Mıknatıslanma veya aynı zamanda mıknatıslanma veya manyetizasyon olarak da adlandırılan, bir malzemenin manyetik dipol momentlerinin olduğu bir süreç haline gelir. bunun için belirlenen özelliklere sahip, hizalı. Bir çelik veya demir çubuğa manyetik özellikler oluşturmak için gerçekleştirilen bir işlemdir, basitçe bir mıknatısın özelliklerini onları alan bir elemana aktarmak, ona söz konusu malzeme veya elemana manyetik özellikler sağlamak ve daha sonra onu çekmektir. diğer nesneler sanki bir mıknatısmış gibi
Ama mıknatıs nedir?
Mıknatıs, oksijenin birinci derece oksidasyonda basit veya bileşik bir radikal ile, çevresinde bir manyetik alan oluşması nedeniyle temel özelliği demir, nikel, kobalt gibi metalleri çeken bir demir seskioksit ile birleştirilmesiyle oluşan bir mineraldir.
Materyal veya mıknatısın iki farklı veya karşıt manyetik kutbu vardır; bunlara, bunları günlük veya popüler bir şekilde adlandırmak için kuzey ve güney diyoruz ve bunların dünya gezegeninin uçlarına doğru yönelmelerinin bir sonucu olarak.
Malzemeler neden çekiliyor?
Bir mıknatısın kutupları yaklaştığında, bir tür otomatik itme meydana gelir, çünkü çekim zıt kutuplar arasında üretilir. Mıknatısa dönüştürülen bu malzemeler genellikle uçlarında direklerle çubuk şeklinde olabileceği gibi klasik bir at nalı şekline de sahip olabilirler.
Bu manyetizma fenomeni birçok şekilde olabilir, bir iletkendeki elektrik akımı veya uzayda hareket eden parçacıklar veya bir elektronun atomik bir yörüngedeki hareketi olabilir. Gövdeler üç parçadan oluşur: protonlar, elektronlar ve nötronlar. Elektronlar doğal olarak mıknatıslardır ve öyledir ki, vücutlarda bu elementler uzantıları boyunca dağılmıştır ve eylemlerini ve etkilerini doğal bir şekilde uygulayabilirler.
Tüm malzemeler bu özelliğe sahip mi?
Gerçekleştirilen deneylere göre, etkileşimde bulunduğumuz malzemelerin çoğu, az ya da çok derecede manyetik çekim yapma ya da manyetik çekime sahip olma olasılığına sahiptir, tabii ki bu geniş malzeme yelpazesi içinde, metaller, örneğin; plastik malzemeli olan.
Çok belirgin manyetik özelliklere sahip demir, kobalt, nikel gibi malzemeler var, bunları bir mıknatısa yaklaştırırsak hemen göreceğiz. metal parça ona katılacak, bu bildiğimiz en basit gösteri. Tüm malzemeler bir dereceye kadar manyetik özelliklere sahiptir. Maddeyi homojen olmayan bir alana yerleştirerek, o alanın gradyanı yönünde çekilir veya itilir. Bu özellik, var olan manyetizasyon derecesine bağlı olarak maddenin manyetik duyarlılığı ile karakterize edilir.
Bu manyetizasyon, bir maddedeki atomların dipol momentlerinin boyutuna ve dipol momentlerinin birbiriyle hizalanma derecesine bağlı olacaktır. Burada, atomlarının manyetik momentlerinin hizalanması nedeniyle çok belirgin manyetik özelliklere sahip olan veya sergileyen demirden bahsedebiliriz. "Etki Alanları" olarak adlandırılan belirli bölgeler.
Etki alanları hizalanmış ve kalıcı mıknatıslar yapmak için kullanılan bir Bor, demir ve neodim (NdFeB) alaşımı vardır. Bu malzemeden yapılan tipik üç milimetre kalınlığındaki bir mıknatıs tarafından üretilen güçlü manyetik alan, birkaç bin amperlik bir akım taşıyan bakır bir döngüden yapılan bir elektromıknatısla karşılaştırılabilir. Buna karşılık, tipik bir ampuldeki akım 0,5 amperdir.
Manyetik Moment
Bir cismin mıknatıslanma M'si, dolaşan elektrik akımlarından veya temel atomik manyetik momentlerden kaynaklanır ve birim başına manyetik moment olarak tanımlanır. bu tür akımların veya anların hacmi. Mks (SI) birim sisteminde, M, metrekare başına weber cinsinden ölçülür.
