение которых осуществляется попарно. Выходное напряжение имеет удвоенную частоту по отношению к частоте тока, питающего электромагнит управления.
Если при работе обычного генератора (с вращающимся ротором) неизменный магнитный поток ротора (постоянные магниты или электромагнит), вращаясь от приводного внешнего двигателя, периодически изменяет магнитный поток в статорных обмотках, то увеличиваются механические затраты со стороны приводного двигателя.
В случае с неподвижным ротором отсутствуют потери на трение и противодействующий вращательный момент приводного двигателя. По сути это особый вид трансформаторного преобразователя с дополнительной подпиткой от магнитного поля постоянных магнитов. В процессе преобразования входного переменного тока происходит удвоение частоты выходного тока. Поскольку магнитное поле постоянных магнитов не меняет своего направления – происходит лишь периодическое перераспределение его по секторам кольца ‑то оно активно работает, вкладывая свой «вклад» в генерацию ЭДС.
Магнитный поток управляющей или первичной обмотки электромагнита меняет знак, т. е. происходит процесс, аналогичный процессу простого трансформатора. КПД трансформаторного преобразования достаточно велик. Другими словами, мы получаем трансформатор-удвоитель частоты с повышенным КПД.
Что в конечном итоге это дает? Получается, что входная мощность как минимум меньше выходной. Превышение выходной мощности над входной происходит за счет энергии постоянных магнитов, которые, в отличие от привычной схемы генерации, неподвижны.
Дополнительные возможности данного генератора можно получить, применив для кольцевого сердечника статора магнитные материалы с особыми свойствами.
К недостаткам устройства можно отнести следующее: удвоение частоты выходного напряжения, некоторую сложность изготовления магнитопроводов и обмоток, необходимость компенсационных обмоток для задания необходимой нагрузочной характеристики. Максимальная мощность определяется в основном энергией применяемых постоянных магнитов, от которых зависят все остальные параметры.
Для создания трехфазного тока можно применить либо 3 подобных преобразователя (питание управляющих обмоток синхронизировано), либо аналогичную конструкцию, изготовленную в трехфазном варианте.
Грузоподъёмные электропостоянные магниты DIMET ИМГСоветы наших экспертов
Мощный промышленный электромагнит всего за одну смену способен перекрыть месячное потребление электричества целой семьи. И даже, если в масштабах крупного бизнеса это не такие большие издержки, после кризиса 2008 года и на волне внимания к экологической тематике промышленные компании стали искать варианты сокращения потребления энергетических ресурсов. В то же время в мире освоили производство постоянных магнитов из неодима, который относится к группе редкоземельных металлов и обладает выдающимися магнитными свойствами.
Следующим шагом должно было стать создание промышленных грузоподъёмных магнитов с использованием этого материала. Мы сделали этот шаг в 2013 году, представив рынку линейку электропостоянных или импульсных магнитов DIMET ИМГ, которым электрический ток необходим всего на несколько секунд при захвате и отпускании груза. Кстати, эта особенность не только снижает текущие издержки пользователей, но и существенно повышает безопасность производства. При отключении электропитания постоянный магнит продолжит удерживать груз.
Но при всех своих достоинствах тяжёлые грузоподъёмные электропостоянные магниты имеют жестко ограниченную сферу применения, которая объясняется особенностями их конструкции.
Сила короткого импульса: Принцип работы
«Притягательность» импульсных магнитов обеспечивают элементы из неодима. Правда, в самом названии редкоземельный уже кроется одно из ограничений на применение неодимовых элементов — они существенно дороже стали.
Второй важный элемент конструкции импульсных магнитов — «сердечник» из альнико. Именно он позволяет электропостоянным магнитам по воле оператора захватывать и отпускать груз. Альнико — сплав из железа, алюминия, никеля и кобальта применяют в конструкции электропостоянных магнитов, так как он под воздействием коротких импульсов электрического тока способен менять направление своего магнитного поля.
Схематически работу импульсного магнита можно описать следующим образом. Допустим, когда условный северный полюс (N) сердечника из альнико обращён вниз, магнитное поле мощных неодимовых магнитов замыкается на грузе и притягивает его. Но стоит всего на несколько секунд подать на медную катушку электрическое напряжение, как происходит переполюсовка сердечника. Северный полюс начинает указывать вверх, силовые линии замыкаются на корпус магнита и он перестаёт удерживать груз.
Преграды на пути магнитной индукции
Мы привыкли к тому, что электромагниты достаточно хорошо притягивают ферромагнитные материалы. Различается лишь масса груза. Например на слябах она выше, чем на скрапе. Если цельная стальная плита обладает отличной способностью поддерживать создаваемое внешним магнитом поле, то несколько отдельных предметов той же массы обладают куда менее впечатляющими характеристиками. Это объясняется очень низкой магнитопроводностью воздуха, который и заполняет зазоры, допустим, между отдельными прутьями арматуры.
Когда же речь заходит об импульсном магните, то индукция при работе с «рыхлыми» грузами сокращается фактически до нуля. Это объясняется тем, что магнитное поле мощных неодимовых элементов при контакте с грузом, который обладает высоким магнитным сопротивлением (скрап и тем более стружка), проходит по пути наименьшего сопротивления. Оно «пересиливает» поле сердечника из альнико и замыкается через корпус, не промагничивая «рыхлый» груз груз.
Температурные рамки постоянства
В науке существует понятие точки Кюри. Выше неё ферромагнитные материалы теряют свои магнитные свойства. Именно поэтому температурным пределом работы грузоподъёмных электромагнитов магнитов группы компаний «Димет» является точка в районе 650°С.
Неодим куда более требователен к температурному режиму. Созданные на его основе постоянные магниты наиболее распространенных марок стабильно работают при температурах не более 80°С. Дальнейшее повышение температуры может привести к их полному размагничиванию.
Следовательно, и сфера применения импульсных грузоподъёмных магнитов имеет свои границы. Они предназначены только для работы с холодными грузами.
Когда DIMET ИМГ — это то, что надо
Впрочем, все вышеперечисленные ограничения не умаляет достоинств электропостоянных магнитов DIMET ИМГ. Нужно лишь чётко понимать, в какой нише они способны по максимуму раскрыть свои преимущества.
DIMET ИМГ ваш выбор, если:
- безопасность погрузо-разгрузочных работ на данном производственном участке является критически важной;
- нужно перегружать монолитный стальной проката «комнатной» температуры;
- требуется существенно снизить затраты на электроэнергию при погрузо-разгрузочных работах с ферромагнитными материалами;
- существуют технические ограничения по потреблению электроэнергии;
- доступны финансовые ресурсы на покупку относительно более дорогой техники;
- интенсивное использование грузоподъёмного магнита в течение всей смены.
Кстати, именно исходя из всего вышеперечисленного не только крупные машиностроительные и судостроительные предприятия, но и металлурги, для производственно-логистических процессов останавливают свой выбор именно на электропостоянных магнитах DIMET ИМГ.
Почему магнит притягивает железо?
Когда магнит притягивает к себе металлические предметы, это кажется волшебством, но в действительности «волшебные» свойства магнитов связаны всего лишь с особой организацией их электронной структуры. Поскольку электрон, вращающийся вокруг атома, создает магнитное поле, все атомы являются маленькими магнитами; однако в большинстве веществ неупорядоченные магнитные эффекты атомов уравновешивают друг друга.
