Ο μαγνητισμός ή ονομαζόμενος μαγνητισμός ή μαγνητισμός, είναι μια διαδικασία από την οποία οι μαγνητικές διπολικές ροπές ενός υλικού με χαρακτηριστικά που καθορίζονται για αυτό, είναι ευθυγραμμισμένα. Είναι μια διαδικασία που πραγματοποιείται για τη δημιουργία μαγνητικών ιδιοτήτων σε μια ράβδο χάλυβα ή σιδήρου, είναι απλώς η μεταφορά των ιδιοτήτων ενός μαγνήτη σε ένα στοιχείο που τις λαμβάνει, παρέχοντας του τις μαγνητικές ιδιότητες του εν λόγω υλικού ή στοιχείου και στη συνέχεια προσελκύει τον άλλα αντικείμενα σαν να ήταν μαγνήτης
Αλλά τι είναι ένας μαγνήτης;
Ο μαγνήτης είναι ένα ορυκτό που συμβαίνει συνδυάζοντας οξυγόνο με μια απλή ή σύνθετη ρίζα στον πρώτο βαθμό οξείδωσης και ένα σεσσοξείδιο σιδήρου του οποίου η θεμελιώδης ιδιότητα προσελκύει μέταλλα όπως σίδηρο, νικέλιο, κοβάλτιο, επειδή δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από αυτό.
Το υλικό ή ο μαγνήτης έχει δύο διαφορετικούς ή αντίθετους μαγνητικούς πόλους, αυτοί θα καλούσαμε το Βορρά και το Νότο, για να τους καλέσουμε με συνομιλία ή δημοφιλή τρόπο και ως συνέπεια του προσανατολισμού τους προς τα άκρα του πλανήτη Γη.
Γιατί προσελκύονται υλικά;
Όταν πλησιάζουν οι πόλοι ενός μαγνήτη, εμφανίζεται ένα είδος αυτόματης απώθησης, καθώς η έλξη δημιουργείται μεταξύ των αντίθετων πόλων. Αυτά τα υλικά, που μετατρέπονται σε μαγνήτες, έχουν συνήθως σχήμα ράβδου με τους πόλους στα άκρα ή μπορούν επίσης να έχουν κλασικό σχήμα πέταλου.
Αυτό το φαινόμενο του μαγνητισμού μπορεί να λάβει πολλές μορφές, μπορεί να είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν αγωγό ή σωματίδια που κινούνται μέσω του διαστήματος, ή την κίνηση ενός ηλεκτρονίου σε μια ατομική τροχιά. Τα σώματα αποτελούνται από τρία σωματίδια: πρωτόνια, ηλεκτρόνια και νετρόνια. Τα ηλεκτρόνια είναι φυσικά μαγνήτες και είναι έτσι, ότι στα σώματα αυτά τα στοιχεία διασκορπίζονται σε όλη την έκταση τους και μπορούν να ασκήσουν τη δράση και το αποτέλεσμα τους με φυσικό τρόπο.
Έχουν όλα αυτά τα υλικά αυτήν την ιδιότητα;
Σύμφωνα με τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν, τα περισσότερα από τα υλικά με τα οποία αλληλεπιδρούμε έχουν σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό τη δυνατότητα προσέλκυσης ή μαγνητικής έλξης, φυσικά σε αυτό το ευρύ φάσμα υλικών, τα μέταλλα έχουν μεγαλύτερη και αποτελεσματική ποσόστωση από ό, τι για παράδειγμα , αυτό με πλαστικό υλικό.
Υπάρχουν υλικά όπως σίδηρος, κοβάλτιο, νικέλιο που έχουν πολύ σημαντικές μαγνητικές ιδιότητες, εάν τα φέρουμε πιο κοντά σε έναν μαγνήτη, θα το δούμε αμέσως το μεταλλικό μέρος θα το ενώσει, αυτή είναι η απλούστερη επίδειξη που μπορούμε να γνωρίζουμε. Όλα τα υλικά έχουν μαγνητικές ιδιότητες σε κάποιο βαθμό. Τοποθετώντας την ύλη σε ένα ανομοιογενές πεδίο, προσελκύεται ή απωθείται προς την κατεύθυνση της κλίσης αυτού του πεδίου. Αυτή η ιδιότητα χαρακτηρίζεται από τη μαγνητική ευαισθησία της ύλης ανάλογα με τον βαθμό μαγνητισμού που υπάρχει.
