Магнит это что: Что такое магнит? — блог Мира Магнитов

Что такое магнит? — блог Мира Магнитов

Что такое магниты? 

Магниты – это тела, обладающие способностью притягивать железные и стальные предметы и отталкивать некоторые другие благодаря действию своего магнитного поля.

Магнитное поле постоянных магнитов создается электрическими микротоками, циркулирующими внутри молекул вещества (гипотеза Ампера).Силовые линии магнитного поля проходят с южного полюса магнита, а выходят с северного полюса.

Магнитные термины

Постоянный магнит — изделие из магнитотвердого материала с высокой остаточной магнитной индукцией, сохраняющее состояние намагниченности в течение длительного времени.

Магнитная индукция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства.

Магнитная сила «Br» — это способность намагниченных железных и металлических тел или магнитов притягивать другие железные намагниченные с противоположных знаком полярности тела. Измеряется в тестах (Тл) или гауссах (Гс).

Коэрцитивная сила «Hс» (от лат. coercitio «удерживание») — это значение напряжённости магнитного поля, необходимое для полного размагничивания ферро- или ферримагнитного вещества.

Максимальная энергия – «Bhmax». Рассчитывается путем умножения остаточной магнитной силы «Br» и коэрцитивности «Нс». Измеряется в МГсЭ (мегагауссэрстед).

Коэффициент температуры остаточной магнитной силы – «Тс» и «Br». Характеризует зависимость «Br» от температурного значения;

Tmax – наивысшее значение температуры, при достижении которого постоянные магниты утрачивают свойства с возможностью обратного восстановления;

Tcur – наивысшее значение температуры, когда магнитный материал безвозвратно утрачивает свойства. Этот показатель называется температурой «Кюри».

Виды магнитов

Электромагниты – это туго намотанные на каркас витки провода, обычно с железным сердечником, который действует как постоянный магнит только тогда, когда по проводу течет ток.

Сила и полярность магнитного поля, создаваемого электромагнитом, обусловлены изменением величины и направления электрического тока, текущего по проводу.

Временные магниты – это магниты, которые действуют как постоянные магниты только тогда, когда находятся в сильном магнитном поле, и теряют свой магнетизм, когда магнитное поле исчезает. Например: скрепки и гвозди, а также другие изделия из мягкого железа.

Постоянные магниты – наиболее привычный нам вид магнитов. Они постоянные в том смысле, что будучи однажды намагничены, эти магниты сохраняют некоторый уровень остаточной намагниченности. Разные виды постоянных магнитов имеют различные характеристики или свойства, относящиеся к тому, как легко они размагничиваются, насколько они сильные, как их сила меняется с температурой и т. д.

Ферритовые магниты 

Ферритовые магниты — это магниты, полученные в результате соединения оксида железа с оксидами других металлов: Барий (Ba) или Стронций (Sr). Формула: MeO*6Fe2O3, где Ме — Барий (Ba) или Стронций (Sr)

Плюсы:

• Температурный диапазон: от -40°C до +300°C
  
• Обладают антикоррозийными свойствами, им не нужна дополнительная защита от неблагоприятной окружающей среды и влаги 
  
• Доступная ценовая категория
  

Минусы: 

• Хрупкость, высокая твердость, низкая прочность
  
• Магнитные свойства сохраняются от 10 до 30 лет
  

Применение ферритовых магнитов

Назначение феррита — защитить технику от внешних помех и не допустить порчи сигнала, получаемого по кабелю. Благодаря этому свойству магниты используют при производстве навигаторов, мониторов, принтеров и другого оборудования, где важно получить чистый сигнал или изображение.

Применяется ферритовый магнит в автомобилестроении и промышленности. Используется в различной технике и электроприборах, а также бытовых установках, генераторах, системах акустики. При производстве автомобилей магниты используют в системах охлаждения, стеклоподъемниках и вентиляторах. 

Ферритовый магнит — один из самых важных элементов электродинамического динамика. Переменный ток, протекающий через обмотку динамика, взаимодействует с магнитным полем этого магнита, что вызывает в соответствии с законом Ампера, переменную силу, воздействующую на диффузор динамика.

Геркон «герметичный контакт»- миниатюрная цилиндрическая стеклянная колбочка, в противоположные концы которой впаяны два контакта, обладающие ферромагнитными свойствами: подвижный и неподвижный. Если поднести к ней магнит, то подвижный контакт соприкоснется с неподвижным и цепь. 

Неодимовые магниты 

Неодимовые магниты — это сплав трёх элементов: неодима (Nd) 33%, железа (Fe) 65% и бора (B) 2%.
Полная химическая формула неодимового магнита — Nd2Fe14B

Nd неодим – относится к цериевой группе лантаноидов и группе редкоземельных элементов (содержание которых в земной коре сравнительно мало и в чистом виде эти элементы не встречаются). Месторождения неодима находятся в США, Казахстане, Украине, Австралии, Индии, Норвегии, Швеции и Финляндии. В РФ это Мурманская область и Республика Саха (Якутия). За последние десятилетия КНР стала главным производителем и экспортёром неодима на мировой рынок с долей 90-94%. 

Сила сцепления неодимовых магнитов

Факторы влияющие на силу сцепления неодимового магнита: 

• Самый важный фактор — это расстояние между магнитом и объектом, на который направлена сила притяжения. Если непосредственный контакт отсутствует сила сцепления быстро уменьшается по мере увеличения расстояния. Даже незначительный разрыв в полмиллиметра, между объектом и магнитом, способен при определенных обстоятельствах наполовину снизить силу сцепления. Наличие тонкого слоя краски или грязи на объекте притяжения также значительно уменьшает силу сцепления.
• Важную роль играет материал, из которого изготовлен объект притяжения. Сила сцепления, приведенная в технических характеристиках неодимового магнита, достигается в том случае, если объект притяжения изготовлен из чистого железа.
• Поверхность объекта притяжения. Более гладкая поверхность объекта притяжения усиливает силу сцепления. В случае наличия шероховатостей на поверхности сила сцепления значительно уменьшается.
• Направление усилия на отрыв. Теоретически, максимальная сила сцепления достигается, если усилие на отрыв направлено вертикально по отношению к контактной поверхности, т.е., под углом 90 градусов относительно плоскости.
• Толщина объекта притяжения. Чем толще объект притяжения, тем сильнее сила сцепления. Если объект притяжения обладает слишком тонкой толщиной — происходит эффект магнитного насыщения и часть энергии магнитного поля пропадает впустую.

Применение неодимовых магнитов

Упаковка и рекламная продукция (сувениры, рекламные материалы) 

Приборостроение медицина — изготовление магнитно-резонансной томографии, хирургического оборудования, для диагностики и лечения 

Производство игрушек и подарков — развивающие игры для детей, пазлы, конструкторы, мозайки и т.д.

Неодимовые магниты применяют везде: в науке, промышленности, изготовлении рекламной или упаковочной продукции, в электротехнике и радиотехнике, в сельском хозяйстве, в медицине и просто в быту.

Что такое магнит? Свойства и характеристики магнитов

Чтобы понять суть магнетизма и веществ, называемых магнитами, необходимо несколько углубиться в теорию электромагнитного взаимодействия и внутренней структуры твердых веществ. Физиками установлен основополагающий закон: «Вокруг любого движущегося электрического заряда возникает магнитное поле, а магнитное поле действует на любой движущийся заряд». Закон подтвержден экспериментально опытами Эрстеда и Ампера и ему подчиняются все электрические заряды — электроны, протоны, ионизированные атомы и молекулы.

Из курса школьной физики известно, что вся материя состоит из атомов и молекул, представляющих сложную структуру из нуклонов и вращающихся вокруг них электронов. То есть, в каждом физическом теле, независимо от его фазового состояния, находится огромное количество движущихся зарядов. Значит, должно возникать и магнитное поле. Почему же у одних веществ оно есть, у других его нет?

Почему вещества намагничиваются?