По иному дело обстоит в магнитах, атомные магнитные поля которых выстраиваются в упорядоченные области, называющиеся доменами. Каждая такая область имеет северный и южный полюс. Направление и интенсивность магнитного поля характеризуется так называемыми силовыми линиями {на рисунке показаны зеленым цветом), которые выходят из северного полюса магнита и входят в южный. Чем гуще силовые линии, тем концентрированнее магнетизм. Северный полюс одного магнита притягивает южный полюс другого, в то время как два одноименных полюса отталкивают друг друга. Магниты притягивают только определенные металлы, главным образом железо, никель и кобальт, называющиеся ферромагнетиками. Хотя ферромагнетики и не являются естественными магнитами, их атомы перестраиваются в присутствии магнита таким образом, что у ферромагнитных тел появляются магнитные полюса.
Магнитная цепочка
Касание конца магнита к металлическим скрепкам приводит к возникновению у каждой скрепки северного и южного полюса. Эти полюса ориентируются в том же направлении, что и у магнита. Каждая скрепка стала магнитом.
Бесчисленные маленькие магнитики
Некоторые металлы имеют кристаллическую структуру, образованную атомами, сгруппированными в магнитные домены. Магнитные полюса доменов обычно имеют различное направление (красные стрелки) и не оказывают суммарного магнитного воздействия.
Образование постоянного магнита
- Обычно магнитные домены железа ориентированы бессистемно (розовые стрелки), и естественный магнетизм металла не проявляется.
- Если к железу приблизить магнит (розовый брусок), магнитные домены железа начинают выстраиваться вдоль магнитного поля (зеленые линии).
- Большинство магнитных доменов железа быстро выстраивается вдоль силовых линий магнитного поля. В результате железо само становится постоянным магнитом.
магнетизм | Национальное географическое общество
Магнетизм — это сила, проявляемая магнитами, когда они притягиваются или отталкиваются друг от друга. Магнетизм вызывается движением электрических зарядов.
Каждое вещество состоит из крошечных единиц, называемых атомами. В каждом атоме есть электроны, частицы, несущие электрические заряды. Вращаясь, как волчки, электроны вращаются вокруг ядра или остова атома. Их движение генерирует электрический ток и заставляет каждый электрон действовать как микроскопический магнит.
В большинстве веществ одинаковое количество электронов вращается в противоположных направлениях, что нейтрализует их магнетизм. Вот почему такие материалы, как ткань или бумага, считаются слабомагнитными. В таких веществах, как железо, кобальт и никель, большинство электронов вращаются в одном направлении. Это делает атомы в этих веществах сильно магнитными, но они еще не магниты.
Чтобы стать намагниченным, другое сильномагнитное вещество должно войти в магнитное поле существующего магнита.Магнитное поле — это область вокруг магнита, обладающая магнитной силой.
Все магниты имеют северный и южный полюса. Противоположные полюса притягиваются друг к другу, а одни и те же полюса отталкиваются. Когда вы протираете кусок железа по магниту, северные полюса атомов в железе выстраиваются в одном направлении. Сила, создаваемая выровненными атомами, создает магнитное поле. Железка стала магнитом.
Некоторые вещества могут намагничиваться электрическим током.Когда электричество проходит через катушку с проволокой, создается магнитное поле. Однако поле вокруг катушки исчезнет, как только отключится электрический ток.
Геомагнитные полюса
Земля — это магнит. Ученые не до конца понимают, почему, но они думают, что движение расплавленного металла во внешнем ядре Земли порождает электрические токи. Токи создают магнитное поле с невидимыми силовыми линиями, протекающими между магнитными полюсами Земли.
Геомагнитные полюса не совпадают с Северным и Южным полюсами. Магнитные полюса Земли часто перемещаются из-за активности далеко под поверхностью Земли. Смещение геомагнитных полюсов фиксируется в породах, которые образуются, когда расплавленный материал, называемый магмой, проникает сквозь земную кору и изливается в виде лавы. Когда лава остывает и превращается в твердую породу, сильно магнитные частицы внутри породы намагничиваются магнитным полем Земли. Частицы выстраиваются вдоль силовых линий в поле Земли.Таким образом, камни фиксируют положение геомагнитных полюсов Земли в то время.
Как ни странно, магнитные записи горных пород, образовавшихся в одно и то же время, похоже, указывают на разные местоположения полюсов. Согласно теории тектоники плит, скальные плиты, составляющие твердую оболочку Земли, постоянно перемещаются. Таким образом, плиты, на которых застывала порода, переместились с тех пор, как породы зафиксировали положение геомагнитных полюсов. Эти магнитные записи также показывают, что геомагнитные полюса менялись на противоположный вид — сотни раз с момента образования Земли.
Магнитное поле Земли не движется быстро и часто не меняется. Следовательно, это может быть полезным инструментом, помогающим людям сориентироваться. Сотни лет люди использовали магнитные компасы для навигации по магнитному полю Земли. Магнитная стрелка компаса совпадает с магнитными полюсами Земли. Северный конец магнита указывает на северный магнитный полюс.
Магнитное поле Земли доминирует в области, называемой магнитосферой, которая охватывает планету и ее атмосферу.Солнечный ветер, заряженные частицы от Солнца, прижимает магнитосферу к Земле со стороны, обращенной к Солнцу, и растягивает ее в форме капли на теневой стороне.
Магнитосфера защищает Землю от большинства частиц, но некоторые из них просачиваются сквозь нее и попадают в ловушку. Когда частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами газа в верхних слоях атмосферы вокруг геомагнитных полюсов, они создают световые эффекты, называемые полярными сияниями. Эти полярные сияния появляются над такими местами, как Аляска, Канада и Скандинавия, где их иногда называют «Северным сиянием».«Южное сияние» можно увидеть в Антарктиде и Новой Зеландии.
Как работают магниты | HowStuffWorks
Каждый раз, когда вы используете компьютер, вы используете магниты. Жесткий диск использует магниты для хранения данных, а некоторые мониторы используют магниты для создания изображений на экране. Если в вашем доме есть дверной звонок, он, вероятно, использует электромагнит для управления шумоподавителем. Магниты также являются жизненно важными компонентами телевизоров с ЭЛТ, динамиков, микрофонов, генераторов, трансформаторов, электродвигателей, охранной сигнализации, кассетных лент, компасов и автомобильных спидометров.
Помимо практического применения, магниты обладают множеством удивительных свойств. Они могут наводить ток в проводе и обеспечивать крутящий момент для электродвигателей. Достаточно сильное магнитное поле может левитировать небольшие предметы или даже маленьких животных. Поезда на магнитной подвеске используют магнитную тягу для передвижения на высоких скоростях, а магнитные жидкости помогают заправлять ракетные двигатели топливом. Магнитное поле Земли, известное как магнитосфера , защищает ее от солнечного ветра . По данным журнала Wired, некоторые люди даже имплантируют крошечные неодимовые магниты в пальцы, что позволяет им обнаруживать электромагнитные поля [Источник: Wired].
