Magnetisatie of ook wel magnetisatie of magnetisatie genoemd, wordt een proces van waaruit de magnetische dipoolmomenten van een materiaal ontstaan met kenmerken die ervoor zijn bepaald, zijn uitgelijnd. Het is een proces dat wordt uitgevoerd om magnetische eigenschappen aan een stalen of ijzeren staaf te creëren, het is eenvoudigweg om de eigenschappen van een magneet over te dragen aan een element dat ze ontvangt, magnetische eigenschappen aan het materiaal of element te geven en dit vervolgens naar een ander aan te trekken. objecten alsof het een magneet is
Maar wat is een magneet?
Een magneet is een mineraal dat ontstaat door zuurstof te combineren met een enkelvoudig of samengesteld radicaal in de eerste oxidatiegraad en een ijzersesquioxide waarvan de fundamentele eigenschap is om metalen zoals ijzer, nikkel en kobalt aan te trekken, omdat er een magnetisch veld omheen wordt gecreëerd.
Het materiaal of de magneet heeft twee verschillende of tegengestelde magnetische polen, deze zouden we het noorden en het zuiden noemen, om ze op een informele of populaire manier te noemen en als gevolg van hun oriëntatie naar de uiteinden van de planeet aarde.
Waarom worden materialen aangetrokken?
Wanneer de polen van een magneet naderen, treedt er een soort automatische afstoting op, aangezien de aantrekking wordt opgewekt tussen de tegenoverliggende polen. Deze materialen, omgezet in magneten, zijn meestal staafvormig met de palen aan de uiteinden of ze kunnen ook een klassieke hoefijzervorm hebben.
Dit fenomeen van magnetisme kan vele vormen aannemen, het kan een elektrische stroom in een geleider zijn of deeltjes die door de ruimte bewegen, of de beweging van een elektron in een atomaire orbitaal. De lichamen zijn opgebouwd uit drie deeltjes: protonen, elektronen en neutronen. Elektronen zijn van nature magneten en het is zo, dat in lichamen deze elementen verspreid zijn over hun uitgestrektheid en hun werking en effect op een natuurlijke manier kunnen uitoefenen.
Hebben alle materialen deze eigenschap?
Volgens de uitgevoerde experimenten hebben de meeste materialen waarmee we interactie hebben in meer of mindere mate de mogelijkheid om magnetische aantrekkingskracht aan te trekken of te hebben, natuurlijk hebben metalen binnen dit brede scala aan materialen een groter en effectief quotum dan bijvoorbeeld , degene met een plastic materiaal.
Er zijn materialen zoals ijzer, kobalt, nikkel die zeer uitgesproken magnetische eigenschappen hebben, als we deze dichter bij een magneet brengen, zullen we dat onmiddellijk zien het metalen deel zal erbij komen, dat is de eenvoudigste demonstratie die we kunnen weten. Alle materialen hebben tot op zekere hoogte magnetische eigenschappen. Door materie in een inhomogeen veld te plaatsen, wordt het aangetrokken of afgestoten in de richting van de gradiënt van dat veld. Deze eigenschap wordt gekenmerkt door de magnetische gevoeligheid van materie, afhankelijk van de mate van magnetisatie die er is.
Deze magnetisatie zal afhangen van de grootte van de dipoolmomenten van de atomen in een stof en de mate waarin de dipoolmomenten met elkaar zijn uitgelijnd. Hier kunnen we ijzer noemen, dat zeer duidelijke magnetische eigenschappen heeft of vertoont, vanwege de uitlijning van de magnetische momenten van zijn atomen binnenin bepaalde regio's genaamd "Domeinen".
Er is een legering van boor, ijzer en neodymium (NdFeB), waarvan de domeinen zijn uitgelijnd en die worden gebruikt om permanente magneten te maken. Het sterke magnetische veld dat wordt geproduceerd door een typische drie millimeter dikke magneet gemaakt van dit materiaal is vergelijkbaar met een elektromagneet gemaakt van een koperen lus die een stroom van enkele duizenden ampère voert. Ter vergelijking: de stroom in een typische gloeilamp is 0,5 ampère.
Magnetisch moment
De magnetisatie M van een lichaam wordt veroorzaakt door circulerende elektrische stromen of elementaire atomaire magnetische momenten, en wordt gedefinieerd als het magnetische moment per eenheid van volume van dergelijke stromen of momenten. In het mks (SI) -systeem van eenheden wordt M gemeten in webers per vierkante meter.