Αυτός ο μαγνητισμός θα εξαρτηθεί από το μέγεθος των διπολικών ροπών των ατόμων σε μια ουσία και από τον βαθμό στον οποίο οι διπολικές ροπές ευθυγραμμίζονται μεταξύ τους. Εδώ μπορούμε να αναφέρουμε το σίδηρο, ο οποίος έχει ή εμφανίζει πολύ σημαντικές μαγνητικές ιδιότητες, λόγω της ευθυγράμμισης των μαγνητικών ροπών των ατόμων του εντός ορισμένες περιοχές που ονομάζονται "Τομείς".
Υπάρχει ένα κράμα βορίου, σιδήρου και νεοδυμίου (NdFeB), τα οποία έχουν τα πεδία τους ευθυγραμμισμένα και χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μόνιμων μαγνητών. Το ισχυρό μαγνητικό πεδίο που παράγεται από έναν τυπικό μαγνήτη πάχους τριών χιλιοστών κατασκευασμένο από αυτό το υλικό είναι συγκρίσιμο με έναν ηλεκτρομαγνήτη κατασκευασμένο από χαλκό βρόχο που μεταφέρει ρεύμα αρκετών χιλιάδων αμπέρ. Συγκριτικά, το ρεύμα σε έναν τυπικό λαμπτήρα είναι 0,5 αμπέρ.
Μαγνητική στιγμή
Η μαγνητοποίηση Μ ενός σώματος προκαλείται από κυκλοφορούντα ηλεκτρικά ρεύματα ή στοιχειώδεις ατομικές μαγνητικές ροπές και ορίζεται ως η μαγνητική ροπή ανά μονάδα όγκος τέτοιων ρευμάτων ή στιγμών. Στο σύστημα μονάδων mks (SI), το M μετράται σε webers ανά τετραγωνικό μέτρο.
Από την άλλη πλευρά, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την επίδραση που έχει ο μαγνητισμός στις φυσικές ιδιότητες των ουσιών, μεταξύ των οποίων μπορούμε να αναφέρουμε: ηλεκτρική αντίσταση, ειδική θερμότητα και ελαστική τάση.
Μαγνητικό πεδίο
Αυτό που δείχνει ότι υπάρχει ένα μαγνητικό πεδίο είναι η δύναμη που ασκείται σε εκείνα τα φορτία που είναι σε κίνηση, αυτή η δύναμη εκτρέπει τα σωματίδια χωρίς να αλλάζει την ταχύτητά τους.
Μπορούμε να το παρατηρήσουμε, για παράδειγμα, στη ροπή μιας βελόνας πυξίδας που δρα για να ευθυγραμμίσει τη βελόνα με το μαγνητικό πεδίο της γης, η εν λόγω βελόνα είναι ένα λεπτό κομμάτι σιδήρου που έχει μαγνητιστεί. Ένα ακραίο ονομάζεται συχνά τον βόρειο πόλο και τον άλλο ακραίο νότιο πόλο, Επομένως, η δύναμη μεταξύ των δύο πόλων είναι ελκυστική, ενώ η δύναμη μεταξύ παρόμοιων πόλων είναι αποκρουστική.
Χαρακτηριστικά του γμαγνητικό πεδίο
Ένα τέτοιο μαγνητικό πεδίο μπορεί να ονομαστεί Magnetic Flux Density or Magnetic Induction, και θα συμβολίζεται πάντα με το γράμμα Β. Μια θεμελιώδης ιδιότητα ενός μαγνητικού πεδίου είναι ότι η ροή του από οποιαδήποτε κλειστή επιφάνεια εξαφανίζεται. (Μια κλειστή επιφάνεια είναι εκείνη που περιβάλλει εντελώς έναν όγκο.) Αυτό εκφράζεται μαθηματικά με το div B = 0 και μπορεί να γίνει κατανοητό φυσικά από την άποψη των γραμμών πεδίου που αντιπροσωπεύουν το B.