Дело в том, что движение электронов по орбитах носит хаотический характер, а магнитное поле имеет направленное действие. Если взять любой магнит, то у него легко заметить два полюса — северный и южный. Магниты взаимодействуют наподобие электрических зарядов «плюс» и «минус». Одноименные притягиваются, разноименные отталкиваются. Так же и магнитные полюса — северный притягивается к южному, но отталкивается от северного, и наоборот.

Внутри обычного вещества вокруг каждого атома возникают магнитные поля с определенной ориентацией силовых линий. Направление их такое же хаотичное, как и вращение электронов. Поля взаимно погашаются и вокруг массивного тела их нет.

Но есть ряд веществ, у которых значительная часть атомов выстраивается в определенном порядке. Атомы образуют пространственные структуры, домены, с ориентированным магнитным полем. Полюса доменов направлены в одну сторону, и вещество превращается в магнит на макроскопическом уровне.

Что мы называем магнитом? Предмет, который может притягивать некоторые металлы, действовать на проводник с током, или другой магнит на расстоянии. Магнитное поле, как и электрическое, дистанционно. Для начала взаимодействия тела не должны касаться друг друга, а только находится вблизи. Величина расстояния различна — от нескольких миллиметров, до сотен и тысяч километров.

Виды магнитов

Необходимо отметить, что магнитное поле возникает вокруг любого твердого тела. Но большинство таких полей столь мало по интенсивности, что мы их не обнаруживаем даже при помощи специальных приборов. В то же время в природе есть вещества, у которых расположение атомов в кристаллической решетке отличается определенной направленностью и магнитное поле их окружает постоянно. Одно из таких веществ — магнитных железняк, или магнетит.

В процессе развития техники необходимость в магнитах возрастала. Ученые разработали рецептуры сплавов на основе железа, которые обладали более высокими магнитными свойствами — это стали с содержанием вольфрама, кобальта, хрома, никеля, алюминия, меди. Такие вещества, помещенные в электромагнитное поле, легко намагничиваются, а после отключения поля, сохраняют намагниченность. Изделия из такого материала получило название постоянного магнита. Широкое распространение получили ферритовые магниты на основе оксида железа и окислов бария и стронция.

Неодимовые магниты обладают более сильным полем. Они производятся из сплава железа, неодима и бора. Отличаются небольшими размерами, но очень большой силой сцепления на близком расстоянии.

Электромагниты — класс веществ, у которых магнетизм проявляется только при прохождении тока по катушке, намотанной вокруг сердечника из этого материала. Это так называемые ферромагниты. Они отлично намагничиваются, но не сохраняют остаточного поля после отключения тока. Пример — стали Э1, Э2, Э3, Э4.

Читайте также

Магнитное поле помогает оздоровлению мышц. В спортзал можно не ходить?

1 декабря 2020

Автор фото, Getty Images

Недавнее исследование, проведенное учеными из Национального университета Сингапура, показало, что один из белков, входящих в состав нашей мышечной ткани, реагирует на слабое магнитное поле, стимулируя мышечный рост.

С возрастом люди постепенно теряют мышечную массу и силу. Причины этого до сих пор толком не известны, поэтому изучение всех аспектов мышечного здоровья представляет немалый интерес, как для ученых, так и для всех, кто столкнулся с проблемой возрастной потери мышечной массы.

Команда под руководством доцента Альфредо Франко-Обрегона из Института инноваций и технологий здравоохранения при сингапурском университете (iHealthtech) обнаружила, что белок TRPC1 реагирует на слабые колебания магнитного поля.

Такая реакция обычно наблюдается во время физических упражнений. Эту чувствительность к воздействию магнитного поля можно использовать для стимуляции восстановления мышц, что может улучшить качество жизни пациентов с нарушенной подвижностью.

Результаты совместного исследования ученых из сингапурского университета и швейцарского Федерального технологического института опубликованы в журнале Advanced Biosystems.

Магнитное поле и здоровье мышц

Магнитные поля, которые исследователи использовали для стимуляции мышц, всего в 10-15 раз сильнее, чем магнитное поле Земли, но намного слабее, чем привычный нам стержневой магнит. Это дало ученым возможность предположить, что мышцы человека естественным образом реагируют на слабое магнитное поле.

Чтобы проверить эту теорию, группа исследователей сначала использовала специальную экспериментальную установку, чтобы нейтрализовать влияние всех окружающих магнитных полей. Исследователи обнаружили, что мышечные клетки действительно росли медленнее, когда они были защищены от воздействия всех магнитных полей окружающей среды.

Автор фото, Westend61

Подпись к фото,

Об отказе от физических упражнений в исследовании не говорится — какая незадача для лентяев…

Эти наблюдения убедительно подтвердили идею о том, что магнитное поле Земли естественным образом взаимодействует с мышцами, вызывая биологические реакции.

Чтобы продемонстрировать участие TRPC1 в качестве своего рода «антенны», реагирующей на магнитное поле, исследователи с помощью генной инженерии создали мышечные клетки, из генома которых был удален белок TRPC1.

Оказалось, что клетки-мутанты не реагируют на любое магнитное поле. Затем исследователи смогли восстановить магнитную чувствительность путем избирательной доставки TRPC1 к этим клеткам.

Метаболические изменения, аналогичные тем, которые достигаются при физических упражнениях, наблюдались в предыдущих клинических испытаниях и исследованиях, проведенных доцентом Франко-Обрегоном. Как оказалось, для стимуляции мышечных клеток достаточно воздействия магнитного поля в течение всего 10 минут в неделю.

Почему это важно

Здоровье мышц сильно влияет на общее метаболическое состояние человека — вес, уровень сахара в крови, инсулина и холестерина, и в целом на самочувствие человека. Особенно это важно для людей с различными заболеваниями, которым трудно поддерживать высокий уровень физической активности в повседневной жизни.

Магнитные поля, симулируя работу мышц, могут помочь пациентам, неспособным выполнять упражнения из-за травм, болезней или слабости. Сейчас ученые исследуют возможности снижения зависимости пациентов от лекарственных препаратов при лечении таких заболеваний, как диабет.

«Мы надеемся, что наши исследования помогут снизить количество прописываемых препаратов для лечения заболеваний, и таким образом уменьшить побочные эффекты от лекарств и повысить качество жизни пациентов», — говорит Франко-Обрегон.

О магнетизме | Goudsmit Magnetics

‘Гистерезис’ присутствует в ферромагнитном материале. Это показано на рисунке ниже. Напряженность магнитного поля H показана вдоль оси x, а степень намагниченности (магнитная индукция) B — вдоль оси у. Если магнитное поле отсутствует, намагниченности в начале нет и график начинается с точки начала координат.

 

Если приложить магнитное поле, ферромагнитный материал становится магнитным. Это продолжается до тех пор, пока все ‘области Вейса’ в материале не будут иметь одинаковую ориентацию. Теперь материал максимально намагничен и усиление магнитного поля не влияет на степень намагниченности. Если магнитное поле ослабить, области Вейса по большей части сохранят свое положение.

 

Только когда поле станет более отрицательным, общая намагниченность также изменит направление. Это продолжается до тех пор, пока все спины не будут ориентированы в другом направлении и намагниченность не изменится. Теперь продукт размагничен.

 

Кривая гистерезиса (кривая BH)

При периодически изменяющемся внешнем магнитном поле H  намагниченность ферромагнитного материала отражает кривую намагничивания. Начиная c ‘исходного’ материала без чистого намагничивания, синяя кривая повторяется при первом приложении внешнего поля H. При достижении плотности потока насыщения с напряженностью магнитного поля Hs, намагниченность не увеличивается.

 

Если затем инвертировать поле, намагниченность при напряженности поля H = 0 не уменьшится полностью до нуля. Существует напряженность остаточного поля BR в результате того, что «области Вейса» еще не вернулись в исходное состояние.

 

Только в случае, если внешняя напряженность поля достигла противоположно направленного значения — напряженность коэрцитивного магнитного поля Hc , намагниченность В становится нулевой. Продукт размагничен. Площадь петли, через которую проходит переменная намагниченность, является мерой потерь. Материалы с низкими значениями Hc и, следовательно, с небольшими гистерезис-петлями называются мягкими магнитными материалами. Если Hc очень большой, они называются твердыми магнитными материалами.

