ІМАНТАЦІЯ: З ЧОГО СКЛАДАЄТЬСЯ, МЕТОД ТА ПРИКЛАДИ - ФІЗИЧНІ - 2025

Намагнічення або намагнічування є векторною величиною , яка є також відома як вектор намагніченості міцність. Він позначається як M і визначається як магнітний момент m на одиницю об'єму V. Математично він виражається так:

M = d м / дВ

Одиниці М в Міжнародній системі одиниць СІ, Ампер / метр, те ж саме , як і у магнітного поля Н . Позначення жирним шрифтом означає, що це вектори, а не скаляри.

Малюнок 1. Ферритові магніти у вигляді кілець. Джерело: Wikimedia Commons.

Тепер магнітний момент матеріалу чи речовини - це прояв руху електричних зарядів усередині атома, в основному, електронів.

В принципі, електрон всередині атома можна уявити як крихітний замкнутий ланцюг струму, тоді як він описує кругову орбіту навколо ядра. Насправді електрон не поводиться таким чином за квантово-механічною моделлю атома, але це збігається з цим з точки зору магнітного ефекту.

Крім того, електрон має спіновий ефект, аналогічний обертанню на себе. Цей другий рух дає ще важливіший внесок у загальний магнетизм атома.

Коли матеріал розміщений у зовнішньому магнітному полі, магнітні моменти обох внесків вирівнюються та створюють магнітне поле всередині матеріалу.

Методи намагнічування

Намагнічування матеріалу означає надання йому магнітних властивостей, тимчасово чи постійно. Але матеріал повинен відповідним чином реагувати на магнетизм, щоб це сталося, і це не всі матеріали.

Залежно від їх магнітних властивостей та реакції на зовнішнє магнітне поле, таке як магніт, матеріали класифікують на три великі групи:

-Діамагнітна

-Парамагнітна

-Феромагнітні

Усі матеріали є діамагнітними, реакція яких складається із слабкого відштовхування при розміщенні в середині зовнішнього магнітного поля.

Зі свого боку, парамагнетизм характерний для деяких речовин, які відчувають не дуже інтенсивне тяжіння до зовнішнього поля.

Однак феромагнітні матеріали - це ті, у кого найсильніший магнітний відгук. Магнетит - це оксид заліза, який є природним магнітом, відомим з Давньої Греції.

Рисунок 2. Магнетит або вапняк із Бразилії. Джерело: Wikimedia Commons.

Методи намагнічування, які будуть описані нижче, використовують матеріали з хорошою магнітною характеристикою для досягнення бажаних ефектів. Але на рівні наночастинок навіть можна намагнітити золото, метал, який зазвичай не має чудової магнітної реакції.

Як намагнічувати феромагнітний об’єкт?

Якщо матеріал не є природним магнітом, таким як шматок магнетиту, він, як правило, розмагнічується або розмагнічується. Це призводить до іншої класифікації магнітних матеріалів:

- Жорсткі , які є постійними магнітами.

- М’які або солодкі , які хоча і не є постійними магнітами, мають гарну магнітну характеристику.

- Напівтверді , що мають проміжні властивості серед перерахованих.

Магнітна реакція феромагнітних матеріалів пояснюється тим, що всередині них розташовані магнітні домени , ділянки з довільно розташованими векторами намагнічування.

Це призводить до того, що вектори намагніченості скасовуються, а чиста намагніченість дорівнює нулю. З цієї причини для створення намагніченості вектори намагніченості повинні бути вирівняні постійно або принаймні на час. Таким чином матеріал намагнічується.

Існує ряд способів цього досягти, наприклад, шляхом індукційної намагніченості, контакту, розтирання, охолодження та навіть удару об об’єкт, як детально описано нижче.

Приклади

Вибраний спосіб намагнічування залежить від матеріалу та цілей процедури.

Штучні магніти можна створити для найрізноманітніших функцій. Сьогодні магніти промислово намагнічуються завдяки дуже ретельному процесу.