Aan de andere kant is het noodzakelijk om te weten welk effect magnetisatie heeft op de fysische eigenschappen van stoffen, waaronder we kunnen noemen: elektrische weerstand, soortelijke warmte en elastische spanning.
Magnetisch veld
Wat laat zien dat er een magnetisch veld is, is de kracht die wordt uitgeoefend op die ladingen die in beweging zijn, deze kracht buigt de deeltjes af zonder hun snelheid te veranderen.
Dit is bijvoorbeeld te zien aan het koppel in een kompasnaald die de naald uitlijnt met het magnetische veld van de aarde, die naald is een dun stukje ijzer dat is gemagnetiseerd. Het ene uiterste wordt vaak genoemd de noordpool en de andere uiterste zuidpool, daarom is de kracht tussen beide polen aantrekkelijk, terwijl de kracht tussen gelijkaardige polen afstotend is.
Kenmerken van de cmagnetisch veld
Dit magnetische veld kan magnetische fluxdichtheid of magnetische inductie worden genoemd, en het zal altijd worden gesymboliseerd door de letter B. Een fundamentele eigenschap van een magnetisch veld is dat de flux door een gesloten oppervlak verdwijnt. (Een gesloten oppervlak is een oppervlak dat een volume volledig omgeeft.) Dit wordt wiskundig uitgedrukt door div B = 0 en kan fysiek worden begrepen in termen van de veldlijnen die B.
Magnetische velden worden gemeten in eenheden van tesla (T). (Een andere veelgebruikte maateenheid voor B is de gauss, hoewel deze niet langer als een standaardeenheid wordt beschouwd. Eén gauss is gelijk aan 10-4 tesla's).
In die zin een magnetisch veld het is heel anders dan een elektrisch veld. Elektrische veldlijnen kunnen beginnen en eindigen met een lading.
De meest voorkomende bron van magnetische velden is het elektrische stroomcircuit. Het kan een elektrische stroom zijn in een cirkelvormige geleider of de beweging van een ronddraaiend elektron in een atoom. Geassocieerd met beide soorten stroomlussen is een magnetisch dipoolmoment, waarvan de waarde iA is, het product van stroom i en het gebied van lus A.
Ook elektronen, protonen en neutronen in atomen hebben een bijbehorende magnetische dipool met zijn intrinsieke draai; Dergelijke magnetische dipoolmomenten vertegenwoordigen een andere belangrijke bron van magnetische velden.
Een deeltje met een magnetisch dipoolmoment wordt vaak een magnetische dipool genoemd. (Een magnetische dipool kan worden gezien als een kleine staafmagneet. Hij heeft hetzelfde magnetische veld als die magneet en gedraagt zich op dezelfde manier in externe magnetische velden.)
Wanneer geplaatst in een extern magnetisch veld, kan een magnetische dipool worden bevestigd aan een koppel dat de neiging heeft om deze uit te lijnen met het veld; als het externe veld niet uniform is, kan de dipool ook worden onderworpen aan een kracht.
Magnetisatiemethoden
Direct contact:
Het is het meest gebruikt, wrijf gewoon over het ene uiteinde van het materiaal, ijzer of staal, met een van de polen van de magneet, terwijl je het andere uiteinde met de andere pool wrijft. Hoewel het waar is dat dit gemakkelijk kan worden aangetoond, moeten we ook weten dat het anders is Magnetische materialen vereisen verschillende magnetisatie-energieën, het is dus belangrijk om te weten hoeveel energie nodig is om de magneten tijdens dit proces volledig te verzadigen.
Inductie:
Heel kleine stalen of ijzeren staafjes worden benaderd tot een vrij krachtige magneet, dan wordt een kabel om een stuk ijzer gewikkeld, wat we een “spoel” noemen. het aantrekken van de kleine deeltjes naar de magneet. Het is noodzakelijk om te verduidelijken dat het fenomeen van aantrekking alleen optreedt terwijl de elektrische stroom in beweging is.
Deze lijnen sluiten altijd op zichzelf in, dus als ze op een gegeven moment in een bepaald volume gaan, moeten ze dat volume ook verlaten. In die zin is een magnetisch veld heel anders dan een elektrisch veld. Elektrische veldlijnen kunnen beginnen en eindigen met een lading.