 

Реманентность, Br:

Реманентность — магнитная индукция в магнитном материале при нулевой напряженности поля (H = 0) и после полного насыщения.

 

К началу

 

Кривая гистерезиса (кривая BH)

Магнитные аксессуары могут вызывать помехи на камерах iPhone

Магниты, встроенные в некоторые аксессуары iPhone, могут создавать магнитные поля, которые влияют на работу камер, расположенных на задней панели iPhone. В этой статье описано, какие действия нужно предпринять, чтобы избежать такого эффекта. 

С помощью камер iPhone можно делать отличные снимки даже в неблагоприятных для съемки условиях. Если в процессе фотосъемки вы случайно сместите камеру, изображение может получиться размытым. Чтобы избежать этого, в некоторых моделях iPhone используется технология оптической стабилизации изображения (OIS).¹. OIS позволяет делать четкие снимки, даже если камера случайно смещается. Кроме того, некоторые модели iPhone оснащены функцией замкнутой автофокусировки.². Эта функция противодействует гравитации и вибрации, сохраняя четкую фокусировку при фото- и видеосъемке, а также съемке панорамных видов.

Благодаря функции оптической стабилизации изображения гироскоп распознает, когда камера смещается: Чтобы уменьшить смещение изображения и получающуюся в результате этого размытость, объектив двигается в соответствии с углом гироскопа. А благодаря функции замкнутой автофокусировки встроенные акселерометры измеряют уровни воздействия гравитации и вибрации и компенсируют их. Магнитные датчики определяют положение объектива и нужным образом регулируют компенсирующее движение.

Сильное магнитное поле может стать помехой функциям оптической стабилизации изображения и замкнутой автофокусировки

Датчики положения объектива реагируют на магнитные поля. Если рядом с этими датчиками разместить магнит, магнитное поле будет влиять на их работу или временно выводить их из строя. Это может ухудшить их точность и ограничить доступный диапазон движения объектива. Камера будет задействовать другие средства стабилизации при съемке, но не функции оптической стабилизации изображения и замкнутой автофокусировки.

Как избежать магнитных помех

Некоторые аксессуары сторонних производителей оснащены мощными магнитами или намагничиваемыми металлическими пластинами, расположенными рядом с камерой (или камерами) на задней панели iPhone. Эти магниты и пластины можно крепить на чехлы-книжки или съемные чехлы либо на крепления с фиксаторами, например автомобильные. Чтобы обеспечить оптимальную работу камеры, не используйте аксессуары, в состав которых входят магниты или магнитные металлы, рядом с камерой (или камерами) на задней панели iPhone.

Если камера все равно не работает

Если после того как вы сняли чехол и другие магнитные аксессуары с iPhone, камера все равно не работает, см. инструкции в этой статье.

1. Технология OIS доступна на iPhone SE (2-го поколения), iPhone 11, iPhone 11 Pro, iPhone 11 Pro Max, iPhone XS, iPhone XS Max, iPhone XR, iPhone X, iPhone 8, iPhone 8 Plus, iPhone 7, iPhone 7 Plus, iPhone 6 Plus и iPhone 6s Plus. Обратите внимание, что сверхширокоугольная камера на iPhone 11, iPhone 11 Pro и iPhone 11 Pro Max, а также телеобъектив на iPhone 7 Plus и iPhone 8 Plus не оборудованы OIS.
2. Функция замкнутой автофокусировки доступна на iPhone SE (2-го поколения), iPhone 11, iPhone 11 Pro, iPhone 11 Pro Max, iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR.

Информация о продуктах, произведенных не компанией Apple, или о независимых веб-сайтах, неподконтрольных и не тестируемых компанией Apple, не носит рекомендательного или одобрительного характера. Компания Apple не несет никакой ответственности за выбор, функциональность и использование веб-сайтов или продукции сторонних производителей. Компания Apple также не несет ответственности за точность или достоверность данных, размещенных на веб-сайтах сторонних производителей. Обратитесь к поставщику за дополнительной информацией.

Дата публикации: 04 февраля 2021 г.

МАГНИТ — это… Что такое МАГНИТ?

магнит — См …   Словарь синонимов

МАГНИТ — (греч. magnetis от Magnetis lithos, букв. камень из Магнесии, древнего города в М. Азии), тело, обладающее намагниченностью (см. Постоянный магнит, Электромагнит, Сверхпроводящий магнит) …   Большой Энциклопедический словарь

МАГНИТ — МАГНИТ, предмет, который создает МАГНИТНОЕ ПОЛЕ область вокруг магнита, в которой другие предметы намагничиваются, т.е. подвергаются действию определенной силы. Сначала в качестве магнита использовался магнитный железняк, который является… …   Научно-технический энциклопедический словарь

МАГНИТ — МАГНИТ, магнита, муж. (греч. magnetis, по новогреч. e произн., как i). 1. Кусок железной руды или стали, обладающий свойством притягивать одни тела (железо, сталь, никель и др. ) и отталкивать другие (висмут; физ.). Естественный магнит.… …   Толковый словарь Ушакова

МАГНИТ — муж. магнитный камень, железняк, руда, со свойством притягивать железо и, обращаясь на перевес, указывать на север и на юг, а также передавать свойство это железу; это магнит естественный, природный; намагниченная ж им стальная полоса, или… …   Толковый словарь Даля

МАГНИТ — «милая, а глаза неустанно ищут тебя» татуир. Магнит магазин низких тарифов сеть продуктовых магазинов «Магнит» http://magnit info.ru/​about/​history/​ организация …   Словарь сокращений и аббревиатур

магнит — Тело, создающее или могущее создавать внешнее магнитное поле. [ГОСТ 23618 79] магнит [IEV number 151 14 06] EN magnet device intended to produce an external magnetic field [IEV number 151 14 06] FR aimant, m dispositif destiné à… …   Справочник технического переводчика

Магнит — известный, популярный магазин, привлекающий покупателей, крупный торговый центр. Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 …   Словарь бизнес-терминов

МАГНИТ — МАГНИТ, а, муж. Кусок железной руды, обладающий свойством притягивать железные или стальные предметы. Искусственный м. (намагниченное тело, предмет из металла, сплава). Как м. притягивает кто что н. кого н. (неудержимо тянет, влечёт). | прил.… …   Толковый словарь Ожегова

МАГНИТ — кусок железняка или стали, обладающий способностью притягивать и удерживать железо, сталь, чугун, никель, кобальт и нек рые сплавы. М. бывают естественные куски магнитного железняка и искусственные стальные бруски, к рым магнитные свойства… …   Технический железнодорожный словарь

Неодимовые магниты. Остерегайтесь подделок

Наверняка в детстве вы играли с магнитами и с 99% точностью можно утверждать, что это были ферромагниты.  Неодимовые магниты — появились сравнительно недавно. Сила притяжения неодимового магнита больше силы притяжения ферромагнита примерно в десять раз. 

---

В периодической таблице Менделева неодим расположен под номером 60 Nd (Neodymium) это один из металлов  лантоноидной группы, который является основой для создания магнитов малых размеров с фантастической силой сцепления. Именно такие уникальные магниты немецкая компания Energetix (EX) использует для создания своих лечебных украшений. 

Сравнение ферромагнитов и неодимовых магнитов

Итак, чем же отличается неодимовый магнит от обычного ферромагнита? Самым главным отличием ферромагнита от неодимового магнита является сила сцепления и основные магнитные характеристики: магнитная энергия, магнитная индукция и коэрцитивная сила. Значения этих характеристик у неодимовых магнитов во много раз превышает показатели ферромагнитов. 

Следующим отличием неодимовых магнитов является срок службы. Если у обычного ферромагнита срок службы составляет около 8-10 лет, после чего магнит почти полностью размагничен, то у неодимового магнита за 100 лет службы магнитоное поле уменьшается всего лишь на 1%. Поэтому неодимовый магнит, по праву можно считать вечным (если брать во внимание жизненный цикл человека).  