Аппараты магнитно-резонансной томографии (МРТ) используют магнитные поля, чтобы врачи могли исследовать внутренние органы пациентов. Врачи также используют импульсные электромагнитные поля для лечения неправильно заживших сломанных костей. Этот метод, одобренный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США в 1970-х годах, позволяет вылечить кости, не поддающиеся лечению другими методами. Подобные импульсы электромагнитной энергии могут помочь предотвратить потерю костей и мышц у космонавтов, которые находятся в условиях невесомости в течение длительного времени.
Магниты также могут защитить здоровье животных. Коровы подвержены заболеванию, называемому травматическим ретикулоперикардитом или аппаратным заболеванием , которое возникает в результате проглатывания металлических предметов. Проглоченные предметы могут проколоть живот коровы и повредить ее диафрагму или сердце. Магниты помогают предотвратить это состояние. Одна практика заключается в том, чтобы надевать магнит на корм коров, чтобы удалить металлические предметы. Другой — кормить коров магнитами. Длинные и узкие магниты алнико, известные как магниты для коров , могут притягивать куски металла и предотвращать их повреждение желудка коровы.Попавшие внутрь магниты помогают защитить коров, но все же рекомендуется держать места для кормления свободными от металлического мусора. С другой стороны, людям никогда не следует есть магниты, так как они могут склеиваться сквозь стенки кишечника человека, блокируя кровоток и убивая ткани. У людей для удаления проглоченных магнитов часто требуется хирургическое вмешательство.
Некоторые люди выступают за использование магнитотерапии для лечения широкого спектра заболеваний и состояний. По словам практикующих, магнитные стельки, браслеты, ожерелья, наматрасники и подушки могут вылечить или облегчить все, от артрита до рака.Некоторые защитники также предполагают, что употребление намагниченной питьевой воды может лечить или предотвращать различные заболевания. Американцы тратят около 500 миллионов долларов в год на магнитное лечение, а люди во всем мире тратят около 5 миллиардов долларов. [Источник: Winemiller через NCCAM].
Сторонники предлагают несколько объяснений того, как это работает. Во-первых, магнит притягивает железо, содержащееся в гемоглобине крови, улучшая кровообращение в определенной области. Другой заключается в том, что магнитное поле каким-то образом изменяет структуру соседних клеток.Однако научные исследования не подтвердили, что использование статических магнитов каким-либо образом влияет на боль или болезнь. Клинические испытания показывают, что положительные преимущества, приписываемые магнитам, на самом деле могут быть связаны с течением времени, дополнительной амортизацией магнитных стелек или эффектом плацебо. Кроме того, питьевая вода обычно не содержит элементов, которые могут намагничиваться, что ставит под сомнение идею использования магнитной питьевой воды.
Некоторые сторонники также предлагают использовать магниты для уменьшения жесткости воды в домах.По словам производителей продуктов, большие магниты могут снизить уровень накипи жесткой воды за счет устранения ферромагнитных минералов в жесткой воде. Однако минералы, которые обычно вызывают жесткость воды, не являются ферромагнитными. Двухлетнее исследование Consumer Reports также показывает, что обработка поступающей воды с помощью магнитов не влияет на количество накипи в бытовом водонагревателе.
Хотя магниты вряд ли положат конец хронической боли или избавят от рака, их все же интересно изучать.
Первоначально опубликовано: 2 апреля 2007 г.
Как работают магниты? | Живая наука
Физики имеют некоторое представление о том, как работают магниты. Однако некоторые явления, лежащие в основе магнетизма, по-прежнему не поддаются научному объяснению. Как именно работают магниты?
Крупномасштабный магнетизм, подобный тому, что наблюдается в стержневых магнитах, является результатом магнитных полей, которые естественным образом излучаются электрически заряженными частицами, составляющими атомы, — сказала Джерл Уокер, профессор физики в Кливлендском государственном университете и соавтор книги «Основы физики» «(Wiley, 2007).Чаще всего магнитные поля создаются отрицательно заряженными частицами, называемыми электронами.
Обычно в любом образце вещества магнитные поля электронов направлены в разные стороны, нейтрализуя друг друга. Но когда все поля выравниваются в одном направлении, как в магнитных металлах, объект генерирует чистое магнитное поле, сказал Уолкер Little Mysteries Life.
Каждый электрон генерирует магнитное поле, но они генерируют чистое магнитное поле только тогда, когда все они выстраиваются в линию.В противном случае электроны в человеческом теле заставили бы всех приставать к холодильнику, когда бы они ни проходили, сказал Уокер.
В настоящее время у физики есть два объяснения того, почему магнитные поля выстраиваются в одном направлении: крупномасштабная теория из классической физики и мелкомасштабная теория, называемая квантовой механикой.
Согласно классической теории, магнитные поля — это облака энергии вокруг магнитных частиц, которые притягивают или отталкивают другие магнитные объекты. Но с точки зрения квантовой механики, электроны испускают необнаруживаемые виртуальные частицы, которые говорят другим объектам отойти или приблизиться, сказал Уолкер.
Хотя эти две теории помогают ученым понять, как магниты ведут себя почти в любых обстоятельствах, два важных аспекта магнетизма остаются необъясненными: почему магниты всегда имеют северный и южный полюс и почему частицы в первую очередь излучают магнитные поля.
«Мы просто наблюдаем, что когда вы заставляете заряженную частицу двигаться, она создает магнитное поле и два полюса. Мы действительно не знаем почему. Это просто особенность Вселенной, и математические объяснения — просто попытки пройти через «домашнее задание» природы и получение ответов «, — сказал Уокер.
Есть вопросы? Отправьте нам письмоЭтот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов.У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра, и мы его взломаем Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Магнетизм для детей — Простое введение
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 1 марта 2021 г.
Наука — это наше понимание того, как мир работает — и в целом мир работает хорошо, понимаем мы это или нет. Возьмем магнетизм , для пример. Люди знали о магнитах тысячи лет и они использовали их практически как компасы почти столько же времени. Древние греки и римляне знали не хуже нас этот магнит ( богатый железом минерал) может притягивать другие куски железа, в то время как древние китайцы делали магнитные компасы, установленные в замысловатом деревянные инкрустации для практики фен-шуй (искусство тщательно обставляя комнату) за тысячи лет до интерьера к нам присоединились дизайнеры.Иногда наука медленно догоняет узнали, как работает магнетизм, в прошлом веке, с тех пор, как мир внутри атомов был впервые открыт и исследован.
Фото: Типичный подковообразный магнит. Видите след коричневой ржавчины на верхней части верхней «ножки» магнита? Это происходит потому, что магнит сделан из железа, которое ржавеет во влажном воздухе.
Что такое магнетизм?
Фото: Магнитное поле между противоположными полюса двух стержневых магнитов, которые сильно притягиваются друг к другу.Мы не можем обычно видны магнитные поля, но если посыпать железные опилки (крошечные кусочки, струженные напильником с железного прутка) на лист бумаги и удерживайте над магнитами вы можете видеть поле внизу. фото любезно предоставлено Wikimedia Commons (где вы найдете увеличенную версию этого изображения).
