Η ικανότητα ενός μαγνήτη να προσελκύει διάφορα μεταλλικά αντικείμενα στον εαυτό του είναι πιθανώς γνωστή σε όλους. Για να μην αναφέρουμε τη χρήση μαγνητών στην ιατρική και σε άλλες βιομηχανίες. Πώς λειτουργεί ο μαγνήτης και ποιες ουσίες προσελκύει εκτός από το σίδηρο;
Τι είναι ο μαγνήτης και πώς είναι τοποθετημένος;
Ο μαγνήτης είναι ένα σώμα που έχει το δικό του μαγνητικό πεδίο. Οι μαγνήτες διατίθενται σε διάφορες μορφές:
- Μόνιμος - προϊόντα που μετά από έναν μαγνητισμό διατηρούν αυτήν την ιδιότητα. Οι μαγνήτες χωρίζονται σε διάφορα υποείδη ανάλογα με την ισχύ και άλλες παραμέτρους.
- Προσωρινός - λειτουργούν σύμφωνα με την αρχή των σταθερών, αλλά μόνο όταν βρίσκονται σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Για παράδειγμα, προϊόντα από το λεγόμενο μαλακό σίδερο (καρφιά, συνδετήρες κ.λπ.).
- Στερεοειδή Τα καλώδια τυλίγονται σφιχτά γύρω από το πλαίσιο. Συνήθως, μια τέτοια συσκευή είναι εξοπλισμένη με έναν πυρήνα σιδήρου. Λειτουργεί μόνο εάν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το καλώδιο.
Ένας μόνιμος μαγνήτης είναι ο πιο κοινός και κοινός. Για την κατασκευή του, χρησιμοποιούνται οι πιο συχνά συνδυασμοί υλικών:
- νεοδύμιο-σίδηρος-βόριο;
- Κράμα Alnico ή UNDK (σίδηρος, αλουμίνιο, νικέλιο, κοβάλτιο).
- σαβάρι κοβαλτίου;
- φερρίτες (ενώσεις οξειδίων του σιδήρου και άλλων μετάλλων σιδηρομαγνήτη).
Κάθε μαγνήτης έχει νότιο και βόρειο πόλο. Οι ίδιοι πόλοι απωθούν και τα αντίθετα προσελκύουν.
Ενδιαφέρον γεγονός: οι μαγνήτες κατασκευάζονται συχνά σε σχήμα πέταλου. Αυτό γίνεται έτσι ώστε οι πόλοι να βρίσκονται όσο το δυνατόν πιο κοντά ο ένας στον άλλο. Έτσι δημιουργείται ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο μπορεί να προσελκύσει μεγαλύτερα μέρη του μετάλλου.
Γιατί ένας μαγνήτης προσελκύει μόνο ορισμένες ουσίες;
Η αρχή της λειτουργίας του βασίζεται στη δημιουργία μαγνητικού πεδίου με τη χρήση κινούμενων ηλεκτρονίων. Γενικά, ένα ηλεκτρόνιο είναι ο απλούστερος μαγνήτης. Και κάθε φορτισμένο σωματίδιο σε κίνηση σχηματίζει μαγνητικό πεδίο. Εάν υπάρχουν πολλά κινούμενα σωματίδια και η κίνησή τους συμβαίνει γύρω από έναν άξονα, λαμβάνεται ένα σώμα με μαγνητικές ιδιότητες.
Γιατί λοιπόν ένας μαγνήτης δεν προσελκύει όλες τις ουσίες στη σειρά; Η σύνθεση του ατόμου περιλαμβάνει τον πυρήνα, καθώς και ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από αυτόν. Τα ηλεκτρόνια έχουν ειδικά επίπεδα στα οποία περιστρέφονται ή περιστρέφονται. Σε κάθε τέτοιο επίπεδο, βρίσκονται 2 ηλεκτρόνια. Και περιστρέφονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Ωστόσο, υπάρχουν ουσίες που ονομάζονται σιδηρομαγνήτες. Ορισμένα ηλεκτρόνια δεν είναι ζευγαρωμένα. Κατά συνέπεια, ένας ορισμένος αριθμός από αυτούς μπορεί να περιστρέφεται προς την ίδια κατεύθυνση. Αυτό δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από κάθε άτομο της ύλης.
Συνήθως τα άτομα είναι σε τυχαία σειρά. Σε αυτήν την περίπτωση, τα πεδία ισορροπούν το ένα το άλλο. Αλλά αν κατευθύνετε τα μαγνητικά πεδία όλων των ατόμων σε μια κατεύθυνση, θα έχετε έναν μαγνήτη. Αξίζει να σημειωθεί ότι μπορούν να προσελκύσουν διαφορετικά μέταλλα και άλλες ουσίες, αλλά πολύ πιο αδύναμα από τα σιδηρομαγνήτες.Για να νιώσετε την έλξη, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν πολύ δυνατό μαγνήτη.
Οι σιδηρομαγνήτες περιλαμβάνουν μέταλλα όπως σίδηρος, κοβάλτιο, νικέλιο, γαδολίνιο, τερβίου, δυσπροσίου, ολμίου, erbium. Επίσης, ορισμένα μεταλλικά κράματα και ενώσεις χαρακτηρίζονται από παρόμοιες ιδιότητες. Ο αριθμός των σιδηρομαγνητών μη μεταλλικής προέλευσης δεν είναι τόσο μεγάλος, ή μέχρι στιγμής ελάχιστος. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, οξείδιο του χρωμίου.
Η μαγνητική ευαισθησία χαρακτηρίζεται από ουσίες (κυρίως μέταλλα) που έχουν μια συγκεκριμένη δομή. Ονομάζονται σιδηρομαγνήτες - αυτές είναι ουσίες στις οποίες τα μαγνητικά πεδία των ατόμων προστίθενται σε μία κατεύθυνση. Εκτός από το σίδηρο, το κοβάλτιο, το νικέλιο, το τερβίδιο, το γαδολίνιο, το δυσπροσίτιο, το όλμιο, το erbium ανήκουν σε σιδηρομαγνήτες. Επίσης, ένας μαγνήτης προσελκύει ορισμένα κράματα και ακόμη και μη μεταλλικές ουσίες - για παράδειγμα, οξείδιο του χρωμίου.