Немаловажным аспектом в использовании магнитов в терапевтических целях стала форма. Ферромагниты в основном производили в виде подковы, с красной и синий лапкой, обозначая полюса, между которыми проходило магнитное поле. Неодимовые магниты можно изготовить любой формы и размера и сделать их мультиполяными, то есть на их поверхности можно разместить несколько полюсов.

Стоимость неодимового магнита выше, чем у ферромагнита, что обусловлено его свойствами и сроком службы. Купив украшение с неодимовым магнитом вы получаете практически вечный магнит.

Было замечено что неодимовые магниты очень благоприятно воздействуют на организм человека они активизируют систему естественной иммунной защиты, увеличивают скорость обмена веществ, успокаивают нервную систему, нормализуют сон и давление, улучшают микроциркуляцию крови, увеличивают подвижность суставов, обладают выраженным противоотечным действием и снижают застойные явления в органах дыхания.

Все перечисленные качества неодимовых магнитов имеют значение только при условии приобретения качественного материала. А украшения немецкого бренда Energetix (EX) уже давно зарекомендовали себя как эксклюзивные, уникальные разработки в области магнитотерапии и имеют множество наград и сертификатов подтверждающих высокое европейское качество в сочетании с изысканным дизайнерский вкусом.

Остерегайтесь подделок! Каждый неодимовый магнит, на каждом нашем изделии имеет клеймо, обозначающее принадлежность к немецкому бренду ENERGETIX (EX) защищающий наши уникальные, эксклюзивные украшения от подделок. Интернет-магазин pro100healthy.ru это официальный представитель немецкого бренда Energetix (EX) в российском e-commerce пространстве с эксклюзивными ценами, созданный специально для удобства наших постоянных покупателей.

ВРЕМЕНИ для детей | Что такое магниты?

Что общего у компасов, вентиляторов и скоростных поездов? Все они используют магниты для работы. Магниты — это камни или металлы, которые создают вокруг себя невидимое поле. Это поле притягивает другие магниты и определенные металлы. Наличие магнитного поля является причиной того, что металлическую дверцу холодильника можно накрыть магнитами.

Магнитное поле сосредоточено вокруг концов магнитов. Эти концы называются полюсами. Все магниты имеют два полюса: северный полюс и южный полюс.Вы можете почувствовать магнитную силу, если держите два магнита так, чтобы их полюса находились рядом друг с другом. Если полюса противоположны (север и юг), вы почувствуете притяжение между магнитами. Если полюса идентичны (север и север или юг и юг), вы почувствуете, как магниты отталкиваются. × отталкивающий ДЖЕССИКА ПИТЕРСОН / GETTY IMAGES оттолкнуть или разделить (глагол) Меня оттолкнул запах ее напитка. друг друга.

Некоторые материалы обладают естественным магнитом. Один из примеров — магнитный камень, богатый железом. Некоторые металлы могут становиться магнитными. К ним относятся железо, кобальт и никель. Если вы пропустите немагнитный железный гвоздь через магнитное поле, вы можете превратить его в магнит. Этот процесс называется намагничиванием.

Земля — ​​гигантский магнит. Это потому, что ядро ​​планеты состоит в основном из железа. Магнитное поле Земли простирается вокруг планеты.Это называется магнитосферой. Поле наиболее сильное у Северного и Южного полюсов Земли.

Вы когда-нибудь задумывались, почему компас всегда указывает на север? Причина в том, что компас — это магнит, который сидит на оси вращения. × вращаться ФОТОАЛЬТО — ЭРИК АУДРАС / GETTY IMAGES фиксированная точка, на которой что-то вращается или балансирует (имя существительное) Педаль моего велосипеда упала с оси.. Этот магнит часто называют иглой. Поскольку противоположные полюса притягиваются, южный полюс стрелки компаса притягивается к Северному магнитному полюсу Земли.

Земля — ​​это гигантский магнит, потому что она содержит магнитный материал в виде расплавленной породы. Магнитное поле Земли, или магнитосфера, наиболее сильное вокруг Северного и Южного полюсов планеты.

ПИТЕР ГЕРМЕС ФУРИАН — GETTY IMAGES

Как работают магниты

Древние греки были одними из первых, кто открыл магниты.Им магнетизм мог показаться волшебным. В конце концов, магнитное поле не видно. Но его эффекты можно почувствовать.

За последнее столетие ученые узнали, что секрет магнита кроется в его атомной способности. × атомный SUPERSTOCK / ПОЛУЧИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ относящиеся к атомам или мельчайшим компонентам элемента (прилагательное) Атомные часы показывают очень точное время в соответствии с колебаниями внутри атома. структура. Все объекты во Вселенной состоят из атомов. В центре каждого атома находится ядро. Крошечные частицы, называемые электронами, вращаются вокруг ядра. Этот процесс создает магнитные поля вокруг электронов. Магнетизм возникает, когда электроны вращаются в одном направлении. Поскольку все магнитные силы электронов складываются, они превращают объект в один большой магнит.

Электричество и магнетизм

Поток электронов называется электричеством.Когда электроны движутся по проводу, они создают магнитное поле. Ученые считают, что магнетизм и электричество являются частью одной силы. Это называется электромагнитной силой.

Датский физик Ганс Кристиан Эрстед открыл электромагнетизм в 1820 году. Это открытие привело к значительным улучшениям в образе жизни людей. Ученые начали производить магниты, посылая электричество через катушку из проволоки, обернутую вокруг магнитного материала, такого как железо. Этот тип магнита называется электромагнитом.Электромагниты могут быть разной силы. Сила зависит от величины электрического тока и количества витков проволоки. Например, мощные электромагниты используются для подъема автомобилей на свалках.

Электромагниты используются для самых разных целей, в том числе для подъема металлолома.

ПИТЕР АН — GETTY IMAGES

Магниты везде

Магниты можно найти во многих устройствах, которыми люди пользуются каждый день. Они есть в любой машине, у которой есть мотор. Сюда входят вентиляторы, стиральные машины и автомобили.В двигателях используются магниты и катушки с проволокой, чтобы преобразовать электрическую энергию в движение.

Магниты также помогли добиться значительных успехов в области здравоохранения и транспорта. Врачи могут диагностировать заболевания с помощью МРТ или магнитно-резонансной томографии. Устройства МРТ используют магнитное поле для создания изображений органов пациентов. В Японии, Китае и Германии высокоскоростные поезда используют магниты для достижения скорости, превышающей 300 миль в час. Магниты позволяют поездам парить над путями. Это избавляет от трения × трение ENERGYY / ПОЛУЧИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ сопротивление, возникающее, когда одно тело движется в контакте с другим (имя существительное) Трение между тормозами и колесами помогает остановить машину, когда вы едете слишком быстро.в противном случае поезда двигались бы с меньшей скоростью.

Магнетизм — основная сила природы. Он нас окружает. Понимание того, как работают магниты, вдохновило людей на разработку новаторских и спасательных технологий.

Что такое магнетизм? | Магнитные поля и магнитная сила

Магнетизм — это один из аспектов комбинированной электромагнитной силы. Это относится к физическим явлениям, возникающим из-за силы, вызванной магнитами, объектами, которые создают поля, которые притягивают или отталкивают другие объекты.

Согласно веб-сайту HyperPhysics Университета штата Джорджия, магнитное поле воздействует на частицы в поле за счет силы Лоренца. Движение электрически заряженных частиц порождает магнетизм. Сила, действующая на электрически заряженную частицу в магнитном поле, зависит от величины заряда, скорости частицы и силы магнитного поля.

Все материалы обладают магнетизмом, некоторые сильнее, чем другие. Постоянные магниты, сделанные из таких материалов, как железо, испытывают сильнейшее воздействие, известное как ферромагнетизм.За редким исключением, это единственная форма магнетизма, достаточно сильная, чтобы ее могли почувствовать люди.