Игра с магнитами — одно из первых направлений науки. дети обнаружить. Это потому, что магниты просты в использовании, безопасны и веселье. Они также довольно удивительны. Помните, когда вы впервые обнаружили, что два магнита могут соединяться и склеиваться, как клей? Помните силу, когда вы держали два магнита близко и чувствовал, что они либо притягивают (притягивают к одному другой) или отталкивать (отталкивать)? Одна из самых удивительных вещей в магниты — это способ, которым они могут притягивать другие магниты (или другие магнитные материалов) «на расстоянии», невидимо, через то, что мы называем Магнитное поле .
Древним людям магнетизм, должно быть, казался магией. Тысячи лет спустя мы понимаем, что происходит внутри магнитного материалы, как их атомная структура вызывает их магнитные свойства, и как электричество и магнетизм на самом деле всего два Стороны одной медали: электромагнетизм . Когда-то ученые сказал, что магнетизм был странной невидимой силой притяжения между определенные материалы; сегодня мы с большей вероятностью определим это как силу создается электрическими токами (сами вызваны движущимися электронами).
Что такое магнитное поле?
Фото: красочный способ визуализировать невидимое магнитные поля с помощью программы компьютерной графики, разработанной в Лос Национальная лаборатория Аламоса. На этой трехмерной диаграмме высота а цвет пиков показывает напряженность магнитного поля в каждой точке. Фото любезно предоставлено США. Министерство энергетики.
Предположим, вы поместили стержневой магнит (в форме прямоугольник, иногда с северный и южный полюса выкрашены в разные цвета) или подкова магнит (согнутый в П-образную форму) на стол и поместите рядом железный гвоздь.Если вы нажмете магнит медленно к гвоздю, наступит момент, когда гвоздь перепрыгивает и прилипает к магниту. Вот что мы подразумеваем под магниты, имеющие невидимое магнитное поле, которое распространяется на все вокруг них. Другой способ описать это — сказать, что магнит может «действовать на расстоянии»: он может вызывать толкающую или тянущую силу на другие объекты это на самом деле не трогательно).
Магнитные поля могут проникать через все виды материалов, но не через просто воздух. У вас, вероятно, есть маленькие записки, приклеенные к дверце холодильника с яркими магнитами, чтобы вы могли видеть, что магнитные поля разрезают через бумагу.Возможно, вы проделали фокус, используя магнит взять длинную цепочку скрепок, каждая из которых намагничивает следующий. Этот небольшой эксперимент говорит нам, что магнитное поле может проникать сквозь магнитные материалы, такие как железо.
Как мы можем измерить магнетизм?
Сила поля вокруг магнита зависит от того, насколько близко вы получить: он самый сильный в непосредственной близости от магнита и быстро спадает, когда вы уходите. (Вот почему небольшой магнит на вашем столе должен быть достаточно близко к вещи, чтобы привлечь их.) Измеряем напряженность магнитного поля в единицах Гаусс и тесла (современная единица СИ, названная в честь пионера электричества Николы Тесла, 1856–1943). Интересно отметить, что сила Магнитное поле Земли очень слабое — примерно в 100–1000 раз слабее типичного бара или магнита на холодильник. На Земле гравитация, а не магнетизм сила, которая прижимает вас к полу. Мы бы заметили магнетизм Земли гораздо больше, если бы его гравитация не была такой сильной.
Диаграмма: Сравнение силы некоторых «повседневных» источников магнетизма. Обратите внимание, что вертикальная шкала логарифмическая : каждый шаг вверх по шкале означает силу магнитного поля увеличилось в десять раз. Здесь главное отметить, насколько слабая Земля. магнетизм (зеленый блок в крайнем левом углу) по сравнению со всем остальным, с чем мы обычно сталкиваемся (не говоря уже о гигантских магнитах, используемых в больницах и лабораториях). Рекордное лабораторное магнитное поле, показанное в крайнем правом углу, Созданная в Японии в апреле 2018 года, она примерно в 24 миллиона раз сильнее магнитного поля Земли.Мои данные для этой диаграммы получены из следующих источников: Земля (goo.gl/TkxfO3), Солнце (goo.gl/8uigAU), бытовая техника (goo.gl/P3l487), холодильник (goo.gl/OhrDKt), небольшой неодимовый ( goo.gl/avODib), свалка (goo.gl/owWZer), МРТ (goo.gl/jQ8cTD), громкоговоритель (goo.gl/oIwNlS), самый большой МРТ (goo.gl/8zkACY), самая большая лаборатория (bit.ly / 2zvH7On). Почти все производит магнетизм — даже наше собственное тело, которое составляет примерно 0,000000001 тесла.
Что такое электромагнит?
Фото: Свалки иногда используют гигантские электромагниты для подъема металла. с места на место (хотя некоторые вместо этого используют захватывающие когти).Фото Марджори Коллинз, Управление безопасности фермерских хозяйств США / Управление военной информации, любезно предоставлено Библиотека Конгресса США.
Магнит Гомера Симпсона или Микки Мауса, который держит вещи на вашем холодильник это постоянный магнит : он держит свои магнетизм все время. Не все магниты работают так. Вы можете сделать временным магнит , пропуская электричество через катушку обернутой проволоки вокруг железного гвоздя (устройства, которое иногда называют соленоид ).Включите ток и гвоздь становится магнитом; выключите его снова, и магнетизм исчезнет. (Это основная идея дверного звонка с электрическим перезвоном: вы создаете электромагнит, когда нажимаете кнопку, которая натягивает молоток на планку звонка — динь-дон!) Такие временные магниты называются электромагнитами — магнитами. работал электричество — и они намекают на более глубокую связь между электричеством и магнетизм, к которому мы вернемся через мгновение.
Как и постоянные магниты, временные электромагниты бывают разных размеры и сильные стороны.Вы можете сделать электромагнит достаточно мощным, чтобы скрепки с одной 1,5-вольтовой батареей. Используйте гораздо больший напряжение, чтобы увеличить электрический ток, и вы можете построить электромагнит достаточно мощный, чтобы поднять машину. Вот как свалка электромагниты работают. Сила электромагнита зависит от двух главное: величина используемого электрического тока и количество раз вы наматываете провод. Увеличьте одно или оба из них, и вы обзавестись более мощным электромагнитом.
Для чего мы используем магниты?
Может быть, вы думаете, что магниты интересны; может ты думаешь, что они скучный! Что вы можете спросить, кроме как в детских фокусах и трюках. свалки?
Вы можете быть удивлены, сколько всего вокруг вас работают с помощью магнетизма или электромагнетизма.Каждый электроприбор с в нем электродвигатель (все с электрической зубной щетки на ваша газонокосилка) использует магниты для превращения электричества в движение. Двигатели используют электричество для создания временного магнетизма в катушках проводов. Создаваемое таким образом магнитное поле толкает фиксированное поле постоянного магнита, вращая внутреннюю часть двигателя вокруг на большой скорости. Вы можете использовать это вращательное движение для управления всеми видами машин.