Öte yandan, manyetizasyonun, aralarında bahsedebileceğimiz maddelerin fiziksel özellikleri üzerindeki etkisinin bilinmesi gerekir: elektrik direnci, özgül ısı ve elastik gerilim.
Manyetik alan
Manyetik alan olduğunu gösteren şey, hareket halindeki bu yüklere uygulanan kuvvettir, bu kuvvet parçacıkları hızlarını değiştirmeden saptırır.
Bunu, örneğin, iğneyi dünyanın manyetik alanıyla hizalayan bir pusula iğnesinin torkunda gözlemleyebiliriz, söz konusu iğne, mıknatıslanmış ince bir demir parçasıdır. Sıklıkla bir aşırı uç denir kuzey kutbu ve diğer aşırı güney kutbu, bu nedenle, benzer kutuplar arasındaki kuvvet itici iken, her iki kutup arasındaki kuvvet çekicidir.
C'nin özelliklerimanyetik alan
Böyle bir manyetik alan Manyetik Akı Yoğunluğu veya Manyetik İndüksiyon olarak adlandırılabilir ve her zaman B harfi ile sembolize edilecektir. Manyetik alanın temel bir özelliği, herhangi bir kapalı yüzeyden akısının kaybolmasıdır. (Kapalı bir yüzey, bir hacmi tamamen çevreleyen bir yüzeydir.) Bu, matematiksel olarak div B = 0 ile ifade edilir ve B'yi temsil eden alan çizgileri cinsinden fiziksel olarak anlaşılabilir.
Manyetik alanlar tesla (T) birimlerinde ölçülür. (B için yaygın olarak kullanılan diğer bir ölçü birimi, artık standart bir birim olarak kabul edilmese de, gauss'tur. Bir gauss 10-4 tesla'ya eşittir).
Bu anlamda bir manyetik alan elektrik alanından oldukça farklıdır. Elektrik alan çizgileri bir şarjla başlayıp bitebilir.
En yaygın manyetik alan kaynağı elektrik akımı devresidir. Dairesel bir iletkendeki elektrik akımı veya bir atomdaki yörüngede dönen bir elektronun hareketi olabilir. Her iki tür akım döngüsüyle ilişkili olan, değeri iA, akım i'nin çarpımı ve döngü A'nın alanı olan manyetik bir dipol momentidir.
Ayrıca atomlardaki elektronlar, protonlar ve nötronlar, ilişkili bir manyetik dipol kendine özgü bükümü ile; Bu tür manyetik dipol momentleri, başka bir önemli manyetik alan kaynağını temsil eder.
Manyetik dipol momentine sahip bir parçacık genellikle manyetik dipol olarak adlandırılır. (Bir manyetik dipol, küçük bir çubuk mıknatıs olarak düşünülebilir. Bu mıknatısla aynı manyetik alana sahiptir ve harici manyetik alanlarda aynı şekilde davranır.)
Harici bir manyetik alana yerleştirildiğinde, onu alanla hizalama eğiliminde olan bir torka bir manyetik çift kutup eklenebilir; Dış alan tekdüze değilse, çift kutup da bir kuvvete maruz kalabilir.
Mıknatıslanma Yöntemleri
Doğrudan iletişim:
En çok kullanılanıdır, malzemenin bir ucunu, demir veya çelik mıknatısın kutuplarından biri ile ovarken, diğer ucunu diğer kutupla ovalayın. Bunun kolayca gösterilebileceği doğru olsa da, farklı olanın da bilmeliyiz. Manyetik malzemeler farklı manyetizasyon enerjileri gerektirir, bu nedenle, bu işlem sırasında mıknatısları tam olarak doyurmak için gereken enerji miktarını bilmek önemlidir.
İndüksiyon:
Oldukça güçlü bir mıknatısa çok küçük çelik veya demir çubuklar yaklaştırılır, ardından bir demir parçasına bir kablo sarılır, bizim "bobin" dediğimiz şey, bu prosedür elektromıknatıs olarak bilinen bir fenomeni oluşturacaktır. küçük parçacıkları mıknatısa çekmek. Çekim olgusunun yalnızca elektrik akımı hareket ederken ortaya çıktığını açıklığa kavuşturmak gerekir.
Bu çizgiler her zaman kendi içlerine kapanırlar, bu nedenle bir noktada belirli bir hacme girerlerse, o hacmi de bırakmaları gerekir. Bu anlamda bir manyetik alan, bir elektrik alandan oldukça farklıdır. Elektrik alan çizgileri bir şarjla başlayıp bitebilir.