Противоположности притягиваются

Магнитные поля генерируются вращающимися электрическими зарядами, согласно HyperPhysics. Все электроны обладают свойством углового момента или спина. Большинство электронов имеют тенденцию образовывать пары, в которых один из них имеет «спин вверх», а другой — «спин вниз», в соответствии с принципом исключения Паули, который гласит, что два электрона не могут находиться в одном и том же энергетическом состоянии одновременно. В этом случае их магнитные поля направлены в противоположные стороны, поэтому они компенсируют друг друга. Однако некоторые атомы содержат один или несколько неспаренных электронов, спин которых может создавать направленное магнитное поле. По данным Ресурсного центра неразрушающего контроля (NDT), направление их вращения определяет направление магнитного поля. Когда значительное большинство неспаренных электронов выровнены своими спинами в одном направлении, они объединяются, чтобы создать магнитное поле, достаточно сильное, чтобы его можно было почувствовать в макроскопическом масштабе.

Источники магнитного поля биполярные, с северным и южным магнитными полюсами. По словам Джозефа Беккера из Университета Сан-Хосе, противоположные полюса (северный и южный) притягиваются, а подобные полюса (северный и северный, или южный и южный) отталкиваются. Это создает тороидальное поле или поле в форме пончика, поскольку направление поля распространяется наружу от северного полюса и входит через южный полюс.

Земля сама по себе является гигантским магнитом. Согласно HyperPhysics, планета получает свое магнитное поле от циркулирующих электрических токов внутри расплавленного металлического ядра.Компас указывает на север, потому что маленькая магнитная стрелка в нем подвешена, так что он может свободно вращаться внутри своего корпуса, выравниваясь с магнитным полем планеты. Как ни парадоксально, то, что мы называем Северным магнитным полюсом, на самом деле является южным магнитным полюсом, потому что он притягивает северные магнитные полюса стрелок компаса.

Ферромагнетизм

Если выравнивание неспаренных электронов сохраняется без приложения внешнего магнитного поля или электрического тока, образуется постоянный магнит.Постоянные магниты — результат ферромагнетизма. Приставка «ферро» относится к железу, потому что постоянный магнетизм впервые наблюдался в форме естественной железной руды, называемой магнетитом, Fe ₃ O ₄ . Кусочки магнетита можно найти разбросанными на поверхности земли или вблизи нее, и иногда они намагничиваются. Эти встречающиеся в природе магниты называются магнитными камнями. «Мы до сих пор не уверены в их происхождении, но большинство ученых считают, что магнитный камень — это магнетит, в который попала молния», — говорится в сообщении Университета Аризоны.

Вскоре люди узнали, что можно намагнитить железную иглу, поглаживая ее магнитом, в результате чего большинство неспаренных электронов в игле выстраиваются в одном направлении. По данным НАСА, примерно в 1000 году нашей эры китайцы обнаружили, что магнит, плавающий в чаше с водой, всегда выстраивался в направлении север-юг. Таким образом, магнитный компас стал огромным помощником в навигации, особенно днем ​​и ночью, когда звезды были скрыты облаками.

Было обнаружено, что другие металлы, помимо железа, обладают ферромагнитными свойствами.К ним относятся никель, кобальт и некоторые редкоземельные металлы, такие как самарий или неодим, которые используются для создания сверхпрочных постоянных магнитов.

Другие формы магнетизма

Магнетизм принимает множество других форм, но, за исключением ферромагнетизма, они обычно слишком слабы, чтобы их можно было наблюдать за исключением чувствительных лабораторных приборов или при очень низких температурах. Диамагнетизм был впервые открыт в 1778 году Антоном Бругнамсом, который использовал постоянные магниты в поисках материалов, содержащих железо.По словам Джеральда Кюстлера, широко публикуемого независимого немецкого исследователя и изобретателя, в его статье «Диамагнитная левитация — исторические вехи», опубликованной в Румынском журнале технических наук, Бругнамс заметил: «Только темный и почти фиолетовый висмут проявлял конкретное явление в исследовании; потому что, когда я положил его кусок на круглый лист бумаги, плавающий на воде, он оттолкнулся обоими полюсами магнита ».

Было установлено, что висмут обладает самым сильным диамагнетизмом из всех элементов, но, как обнаружил Майкл Фарадей в 1845 году, это свойство всей материи отталкиваться магнитным полем.

Диамагнетизм вызван орбитальным движением электронов, создающих крошечные токовые петли, которые создают слабые магнитные поля, согласно HyperPhysics. Когда к материалу прикладывается внешнее магнитное поле, эти токовые петли имеют тенденцию выравниваться таким образом, чтобы противостоять приложенному полю. Это заставляет все материалы отталкиваться постоянным магнитом; однако результирующая сила обычно слишком мала, чтобы быть заметной. Однако есть некоторые заметные исключения.

Пиролитический углерод, вещество, похожее на графит, демонстрирует даже более сильный диамагнетизм, чем висмут, хотя и только вдоль одной оси, и фактически может подниматься над сверхсильным редкоземельным магнитом.Некоторые сверхпроводящие материалы демонстрируют еще более сильный диамагнетизм ниже своей критической температуры, поэтому над ними можно левитировать редкоземельные магниты. (Теоретически из-за их взаимного отталкивания один может левитировать над другим.)

Парамагнетизм возникает, когда материал временно становится магнитным при помещении в магнитное поле и возвращается в свое немагнитное состояние, как только внешнее поле удаляется. При приложении магнитного поля некоторые из неспаренных электронных спинов выравниваются с полем и преодолевают противоположную силу, создаваемую диамагнетизмом.Однако, по словам Дэниела Марша, профессора физики Южного государственного университета Миссури, эффект заметен только при очень низких температурах.

Другие, более сложные формы включают антиферромагнетизм, при котором магнитные поля атомов или молекул выстраиваются рядом друг с другом; и поведение спинового стекла, которое включает как ферромагнитные, так и антиферромагнитные взаимодействия. Кроме того, ферримагнетизм можно рассматривать как комбинацию ферромагнетизма и антиферромагнетизма из-за многих общих черт между ними, но, по данным Калифорнийского университета в Дэвисе, он все же имеет свою уникальность.

Электромагнетизм

Когда провод перемещается в магнитном поле, поле индуцирует в проводе ток. И наоборот, магнитное поле создается движущимся электрическим зарядом. Это соответствует закону индукции Фарадея, который лежит в основе электромагнитов, электродвигателей и генераторов. Заряд, движущийся по прямой линии, как по прямому проводу, создает магнитное поле, которое вращается вокруг провода по спирали. Когда этот провод превращается в петлю, поле приобретает форму пончика или тора.Согласно Руководству по магнитной записи (Springer, 1998) Marvin Cameras, это магнитное поле можно значительно усилить, поместив ферромагнитный металлический сердечник внутрь катушки.

В некоторых приложениях постоянный ток используется для создания постоянного поля в одном направлении, которое можно включать и выключать вместе с током. Это поле может затем отклонить подвижный железный рычаг, вызывая слышимый щелчок. Это основа для телеграфа, изобретенного в 1830-х годах Сэмюэлем Ф. Б. Морзе, который позволял осуществлять связь на большие расстояния по проводам с использованием двоичного кода, основанного на импульсах большой и малой длительности.Импульсы посылались опытными операторами, которые быстро включали и выключали ток с помощью подпружиненного переключателя с мгновенным контактом или ключа. Другой оператор на принимающей стороне затем переводил слышимые щелчки обратно в буквы и слова.

Катушка вокруг магнита также может двигаться по шаблону с изменяющейся частотой и амплитудой, чтобы индуцировать ток в катушке. Это основа для ряда устройств, в первую очередь для микрофона. Звук заставляет диафрагму двигаться внутрь и наружу с волнами переменного давления.Если диафрагма соединена с подвижной магнитной катушкой вокруг магнитопровода, она будет производить переменный ток, аналогичный падающим звуковым волнам. Затем этот электрический сигнал может быть усилен, записан или передан по желанию. Крошечные сверхсильные магниты из редкоземельных элементов сейчас используются для изготовления миниатюрных микрофонов для сотовых телефонов, сообщил Марш Live Science.