В твоем холодильнике есть магниты удерживая дверь закрытой.Магниты считывают и записывают данные (цифровую информацию) на вашем жесткий диск компьютера и на кассете кассеты в старомодных личных стереосистемах. Больше магнитов в вашем Hi-Fi громкоговорители или наушники помогают вернуть сохраненную музыку в звуки, которые вы можете слышать. Если вы больны серьезным внутренним заболеванием, вы можете есть тип сканирования тела, называемый ЯМР (ядерный магнитный резонанс), который рисует мир под вашей кожей, используя образцы магнитных полей. Магниты используются для переработки ваш металлический мусор (стальная еда банки сильно магнитные, но алюминиевые банки для напитков нет, поэтому магнит — это простой способ разделить два разных металлы).
Фото: ЯМР-сканирование, подобное этому, дает детальное изображение тела пациента (или, в данном случае, их голова) на компьютере экрана, используя магнитную активность атомов в их ткань тела. Вы можете увидеть, как пациент входит в сканер вверху. и изображение их головы на экране ниже. Фото любезно предоставлено Клинический центр Уоррена Гранта Магнусона (CC) и США Национальные институты здоровья (NIH).
Какие материалы являются магнитными?
Железо — король магнитных материалов — металл, о котором мы все думаем. когда мы думаем о магнитах.Большинство других распространенных металлов (таких как медь, золото, серебро и алюминий), на первый взгляд, немагнитные и большинство неметаллов (включая бумагу, дерево, пластик, бетон, стекло, и текстиль, такой как хлопок и шерсть) тоже немагнитны. Но железо не единственное магнитный металл. Никель, кобальт и элементы, входящие в состав Периодическая таблица (упорядоченный химики используют для описания всех известных химических элементов) известный как редкоземельных металлов (особенно самарий и неодим) тоже делают добро магниты.Некоторые из лучшие магниты — это сплавы (смеси) эти элементы с одним другой и с другими элементами. Ферриты (соединения из железа, кислород и другие элементы) также делают превосходные магниты. Магнитный камень (который также называют магнетитом) является примером феррита, который обычно встречается внутри Земли (имеет химическую формулу FeO · Fe2O3).
Такие материалы, как железо, превращаются в хорошие временные магниты, когда вы кладете магнит рядом их, но, как правило, теряют часть или весь свой магнетизм, когда вы принимаете магнит снова прочь.Мы говорим, что эти материалы магнитомягкие. Напротив, сплавы железа и редкоземельных металлов сохраняют большую часть их магнетизм, даже если вы удалите их из магнитного поля, поэтому из них получаются хорошие постоянные магниты. Мы называем эти материалы магнитно жесткий .
Верно ли, что все материалы либо магнитные, либо
немагнитный? Раньше люди так думали, но теперь ученые знают, что
материалы, которые мы считаем немагнитными, также подвержены влиянию магнетизма, хотя
крайне слабо.Степень намагничивания материала равна
назвал его восприимчивость .
Как разные материалы реагируют на магнетизм
Ученые используют несколько разных слов, чтобы описать, как материалы ведут себя когда вы кладете их рядом с магнитом (это еще один способ сказать, когда вы помещаете их в магнитное поле). Вообще говоря, мы можем разделить все материалы на два вида, называемые парамагнитными и диамагнетик, в то время как некоторые парамагнитные материалы также ферромагнитный.Важно понимать, что на самом деле означают эти сбивающие с толку слова …
Парамагнитный
Сделайте образец магнитного материала и подвесьте его на нитке так, чтобы он болтается в магнитном поле, и он намагнитится и выстроится в линию, так что его магнетизм параллелен полю. Как люди знали тысячи лет, это как именно стрелка компаса ведет себя в магнитном поле Земли. Материалы, которые такое поведение называется парамагнитным. Металлы, такие как алюминий и большинство неметаллов (которые, как вы могли подумать, вообще не являются магнитными) являются на самом деле парамагнитен, но так слабо, что мы не замечаем.Парамагнетизм зависит от температуры: чем горячее материал, тем меньше на него рядом магниты.
Фото: Мы думаем об алюминии (используется в напитках). такие банки) как немагнитные. Это помогает нам разделять на переработку наши алюминиевые банки (которые не прилипают к магнитам) от наших стальных (которые прилипают). По факту, оба материала магнитные. Разница в том, что алюминий очень слабо парамагнитные, а сталь сильно ферромагнитная. Фото любезно предоставлено ВВС США.
Ферромагнетик
Некоторые парамагнитные материалы, особенно железо и редкоземельные элементы. металлов, сильно намагничиваются в поле и обычно остаются намагниченный даже когда поле удалено. Мы говорим, что такие материалы ферромагнитные, что на самом деле просто означает, что они «как железо ». Однако ферромагнитный материал все равно потеряет магнетизм, если вы нагреете его выше определенной точки, известной как температура Кюри. Железо имеет температуру Кюри 770 ° С (1300 ° F), а для никеля температура Кюри составляет ~ 355 ° C (~ 670 ° F).Если если нагреть железный магнит до 800 ° C (~ 1500 ° F), он перестает быть магнит. Вы также можете разрушить или ослабить ферромагнетизм, если попадете в магнит неоднократно.
Диамагнитный
Мы можем думать о парамагнетиках и ферромагнетиках как о «любители» магнетизма: в некотором смысле они «любят» магнетизм и отзываются положительно к нему, позволяя себе быть намагниченными. Не все материалы отзываются так восторженно. Если ты повесишь материалы в магнитных полях, они довольно сильно обрабатываются внутри и сопротивляться: они превращаются в временные магниты для сопротивления намагничиванию и слабого отталкивания магнитных поля вне себя.Мы называем эти материалы диамагнитными. Вода и много органических (углеродные) вещества, такие как бензол, ведут себя подобным образом. Завяжите диамагнитный материал к нити и подвесить в магнитном поле и он повернется так, чтобы образовать угол 180 ° к полю.
Что вызывает магнетизм?
В начале 20 века, до того, как ученые правильно поняли структура атомов и как они работают, они придумали простую для понимания идею, названную доменная теория для объяснения магнетизма.Несколько лет спустя, когда они лучше поняли атомы, они обнаружили, что теория домена все еще работало, но само по себе могло быть объяснено на более глубоком уровне теория атомов. Все наблюдаемые нами различные аспекты магнетизма могут быть объясненным, в конечном счете, говоря о доменах, электронах в атомах или и то, и другое. Давайте посмотрим на две теории по очереди.
Объяснение магнетизма с помощью теории доменов
Представьте себе где-нибудь фабрику, которая производит маленькие стержневые магниты и кораблики. их отправляли в школы на уроки естествознания.Представьте парня по имени Дэйв, у которого есть водить грузовик, перевозя много картонных коробок, каждая с магнитом внутри, в другую школу. Дэйв не успел подумать, в какую сторону сложены ящики, поэтому он складывает их внутри его грузовик какой-то старый, как. Магнит внутри одной коробки может быть указывая на север в то время как тот, что рядом с ним, указывает на юг, восток или запад. В общем и целом, магниты все перемешаны, поэтому, несмотря на то, что магнитные поля утекают из каждой коробки все они нейтрализуют друг друга.
На той же фабрике работает еще один водитель грузовика по имени Билл, который не могло быть иначе.Ему нравится все аккуратно, поэтому он загружает свой грузовик по-другому, аккуратно сложите все коробки так, чтобы они выстроились в одну линию. Может вы видите, что будет? Магнитное поле из одного ящика выровняется с поле из всех других ящиков … эффективно разворачивая грузовик в один гигантский магнит. Кабина будет похожа на гигантский северный полюс и в кузове грузовика огромный южный полюс!