Індукційне намагнічування

За цим методом намагнічений матеріал поміщається в середину напруженого магнітного поля, такого як потужний електромагніт. Таким чином домени та їх відповідні намагнічення негайно вирівнюються із зовнішнім полем. І результат - матеріал намагнічений.

Залежно від матеріалу, він може зберегти отриману таким чином намагніченість назавжди, або може втратити його, як тільки зовнішнє поле зникне.

Намагнічування затирання

Цей спосіб вимагає натирання одного кінця матеріалу, намагніченого полюсом магніту. Це потрібно робити в тому ж напрямку, щоб таким чином натираний ділянку набував протилежну полярність.

Це створює магнітний ефект таким чином, що на іншому кінці матеріалу створюється протилежний магнітний полюс, внаслідок чого речовина намагнічується.

Контактне намагнічування

При контактній намагніченості об'єкт, що намагнічується, повинен вступати в безпосередній контакт з магнітом, щоб він набував його намагніченості. Вирівнювання доменів в об'єкті, що намагнічується, відбувається як ефект каскаду, який швидко надходить з кінця в контакт з іншим кінцем.

Типовим прикладом контактної намагніченості є приєднання затискача до постійного магніту, і магніт залишатиметься намагніченим, залучаючи інші затискачі для формування ланцюга. Він також працює з нікелевими монетами, цвяхами та шматочками заліза.

Але як тільки перший магнітола або монета видаляється з магніту, намагніченість інших зникає, якщо тільки це не справді сильний магніт, здатний виробляти постійне намагнічування.

Електричний метод намагнічування

Магнітизований матеріал загортається в струмопровідний дріт, через який пропускається електричний струм. Електричний струм - це не що інше, як рухомий заряд, який виробляє магнітне поле. Це поле відповідає за намагнічування матеріалу, розміщеного всередині, і ефект полягає в значному збільшенні отриманого поля.

Створені таким чином магніти можна активувати та дезактивувати за бажанням, просто відключивши ланцюг, крім того, що потужність магніту можна змінювати, пропускаючи більш чи менший струм. Їх називають електромагнітами і за допомогою них можна легко переміщувати важкі предмети або відокремлювати магнітні від немагнітних матеріалів.

Намагнічування ударом

Залізний стрижень або навіть металевий шафа для подачі можна намагнітити, вдаривши його всередину в магнітне поле. У деяких місцевостях магнітне поле Землі є досить сильним, щоб досягти цього ефекту. Залізна планка, яка вражає землю вертикально, може намагнічуватися, оскільки магнітне поле Землі має вертикальну складову.

Намагнічування перевіряється за допомогою компаса, який розміщується вгорі планки. Для шафи для подачі ящиків досить відкривати і закривати ящики з достатньою рішучістю.

Удар також може знеструмлювати магніт, оскільки він руйнує порядок магнітних доменів всередині матеріалу. Тепло також має такий же ефект.

Намагнічування охолодженням

У внутрішній частині Землі є такі речовини, як базальтові лави, які при охолодженні в присутності магнітного поля зберігають намагніченість зазначеного поля. Дослідження цих типів речовин є свідченням того, що магнітне поле Землі змінило свою орієнтацію з моменту створення Землі.

Список літератури

1. Фігероа, Д. (2005). Серія: Фізика для науки та техніки. Том 6. Електромагнетизм. Під редакцією Дугласа Фігероа (USB).
2. Хьюїтт, Пол. 2012. Концептуальна фізична наука. 5- ^й . Ред. Пірсон.
3. Кіркпатрик, Л. 2007. Фізика: погляд у світ. 6 ^та Редагування скорочено. Cengage Learning
4. Луна, М. Ви знали, що золото може бути магнітом? Відновлено з: elmundo.es.
5. Тіллері, Б. 2012. Фізична наука. McGraw Hill.