Когда этот модулированный электрический сигнал подается на катушку, он создает колеблющееся магнитное поле, которое заставляет катушку двигаться внутрь и наружу по магнитному сердечнику по той же схеме. Затем катушка прикрепляется к подвижному диффузору динамика, чтобы он мог воспроизводить слышимые звуковые волны в воздухе. Первым практическим применением микрофона и динамика был телефон, запатентованный Александром Грэмом Беллом в 1876 году. Хотя эта технология была усовершенствована и усовершенствована, она все еще является основой для записи и воспроизведения звука.

Применения электромагнитов почти бесчисленны. Закон индукции Фарадея формирует основу для многих аспектов нашего современного общества, включая не только электродвигатели и генераторы, но и электромагниты всех размеров.Тот же принцип, который используется гигантским краном для подъема старых автомобилей на свалку металлолома, также используется для выравнивания микроскопических магнитных частиц на жестком диске компьютера для хранения двоичных данных, и каждый день разрабатываются новые приложения.

Штатный писатель Таня Льюис внесла свой вклад в этот отчет.

Дополнительные ресурсы

Магниты — Science World

Цели

• Определите, есть ли что-то магнитное.

• Определите, какие части магнитов наиболее привлекательны.

• Объясните взаимосвязь между электричеством и магнетизмом.

Материалы

Фон

Магнит — это объект, который создает магнитное поле: Это поле невидимо, но оно отвечает за наиболее очевидное свойство магнита: способность притягивать одни материалы, например железо, и притягивать или отталкивать другие магниты.

История
Древние греки и китайцы обнаружили, что некоторые редкие камни были намагничены естественным образом, это части минерального магнетита. Эти так называемые «магниты » притягивали маленькие кусочки железа, казалось бы, волшебным образом, и если их подвешивать свободно, они всегда указывали в одном направлении.

Первое письменное упоминание о магните относится к четвертому веку до нашей эры. в Китае. Китайцы научились делать искусственные магниты, нагревая куски руды, пока они не раскалились докрасна, а затем охлаждали куски, когда они находились в положении север / юг.Затем магнит помещали на трость и плавали в чаше с водой.

Эти плавающие магниты были предшественниками игольчатых компасов , и их использование в навигации впервые упоминается в китайском тексте от 1088 года нашей эры. Компас широко использовался на китайских кораблях к XI веку нашей эры.

Теперь мы производим магниты различных форм и размеров для различных целей. Один из наиболее распространенных магнитов — стержневой магнит — это длинный прямоугольный стержень, который притягивает куски железных (железных) предметов.

Магнитные полюса
Каждый магнит имеет один северный полюс и один южный полюс . Если вы сломаете стержневой магнит пополам, каждая половина будет иметь северный и южный полюс, даже если вы сломаете его пополам много раз. Северные полюса двух магнитов будут отталкиваться друг от друга, как и их южные полюса. С другой стороны, северный полюс и южный полюс будут притягивать друг друга.

Обычно мы говорим, что линий магнитного поля покидают северный конец магнита и входят в южный конец магнита.Силы магнита самые сильные на полюсах. Это связано с тем, что магнитное поле имеет тенденцию концентрироваться на полюсах (и расширяться и расширяться между ними).

Силовые линии магнитного поля не существуют физически — они представляют собой математическую конструкцию, которая помогает нам визуализировать, как работают магниты. Однако железные опилки вокруг магнита будут выстраиваться вдоль силовых линий, и тогда мы сможем увидеть, как магнитное поле «выглядит».

Что делает магнит?
Атомы магнитного материала сами по себе являются крошечными магнитами. Когда группы магнитных атомов выстраиваются в одном направлении, они называются магнитным доменом . Если многие магнитные домены сами выровнены, магнитное поле результирующего материала будет достаточно сильным, чтобы воздействовать на другие материалы на некотором расстоянии. Другими словами, это магнит.

Постоянный магнит имеет собственное постоянное магнитное поле. Хороший пример — магнит на холодильник. Постоянные магниты могут быть из железа, никеля или кобальта; это материалы с атомарными «магнитами», которые можно выравнивать.Такие материалы, как железо, никель и кобальт, называются ферромагнитными материалами , и их также привлекают магниты.

Движущиеся электроны могут также создать временное магнитное поле . Например, если один конец батареи соединен с другим концом с помощью провода, электроны перемещаются по проводу и создают магнитное поле. Если вы поднесете компас к проводу, он начнет двигаться в ответ на это поле.

Вся Земля тоже магнит. Чрезвычайно высокая температура внутреннего ядра создает конвекционные токи в расплавленном железе внешнего ядра Земли.Движение утюга создает электрический ток, который, в свою очередь, создает магнитное поле. Магнитные полюса Земли близко расположены к географическим полюсам, но на самом деле они противоположны. Северные полюса стержневых магнитов и стрелок компаса притягиваются к географическому северному полюсу, потому что на самом деле это южный магнитный полюс Земли!

Что следует помнить:

• Северные полюса указывают на географический север, южные полюса указывают на географический юг.
• Подобно полюсам отталкиваются, а разные полюса притягиваются.
• Магнитные силы притягивают только магнитные материалы.
• Магнитные силы действуют на расстоянии.
• При контакте с магнитом магнитный материал сам действует как магнит.
• Катушка с проволокой, по которой протекает электрический ток, становится электромагнитом.

Словарь

магнит : Материал или объект, создающий магнитное поле, которое может воздействовать на материалы вокруг него.Магнит притягивает магнитные материалы, такие как железо. У постоянных магнитов всегда есть магнитное поле.
полюс : Один из двух концов магнита, на котором сосредоточено магнитное поле.
магнитный материал : материал, притягиваемый магнитом. Само его можно было сделать магнитом.
электромагнит : временный магнит, созданный путем наматывания проволоки на железный сердечник; когда через катушку течет ток, железо становится магнитом.
притягивать : Притягивать или сближать.
Отталкивать : Оттолкнуть.

Другие ресурсы

Science World | YouTube | Магнит развлечение дома

Physics4Kids.com | Электричество и магнетизм

Магниты | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите разницу между северным и южным полюсами магнита.
• Опишите, как магнитные полюса взаимодействуют друг с другом.

Рис. 1. Магниты бывают разных форм, размеров и силы. У всех есть как северный полюс, так и южный полюс. Изолированного полюса (монополя) не бывает.

Все магниты притягивают железо, например, в дверце холодильника. Однако магниты могут притягивать или отталкивать другие магниты. Эксперименты показывают, что все магниты имеют два полюса. При свободном подвешивании один полюс будет указывать на север.Таким образом, два полюса называются северным магнитным полюсом и южным магнитным полюсом (или, точнее, полюсами, направленными на север и на юг, для притяжения в этих направлениях).

Универсальные характеристики магнитов и магнитных полюсов

Это универсальная характеристика всех магнитов: одинаковых полюсов отталкиваются, а в отличие от — притягиваются. (Обратите внимание на сходство с электростатикой: разные заряды притягиваются, а одинаковые — отталкиваются.Дальнейшие эксперименты показывают, что невозможно разделить северный и южный полюса таким образом, чтобы можно было разделить заряды + и -.

Рис. 2. Один конец стержневого магнита подвешен на нити, направленной на север. Два полюса магнита обозначены буквами N и S для полюсов, направленных на север и на юг, соответственно.

Предупреждение о заблуждении: географический северный полюс Земли скрывает S

Земля действует как очень большой стержневой магнит с южным полюсом рядом с географическим Северным полюсом.Вот почему северный полюс вашего компаса притягивается к географическому северному полюсу Земли — потому что магнитный полюс, который находится рядом с географическим Северным полюсом, на самом деле является южным магнитным полюсом! Путаница возникает из-за того, что географический термин «Северный полюс» стал использоваться (неправильно) для обозначения магнитного полюса, который находится около Северного полюса. Таким образом, термин «северный магнитный полюс» на самом деле неправильный — его следует называть южным магнитным полюсом.