То, что происходит внутри этих двух грузовиков, происходит в крошечном масштабе. внутри магнитных материалов. Согласно теории предметной области, что-то как железный пруток содержит множество крошечных карманов, называемых доменами.Каждый домен немного похож на коробку с магнит внутри. Видите, куда мы идем? Железный пруток такой же, как грузовая машина. Обычно все его бортовые «ящики» располагаются случайным образом. и нет общего магнетизма: железо не намагничено. Но расставьте все коробки по порядку, сделайте так, чтобы все они смотрели одинаково, и вы получите общее магнитное поле: эй, престо, стержень намагничен. Когда вы подносите магнит к немагниченному железному пруту и поглаживаете его систематически и многократно вверх и вниз, то, что вы делаете, переставив все магнитные «ящики» (домены) внутри так, чтобы они указать точно так же.
Теория доменов объясняет, что происходит внутри
материалы, когда они намагничены. В немагниченном материале (слева),
домены расположены случайным образом, поэтому нет общего магнитного
поле. Когда вы намагничиваете материал (справа), поглаживая стержневой магнит
над ним несколько раз в одном и том же направлении, домены перестраиваются так
их магнитные поля выравниваются, создавая комбинированное магнитное поле в
в том же направлении.
Эта теория объясняет, как может возникнуть магнетизм, но может ли он объяснить? некоторые из что мы знаем о магнитах? Если магнит разрезать пополам, мы знайте, что у вас есть два магнита, каждый с северным и южным полюсами.Тот имеет смысл согласно теории предметной области. Если разрезать магнит пополам вы получите магнит меньшего размера, который все еще забит доменами, и их можно расположить с севера на юг, как в оригинале. магнит. Как насчет того, как магнетизм исчезает при ударе магнита или нагреть это? Это тоже можно объяснить. Представьте себе фургон, полный упорядоченных коробки снова. Управляйте им хаотично, на очень высокой скорости, и это немного хотелось встряхнуть или постучать. Все коробки будут перемешиваться, так что они смотрят по-разному, и общий магнетизм исчезнет.Нагрев а магнит возбуждает его изнутри и перемешивает коробки в так же.
Объяснение магнетизма с помощью атомной теории
Теория предметной области достаточно проста для понимания, но это не полный объяснение. Мы знаем, что железные прутья не полны коробок, заполненных маленькие магниты — и, если подумать, попытка объяснить магнит говоря, что он полон более мелких магнитов, на самом деле не является объяснением все, потому что сразу возникает вопрос: какие меньшие магниты из? К счастью, есть еще одна теория, которую мы можем обратиться к.
Еще в 19 веке ученые обнаружили, что могут использовать электричество, чтобы сделать магнетизм, и магнетизм, чтобы сделать электричество. Джеймс Клерк Максвелл сказал, что эти два явления действительно были разными аспектами. из то же самое — электромагнетизм — как две стороны та же бумажка. Электромагнетизм был блестящей идеей, но он было скорее описанием, чем объяснением: он показал, как были вместо того, чтобы объяснять, почему они были сюда. Это не было до 20 века, когда позже ученые пришли к пониманию мир внутри атомов, что объяснение электромагнетизм наконец появился.
Мы знаем, что все состоит из атомов и что атомы состоят из центральный кусок материи, называемый ядром. Мельчайшие частицы называют электроны вращаться вокруг ядра по орбите, как спутники в небе над нами, но они одновременно вращаются вокруг своей оси (просто как волчки). Мы знаем, что электроны переносят электрические токи (потоки электричества), когда они проходят материалы, такие как металлы. Электроны — это в некотором смысле крошечные частицы электричества. Теперь вернемся в 19 века ученые знали, что движущееся электричество заставляет магнетизм.В 20 веке стало ясно, что магнетизм вызвано электронами, движущимися внутри атомов и создающими магнитные поля все вокруг них. Домены — это фактически группы атомов, в которых вращается электроны создают общее магнитное поле, указывающее в одну сторону, или Другой.
Работа: Магнетизм вызывается вращением и вращением электронов внутри атомов. Обратите внимание, что это изображение , а не в масштабе: большая часть атома — это пустое пространство, а электроны на самом деле намного дальше из ядра, чем я здесь нарисовал.
Подобно теории предметной области, атомная теория может объяснить многие вещи. мы знаем о магнитах, в том числе о парамагнетизме (способ магнитного материалы совпадают с магнитными полями). Большинство электронов в атоме существует парами, вращающимися в противоположных направлениях, поэтому магнитный эффект один электрон в паре нейтрализует влияние своего партнера. Но если у атома есть неспаренные электроны (у атомов железа их четыре), эти создают чистые магнитные поля, которые выстраиваются друг с другом и поворачивают весь атом в мини-магнит.Когда ставишь парамагнитный материала, такого как железо, в магнитном поле, электроны меняют свое движение для создания магнитного поля, которое совпадает с полем за пределами.
А как насчет диамагнетизма? В диамагнитных материалах нет неспаренных электронов, так что этого не происходит. Атомы обладают небольшим или нулевым общим магнетизмом и меньше подвержены влиянию внешних магнитных полей. Однако электроны, вращающиеся внутри они являются электрически заряженными частицами и, когда они движутся в магнитном поле, они ведут себя как любые другие электрически заряженные частицы в магнитном поле и испытать силу.Это очень незначительно меняет их орбиты, создавая некоторый чистый магнетизм, противодействующий то, что его вызывает (согласно классической теории электромагнитного поля, известной как закон Ленца, что связано с законом сохранения энергии). В результате создаваемое ими слабое магнитное поле противостоит вызывающему его магнитному полю, которое это именно то, что мы видим, когда диамагнитные материалы пытаются «бороться» с магнитным полем, в которое они помещены.
Краткая история магнетизма
- Древний мир: Магнетизм известен древним грекам, римлянам, и китайский.Китайцы пользуются геомантическими компасами (с деревянными надписи, расположенные кольцами вокруг центральной магнитной стрелки) в Фэн Шуй. Магниты получили свое название от города Маниса в Турции. когда-то названный Магнезией, где магнитный магнит был найден в земле.
- 13 век: магнитные компасы впервые используются для навигации в западных странах. Француз Петрус Перигринус (также называемый Питером Марикура) проводит первые надлежащие исследования магнетизма.
- 17 век: английский врач и ученый Уильям Гилберт (1544–1603) издает «На магнитах» свою монументальное научное исследование магнетизм и предполагает, что Земля — это гигантский магнит.
- 18 век: англичанин Джон Мичелл (1724–93) и Француз Шарль Огюстен де Кулон (1736–1806) изучает силы магниты могут воздействовать. Кулон также проводит важные исследования электричества, но не может соединить электричество и магнетизм как части одного и того же лежащий в основе феномен.