Τα μαγνητικά πεδία μετρώνται σε μονάδες tesla (T). (Μια άλλη κοινώς χρησιμοποιούμενη μονάδα μέτρησης για το Β είναι το gauss, αν και δεν θεωρείται πλέον τυπική μονάδα. Ένα gauss ισούται με 10-4 teslas).
Υπό αυτήν την έννοια, ένα μαγνητικό πεδίο είναι πολύ διαφορετικό από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου μπορούν να ξεκινήσουν και να τελειώσουν με φόρτιση.
Η πιο κοινή πηγή μαγνητικών πεδίων είναι το κύκλωμα ηλεκτρικού ρεύματος. Μπορεί να είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν κυκλικό αγωγό ή η κίνηση ενός περιστρεφόμενου ηλεκτρονίου σε ένα άτομο. Συνδέεται και με τους δύο τύπους βρόχων ρεύματος είναι μια μαγνητική διπολική ροπή, της οποίας η τιμή είναι iA, το προϊόν του ρεύματος i και η περιοχή του βρόχου A.
Επίσης, έχουν ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια στα άτομα ένα σχετικό μαγνητικό δίπολο με την εγγενή του συστροφή? Τέτοιες μαγνητικές διπολικές ροπές αντιπροσωπεύουν μια άλλη σημαντική πηγή μαγνητικών πεδίων.
Ένα σωματίδιο με μαγνητική διπολική ροπή συχνά ονομάζεται μαγνητικό δίπολο. (Ένα μαγνητικό δίπολο μπορεί να θεωρηθεί ως μαγνήτης μικρής ράβδου. Έχει το ίδιο μαγνητικό πεδίο με αυτόν τον μαγνήτη και συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο στα εξωτερικά μαγνητικά πεδία.)
Όταν τοποθετείται σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, ένα μαγνητικό δίπολο μπορεί να προσαρτηθεί σε μια ροπή που τείνει να το ευθυγραμμίσει με το πεδίο. Εάν το εξωτερικό πεδίο δεν είναι ομοιόμορφο, το δίπολο μπορεί επίσης να υποστεί δύναμη.
Μέθοδοι μαγνητισμού
Απευθείας επαφή:
Είναι το πιο χρησιμοποιημένο, απλώς τρίψτε το ένα άκρο του υλικού, είτε σίδερο είτε χάλυβα με έναν από τους πόλους του μαγνήτη, ενώ τρίβετε το άλλο άκρο με τον άλλο πόλο. Ενώ είναι αλήθεια ότι αυτό αποδεικνύεται εύκολα, πρέπει επίσης να γνωρίζουμε ότι το διαφορετικό Τα μαγνητικά υλικά απαιτούν διαφορετικές ενέργειες μαγνητισμού, Επομένως, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τον πλήρη κορεσμό των μαγνητών κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.
Επαγωγή:
Πολύ μικρές ράβδους χάλυβα ή σιδήρου προσεγγίζονται σε έναν αρκετά ισχυρό μαγνήτη, και στη συνέχεια ένα καλώδιο τυλίγεται σε ένα κομμάτι σιδήρου, αυτό που ονομάζουμε "πηνίο", αυτή η διαδικασία θα δημιουργήσει ένα φαινόμενο γνωστό ως ηλεκτρομαγνήτης, προσελκύοντας τα μικρά σωματίδια στον μαγνήτη. Είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί ότι το φαινόμενο της έλξης εμφανίζεται μόνο όταν το ηλεκτρικό ρεύμα κινείται.
Αυτές οι γραμμές κλείνουν πάντα από μόνες τους, οπότε αν φτάσουν σε ένα συγκεκριμένο τόμο σε κάποιο σημείο, πρέπει να αφήσουν και αυτόν τον τόμο. Υπό αυτήν την έννοια, ένα μαγνητικό πεδίο είναι πολύ διαφορετικό από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου μπορούν να ξεκινήσουν και να τελειώσουν με μια φόρτιση.