Рис. 3. Неравные полюса притягиваются, а подобные полюса отталкиваются.

Рис. 4. Северный и южный полюса всегда встречаются парами. Попытки разделить их приводят к большему количеству пар полюсов. Если мы продолжим расщеплять магнит, мы в конечном итоге дойдем до атома железа с северным и южным полюсами — их тоже нельзя разделить.

Тот факт, что магнитные полюса всегда встречаются парами северный и южный, истинен от очень большого масштаба — например, солнечные пятна всегда возникают парами, которые являются северным и южным магнитными полюсами — вплоть до очень малого масштаба. Магнитные атомы имеют как северный, так и южный полюсы, как и многие типы субатомных частиц, такие как электроны, протоны и нейтроны.

Установление соединений: эксперимент на вынос — магниты на холодильник

Мы знаем, что подобные магнитные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Посмотрим, сможете ли вы показать это на примере двух магнитов на холодильник. Прилипнут ли магниты, если их перевернуть? Почему они все равно держатся за дверь? Что вы можете сказать о магнитных свойствах двери рядом с магнитом? Магниты на холодильник прилипают к металлическим или пластиковым ложкам? Прилипают ли они ко всем типам металла?

Сводка раздела

• Магнетизм — это предмет, который включает свойства магнитов, влияние магнитной силы на движущиеся заряды и токи, а также создание магнитных полей токами.
• Есть два типа магнитных полюсов: северный магнитный полюс и южный магнитный полюс.
• Северные магнитные полюса — это те полюса, которые притягиваются к географическому северному полюсу Земли.
• Подобные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются.
• Магнитные полюса всегда встречаются парами северный и южный — невозможно изолировать северный и южный полюса.

Концептуальные вопросы

1. Вулканическая и другая подобная активность в Срединно-Атлантическом хребте приводит к вытеснению материала, заполняющего промежуток между разделяющими тектоническими плитами, связанный с дрейфом континентов.Обнаружено, что намагниченность горных пород изменяется согласованным образом с удалением от хребта. Что это означает о магнитном поле Земли и как можно использовать информацию о скорости распространения, чтобы получить его исторические данные?

Глоссарий

северный магнитный полюс:

конец или сторона магнита, притягиваемая к географическому северному полюсу Земли

Южный магнитный полюс:

конец или сторона магнита, притягиваемая к южному географическому полюсу Земли

Из чего сделаны магниты

[/ caption]

Магниты — незамеченные герои Нового времени. Однако большинство людей не понимают, из чего сделаны магниты и как они вообще работают. Проблема в том, что мы просто знаем, что магниты притягивают железо и никель. Однако магниты имеют очень интересное происхождение и могут рассматриваться как физическое проявление электромагнитной силы.

Все магниты изготовлены из группы металлов, называемых ферромагнитными металлами. Это такие металлы, как никель и железо. Каждый из этих металлов обладает особым свойством однородного намагничивания.Когда мы спрашиваем, как работает магнит, мы просто спрашиваем, как объект, который мы называем магнитом, проявляет свое магнитное поле. Ответ на самом деле довольно интересный.

В каждом материале есть несколько небольших магнитных полей, называемых доменами. В большинстве случаев эти домены независимы друг от друга и обращены в разные стороны. Однако сильное магнитное поле может расположить домены любого ферромагнитного металла так, чтобы они выровнялись, чтобы создать большее и более сильное магнитное поле. Так делают большинство магнитов.

Основное различие между магнитами заключается в том, являются они постоянными или временными. Временные магниты со временем теряют свое большее магнитное поле, поскольку домены возвращаются в исходное положение. Самый распространенный способ производства магнитов — нагревание их до температуры Кюри или выше. Температура Кюри — это температура, при которой ферромагнитные металлы приобретают магнитные свойства. Нагревание ферромагнитного материала до заданной температуры на некоторое время сделает его магнитным.Нагревание выше этой точки может сделать магнетизм постоянным. Ферромагнитные материалы также можно разделить на мягкие и твердые металлы. Мягкие металлы со временем теряют свое магнитное поле после намагничивания, в то время как твердые металлы могут стать постоянными магнитами.

Не все магниты созданы человеком. Некоторые магниты встречаются в природе, например, магнит. Этот минерал использовался в древности для изготовления первых компасов. Однако у магнитов есть и другое применение. С открытием связи между магнетизмом и электричеством магниты теперь являются основной частью каждого электрического двигателя и турбины.Магниты также использовались для хранения компьютерных данных. Теперь существует тип накопителя, называемый твердотельным накопителем, который позволяет более эффективно сохранять данные на компьютерах.

Мы написали много статей о магнитах для Universe Today. Вот статья о магнитном поле Земли, а вот статья о стержневом магните.

Если вам нужна дополнительная информация о магнитах, ознакомьтесь с Обсуждением НАСА о магнитах и ​​ссылкой на статью о магнитных полях.

Мы также записали целый эпизод Astronomy Cast, посвященный магнетизму.Послушайте, Серия 42: Магнетизм повсюду.

Источники:
НАСА
Википедия

Как это:

Как загрузка …

20.1 Магнитные поля, силовые линии и сила

Магниты и намагничивание

Люди знали о магнитах и ​​магнетизме тысячи лет. Самые ранние записи относятся к древним временам, особенно в области Малой Азии под названием Магнезия — название этого региона является источником таких слов, как магнит .Магнитные породы, найденные в Магнезии, которая сейчас является частью западной Турции, вызвали интерес в древние времена. Когда люди впервые обнаружили магнитные породы, они, вероятно, обнаружили, что некоторые части этих камней притягивают куски железа или других магнитных пород сильнее, чем другие части. Эти области называются полюсами и магнитами. Магнитный полюс — это часть магнита, которая оказывает наибольшую силу на другие магниты или магнитный материал, например, железо. Например, полюса стержневого магнита показаны на рисунке 20.2 — это место, где сосредоточены скрепки.

Рис. 20.2 Стержневой магнит со скрепками, притянутыми к двум полюсам.

Если стержневой магнит подвешен так, что он свободно вращается, один полюс магнита всегда будет поворачиваться на север, а противоположный полюс — на юг. Это открытие привело к созданию компаса, который представляет собой просто небольшой удлиненный магнит, установленный так, чтобы он мог свободно вращаться. Пример компаса показан на рисунке 20.3. Полюс магнита, направленный на север, называется северным полюсом, а противоположный полюс магнита — южным.

Рис. 20.3 Компас — это удлиненный магнит, установленный в устройстве, которое позволяет магниту свободно вращаться.

Открытие того, что один полюс магнита ориентирован на север, а другой — на юг, позволило людям идентифицировать северный и южный полюса любого магнита. Затем было замечено, что северные полюса двух разных магнитов отталкиваются друг от друга, как и южные полюса. И наоборот, северный полюс одного магнита притягивает южный полюс других магнитов.Эта ситуация аналогична ситуации с электрическим зарядом, когда одинаковые заряды отталкиваются, а разные — притягиваются. В магнитах мы просто заменяем заряд на полюс : полюса отталкиваются, а полюса — притягиваются. Это показано на рисунке 20.4, на котором показано, как сила между магнитами зависит от их взаимной ориентации.

Рис. 20.4. В зависимости от их взаимной ориентации полюса магнита будут притягиваться друг к другу или отталкиваться.

Еще раз рассмотрим тот факт, что полюс магнита, направленный на север, называется северным полюсом магнита.Если противоположные полюса притягиваются, то магнитный полюс Земли, который находится близко к географическому Северному полюсу, должен быть магнитным южным полюсом! Точно так же магнитный полюс Земли, который находится близко к географическому Южному полюсу, должен быть магнитным северным полюсом. Эта ситуация изображена на рис. 20.5, на котором Земля представлена ​​как содержащая гигантский внутренний стержневой магнит с южным магнитным полюсом на географическом Северном полюсе и наоборот. Если бы мы каким-то образом подвесили гигантский стержневой магнит в космосе около Земли, то северный полюс космического магнита был бы притянут к южному полюсу внутреннего магнита Земли. По сути, именно это происходит со стрелкой компаса: ее северный магнитный полюс притягивается к южному полюсу внутреннего магнита Земли.