- XIX век: датчанин Ганс Кристиан Эрстед (1777–1851), французы Андре – Мари Ампер (1775–1836) и Доминик Араго (1786–1853) и англичанин Майкл Фарадей (1791–1867) исследуют тесная связь между электричеством и магнетизмом. Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) публикует относительно полную объяснение электричества и магнетизма (теория электромагнетизм) и предполагает, что электромагнитная энергия перемещается в волны (открывающие путь к изобретению радио). Пьер Кюри (1859–1906) демонстрирует что материалы теряют свой магнетизм выше определенной температуры (теперь известной как Кюри температура). Вильгельм Вебер (1804–1891) разрабатывает практические методы обнаружения и измерения напряженности магнитного поля.
- ХХ век: Поль Ланжевен (1872–1946) уточняет Работа Кюри с теорией, объясняющей, как на магнетизм влияет тепло. французский язык физик Пьер Вайс (1865–1940) предлагает есть частицы, называемые магнетронами, эквивалентные электронам, которые вызывают магнитное свойства материалов и излагает теорию магнитных доменов. Два американских ученых, Самуэль Абрахам Гоудсмит (1902–78) и Джордж Юджин Уленбек (1900–88), показывают, как магнитные свойства материалы возникают в результате вращательного движения электронов внутри них.
Как работает магнетизм? | Что такое магниты?
Адель БекефиGetty Images
А, магниты. Холодильники полны ими. Они питают наши запойные сеансы Netflix. Если их разбить на крошечные кусочки и разбить на Silly Putty, они могут доставить вам часы удовольствия.
Магнетизм — это сила, создаваемая магнитами, объектами, которые отталкиваются или притягиваются друг к другу. Это мощное физическое явление — один из компонентов электромагнетизма, одной из фундаментальных сил природы.
Движение электрически заряженных частиц, присутствующих во всем веществе, испускает электрические токи, которые создают магнитное поле. Эти частицы становятся крошечными магнитами, каждый с северным и южным полюсами. Технически вся материя подчиняется магнитным силам, которые пронизывают нашу Вселенную. По данным BBC, некоторые из этих эффектов более очевидны, чем другие.
Вы проверяли твиттер сегодня? Ездили на машине? Вы недавно выпили новый спектакль? Мир, в котором мы живем, питается от этих электромагнитов.
Часто магнитные поля, создаваемые этими частицами, случайны, что означает, что их северный и южный полюса компенсируют друг друга. Некоторые объекты — от кусков железной руды до алфавитного магнита, прикрепленного к вашему холодильнику — имеют магнитные поля, расположенные в одном направлении. Согласно Live Science, магнитные поля этих объектов становятся сильнее по мере увеличения скорости этих электрически заряженных частиц.
Магнетизм — таинственная сила в этой вселенной.Ученые не до конца понимают, почему это вообще происходит. Они также не уверены, почему эти частицы имеют направление на север и юг, согласно Live Science , и существует много различных форм магнетизма.
Таинственные силыДмитрий ОтисGetty Images
Ферромагнетизм, самая сильная форма магнетизма, возникает, когда материалы подвергаются воздействию внешней магнитной силы, согласно веб-сайту HyperPhysics Государственного университета Джорджии.Эти объекты становятся постоянно намагниченными в результате процесса, называемого гистерезисом. Стрелки древних железных компасов были намагничены магнитом или намагниченными минералами магнетита, извлеченными с Земли. Это единственная магнитная сила, которую люди могут ощутить.
Ферромагнетизм может быть наиболее заметной формой магнетизма, но электромагнетизм, возможно, является наиболее важным. Это фундаментальная сила, «ответственная за саму структуру нашей материи», — сказала в интервью Science Channel астроном Мишель Талер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
💡Другие фундаментальные силы — это гравитация, слабое ядерное и сильное ядерное.
Электричество и магнетизм тесно взаимосвязаны, и их соответствующие поля питаются друг от друга и взаимодействуют друг с другом. Электромагнетизм создает свет и энергию, и без него атомы и молекулы, из которых мы состоим, развалились бы. В 1865 году физик Джеймс Клерк Максвелл установил связь между этими двойными силами, подготовив почву для Эйнштейна, чтобы сформировать свою знаменитую специальную теорию относительности.
Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
Конечно, электромагнетизм широко применяется в повседневной жизни. Электромагнитные волны приводят в действие все, от микроволновых печей и телевизоров до радио и рентгеновских аппаратов.
В случаях, когда объект подвергается воздействию электрического тока, он создает временное магнитное поле в форме катушки.Однако, когда этот ток отключается, поле исчезает. Это называется электромагнитом.
Проверяли ли вы сегодня твиттер? Ездили на машине? Вы недавно выпили новый спектакль? Мир, в котором мы живем, питается от этих электромагнитов.
Магнит под ногамиANDRZEJ WOJCICKIGetty Images
Земля представляет собой гигантский магнит с соответствующими геомагнитными северным и южным полюсами благодаря нашему внешнему ядру из расплавленного железа.Магнитное поле в форме капли, которое создает Земля, которое раздавливается солнечными ветрами и называется магнитосферой, обеспечивает работу наших компасов, обеспечивает яркое сияние и даже защищает нас от вредного космического излучения. Это очень важно для защиты нашей желанной атмосферы.
Намагниченные частицы в лавовых породах вдоль поверхности Земли фиксируют направление магнитного поля нашей планеты. Таким образом, по данным National Geographic, ученые могут сказать, что магнитные полюса Земли со временем менялись, и что тектонические плиты, на которых мы живем, постепенно перемещаются.
В последние годы смещение магнитных полюсов Земли набирает обороты. Некоторые исследования показали, что они путешествуют со скоростью 35 миль в год. Это может нарушить работу навигационных систем, а вызвать головную боль у путешественников .
Наше увлечение магнетизмом насчитывает тысячи лет. Жители Мезоамерики рано поняли, что такое сила, и греки первыми задокументировали ее чудеса. Это увлечение не угасло с годами.Наше понимание магнетизма сыграло решающую роль в формировании мира, в котором мы живем сегодня.
Без него мы бы заблудились. В прямом смысле.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.
Как и почему магниты слипаются?
Это статья из серии для детей «Любопытные дети».В беседе детей просят присылать вопросы, на которые им нужен эксперт. Приветствуются все вопросы — серьезные, странные или дурацкие! Вам также может понравиться подкаст «Представь это», совместное производство ABC KIDS listen и The Conversation, основанное на «Любопытных детях».
Привет, меня зовут Дин, мне 7 лет. У меня вопрос: как и почему магниты слипаются? — Дин, 7 лет, Vermont Sth.
Привет, Дин!
Это хороший вопрос, на который сложно ответить, но я постараюсь изо всех сил.
Каждый магнит имеет две стороны: северный полюс и южный полюс. Мы используем эти названия, потому что если вы повесите магнит на нить, северный полюс магнита будет направлен (почти) в северном направлении.
Это потому, что ядро Земли (ее центр) представляет собой большой и слабый магнит. Ваш маленький сильный магнит совпадает с магнитным ядром Земли, так что он указывает на север. Так работает магнитный компас.
Если вы насыпите железных опилок (тонкий порошок железа) вокруг магнита, вы увидите изображение магнитного поля.с www.shutterstock.comМагниты не всегда слипаются.
Если вы держите два магнита не так, как вокруг, они раздвигаются — они отталкиваются! Другими словами, если вы держите два магнита вместе так, чтобы одинаковые полюса находились близко друг к другу (два севера ИЛИ два юга), они отталкиваются. Попробуй! Такое ощущение, что магниты окружены невидимым слоем резины, раздвигающим их. Этот невидимый слой называется магнитным полем.
Отталкивание одинаковых полюсов: Мы можем использовать изогнутые стрелки (называемые линиями поля), чтобы нарисовать форму магнитного поля вокруг магнитов.Стрелки всегда начинаются с северного полюса магнита и указывают на его южный полюс. Когда два одинаковых полюса указывают вместе, стрелки двух магнитов указывают в ПРОТИВОПОЛОЖНЫХ направлениях, и силовые линии не могут соединиться. Так магниты будут раздвигаться (отталкиваться). Изображение предоставлено автором.Магниты слипаются вместе (они притягиваются) только тогда, когда вы удерживаете вместе разноименные полюса (север указывает на юг). Теперь магнитное поле действует как натянутая резинка, стягивающая магниты вместе.(Будьте осторожны, два сильных магнита могут защемить вашу кожу).
Необычные полюса притягиваются: Когда северный полюс и южный полюс соединяются вместе, стрелки указывают в ОДНОМ направлении, так что силовые линии могут соединяться, а магниты притягиваются (притягиваются). Изображение предоставлено автором.Итак, почему магниты притягиваются или отталкиваются?
Вы, наверное, слышали об энергии. Энергия нужна для создания движения.
Автомобиль, который стоит на месте, начнет движение, когда внутри него сгорит бензин.Это потому, что бензин содержит запасенную энергию, которая высвобождается при сгорании.
Когда эта накопленная энергия высвобождается, часть ее превращается в энергию движения. Ученые называют эту накопленную энергию «потенциальной энергией», а энергию движения — «кинетической энергией».
Когда вы начинаете бегать, это происходит потому, что энергия, накопленная в вашей пище, высвобождается, и часть ее превращается в энергию движения.
При чем тут магниты? Что ж, магнитное поле, которое окружает все магниты, содержит запасенную энергию.Но есть способ изменить количество энергии, накопленной вокруг магнита. А способ , который вы его измените, скажет вам, в какую сторону будет двигаться магнит.
Правило запоминания
Все во вселенной подчиняется правилу. Я расскажу вам правило через мгновение, но сначала я должен сказать, что непросто объяснить , почему Вселенная следует этому правилу без сложной математики. Лучшее, что я могу сказать, это «именно так ведет себя Вселенная». (Мне жаль.Я тоже не люблю такие ответы).
Правило таково: везде, где есть запасенная энергия в объекте (и объект не привязан и не застревает на месте), тогда объект будет толкаться в направлении, которое вызывает уменьшение накопленной энергии. Накопленная энергия будет уменьшена и заменена энергией движения.
Итак, если два магнита направлены противоположными полюсами вместе (северный полюс на южный полюс), то их сближение уменьшает энергию, запасенную в магнитном поле.Они будут толкаться в направлении, уменьшающем количество накопленной энергии. То есть их заставляют вместе (это называется притяжением).
Если два магнита направлены одинаковыми полюсами вместе (южный полюс на южный полюс ИЛИ север на север), то запасенная энергия уменьшится, если они разойдутся.
Итак, наше правило гласит, что магниты будут толкаться в направлении, уменьшающем количество накопленной энергии. То есть они раздвигаются (отталкиваются).
Я также должен сказать, что когда упавшие предметы притягиваются к Земле и падают вниз, это НЕ из-за магнетизма.Это из-за силы тяжести . Земля и окружена гравитационным полем, которое также содержит накопленную энергию.
В отличие от магнетизма, гравитация никогда не отталкивает, потому что гравитация указывает только в одну сторону. Для силы тяжести нет северного и южного полюсов.
Прочитайте больше: Магнитное сердцебиение Земли, более тонкое прошлое и новые инопланетные миры
Могу ли я бесконечно извлекать накопленную энергию из магнитного поля?
№
Как только два магнита слипнутся, вам нужно будет вернуть часть накопленной энергии обратно в поле, снова раздвинув магниты. Нельзя получить энергию просто так.
Энергия, необходимая для разрыва магнитов, исходит от вас, и вы получаете ее из пищи, которую едите. А растения или животные, которых вы едите, получают свою энергию от других растений и животных или от Солнца. Вся энергия откуда-то исходит.
Здравствуйте, любопытные детки! У вас есть вопрос, на который вы хотите получить ответ от эксперта? Попросите кого-нибудь из взрослых прислать нам свой вопрос.Они могут:
* Отправьте свой вопрос по адресу [email protected]
* Сообщите нам в Твиттере
Сообщите, пожалуйста, свое имя, возраст и город, в котором вы живете. Если хотите, вы также можете отправить аудиозапись своего вопроса. Отправляйте сколько угодно вопросов! Мы не сможем ответить на все вопросы, но сделаем все, что в наших силах.
Как работают магниты? | Закручивающиеся магниты
Олли П., ученица 8-го класса (например, средней школы в США) из Новой Зеландии, написала нам, чтобы спросить: «Как работают магниты?» Он провел много исследований как в Интернете, так и в библиотеке, и, похоже, не нашел ответа на этот вопрос. Что ж, Олли, потому что это довольно сложный вопрос! Даже самые умные физики в мире не могут дать прямой ответ, но мы — эксперты в области магнита, так что мы попробуем!
Если вы читали часто задаваемые вопросы о магнитах на нашем веб-сайте, то знаете, что существует два типа магнитов — искусственные и природные, и что все магниты имеют по крайней мере один северный полюс и один южный полюс (если это звучит Земля, есть причина — Земля — магнит!).Южный полюс одного магнита будет притягивать к северный полюс другого магнита. Точно так же южный полюс одного магнита на оттолкнет на южный полюс другого магнита. Эти акты притяжения и отталкивания называются магнетизмом , а магнитное пространство вокруг магнита называется магнитным полем .
Чтобы понять, что делает материал магнитным, нужно мыслить мелко. Действительно маленький. Как атом маленький. Атомы — это основные строительные блоки, которые объединяются в молекулы, которые образуют форму, ну, почти все, что вас окружает!
Внутри каждого атома есть протоны, нейтроны и электроны.Протоны имеют положительный электрический заряд, нейтроны «нейтральны» (без электрического заряда), а электроны имеют отрицательный электрический заряд. А теперь обратите внимание на эти электроны — они ключ к нашей магнитной загадке! Видите ли, каждый электрон генерирует магнитное поле, но поле является магнитным только тогда, когда электрические заряды электронов направлены в одном направлении.
Направлено в том же направлении? Хм? Оставайтесь с нами — мы обещаем, что вы это получите! Видите ли, большинство электронов в атоме существуют парами, вращающимися в противоположных направлениях, так что магнитный эффект одного электрона в паре нейтрализует эффект другого.Но если у атома около неспаренных электронов, они создают чистые магнитные поля, которые могут выстраиваться друг с другом … и превращать весь атом в мини-магнит!
Итак, поехали. Простой ответ состоит в том, что именно то, как заряды электронов выстраиваются в атомах, которые образуют определенные материалы, делает эти материалы магнитными.