Рис. 20.5. Землю можно представить как содержащую гигантский магнит, проходящий через ее ядро. Южный магнитный полюс магнита Земли находится на географическом Северном полюсе, поэтому северный полюс магнитов притягивается к Северному полюсу, поэтому северный полюс магнитов получил свое название. Точно так же южный полюс магнитов притягивается к географическому Южному полюсу Земли.

Что произойдет, если разрезать стержневой магнит пополам? Вы получаете один магнит с двумя южными полюсами и один магнит с двумя северными полюсами? Ответ отрицательный: каждая половина стержневого магнита имеет северный и южный полюсы. Вы даже можете продолжить разрезать каждую часть стержневого магнита пополам, и вы всегда получите новый, меньший магнит с двумя противоположными полюсами. Как показано на рисунке 20.6, вы можете продолжить этот процесс вплоть до атомного масштаба, и вы обнаружите, что даже самые маленькие частицы, которые ведут себя как магниты, имеют два противоположных полюса.Фактически, ни в одном эксперименте не было обнаружено никаких объектов с одним магнитным полюсом, от мельчайших субатомных частиц, таких как электроны, до самых больших объектов во Вселенной, таких как звезды. Поскольку магниты всегда имеют два полюса, их называют магнитными диполями — di означает два . Ниже мы увидим, что магнитные диполи обладают свойствами, аналогичными электрическим диполям.

Рис. 20.6. Все магниты имеют два противоположных полюса, от самых маленьких, таких как субатомные частицы, до самых больших, таких как звезды.

Часы с физикой

Введение в магнетизм

Это видео представляет собой интересное введение в магнетизм и обсуждает, в частности, как электроны вокруг своих атомов вносят вклад в наблюдаемые нами магнитные эффекты.

Проверка захвата

К какому магнитному полюсу Земли притягивается северный полюс стрелки компаса?

1. Северный полюс стрелки компаса притягивается к северному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Северного полюса Земли.
2. Северный полюс стрелки компаса притягивается к южному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Северного полюса Земли.
3. Северный полюс стрелки компаса притягивается к северному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Южного полюса Земли.
4. Северный полюс стрелки компаса притягивается к южному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Южного полюса Земли.

Только некоторые материалы, такие как железо, кобальт, никель и гадолиний, обладают сильными магнитными эффектами.Такие материалы называются ферромагнетиками, после латинского слова ferrum , обозначающего железо. Другие материалы обладают слабыми магнитными эффектами, которые можно обнаружить только с помощью чувствительных инструментов. Ферромагнитные материалы не только сильно реагируют на магниты — так, как железо притягивается к магнитам, — но и сами могут намагничиваться — то есть их можно заставить быть магнитными или превратить в постоянные магниты (рис. 20.7). Постоянный магнит — это просто материал, который сохраняет свои магнитные свойства в течение длительного времени даже при воздействии размагничивающих воздействий.

Рис. 20.7 Немагниченный кусок железа помещается между двумя магнитами, нагревается, а затем охлаждается или просто постукивается в холодном состоянии. Утюг становится постоянным магнитом с выровненными полюсами, как показано: его южный полюс примыкает к северному полюсу исходного магнита, а его северный полюс примыкает к южному полюсу исходного магнита. Обратите внимание, что силы притяжения создаются между центральным магнитом и внешними магнитами.

Когда магнит приближается к ранее немагниченному ферромагнитному материалу, он вызывает локальное намагничивание материала с противоположными полюсами, расположенными ближе всего, как показано на правой стороне рисунка 20.7. Это вызывает силу притяжения, поэтому немагнитное железо притягивается к магниту.

То, что происходит в микроскопическом масштабе, показано на Рисунке 7 (а). Области внутри материала, называемые доменами, действуют как маленькие стержневые магниты. Внутри доменов выровнены магнитные полюса отдельных атомов. Каждый атом действует как крошечный стержневой магнит. В немагнитном ферромагнитном объекте домены имеют небольшие размеры и ориентированы случайным образом. В ответ на внешнее магнитное поле домены могут вырасти до миллиметра, выравниваясь, как показано на рисунке 7 (b).Это индуцированное намагничивание можно сделать постоянным, если материал нагреть, а затем охладить, или просто постучать в присутствии других магнитов.

Рис. 20.8 (a) Немагниченный кусок железа или другой ферромагнитный материал имеет произвольно ориентированные домены. (б) При намагничивании внешним магнитом домены демонстрируют большее выравнивание, и некоторые из них растут за счет других. Отдельные атомы выровнены внутри доменов; каждый атом действует как крошечный стержневой магнит.

И наоборот, постоянный магнит можно размагнитить сильными ударами или нагреванием в отсутствие другого магнита.Повышенное тепловое движение при более высокой температуре может нарушить и изменить ориентацию и размер доменов. Для ферромагнитных материалов существует четко определенная температура, называемая температурой Кюри, выше которой они не могут намагничиваться. Температура Кюри для железа составляет 1043 К (770 ° C ° C), что намного выше комнатной температуры. Есть несколько элементов и сплавов, температура Кюри которых намного ниже комнатной, и ферромагнитные только ниже этих температур.

Snap Lab

Магниты на холодильник

Мы знаем, что подобные магнитные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Посмотрим, сможете ли вы показать это на примере двух магнитов на холодильник. Прилипнут ли магниты, если их перевернуть? Почему они вообще прилепляются к дверце холодильника? Что вы можете сказать о магнитных свойствах дверцы холодильника возле магнита? Магниты на холодильник прилипают к металлическим или пластиковым ложкам? Прилипают ли они ко всем типам металла?

Проверка захвата

У вас есть один магнит с обозначенными северным и южным полюсами.Как вы можете использовать этот магнит для определения северного и южного полюсов других магнитов?

1. Если северный полюс известного магнита отталкивается полюсом неизвестного магнита при приближении их, этот полюс неизвестного магнита является его северным полюсом; в противном случае это его южный полюс.
2. Если северный полюс известного магнита притягивается к полюсу неизвестного магнита при приближении их, этот полюс неизвестного магнита является его северным полюсом; в противном случае это его южный полюс.

магнитных терминов | Глоссарий магнитных терминов — Master Magnetics

ГЛОССАРИЙ

Воздушный зазор — Пространство или расстояние между магнитом или магнито-воспринимающей поверхностью.Он может состоять из воздуха, но может быть создан из других материалов, таких как стирол, картон или цветной металл, такой как алюминий.

Alnico — Магниты, изготовленные в основном из алюминия, никеля, кобальта, меди, железа и иногда из титана. Магниты алнико можно отливать или спекать, они очень устойчивы к температуре, однако материал очень твердый и хрупкий, что не поддается обычной обработке.

Анизотропный (ориентированный) — Материал имеет предпочтительное направление магнитной ориентации, задаваемое в процессе намагничивания.Как только направление определено, его нельзя изменить.

Кривая B / H — Кривая, полученная путем построения графика зависимости величины B (индукции) от H (приложенного магнитного поля). Кривая описывает свойства магнитного материала, когда магнит намагничивается, а затем, когда он размагничивается.

Br, остаточная индукция — магнитная индукция, соответствующая нулевой силе намагничивания в магнитном материале; измеряется в гауссах.

Керамика — Магниты, состоящие из карбоната стронция и оксида железа.Керамические магниты дешевле, чем альнико и неодимовые магниты, с более низким температурным порогом, чем альнико, но выше, чем неодимовые. Керамические магниты более низкого качества могут быть неориентируемыми. Узнайте больше о керамических магнитах.

Коэрцитивная сила, Hc — величина силы, измеренная Эрстедом, необходимая для уменьшения намагниченности постоянного магнита до нуля. Некоторые типы магнитов, например керамические, размагничиваются легче, чем другие.

Температура Кюри — Температура, выше которой материал теряет свои магнитные свойства.

Сила размагничивания –Сила, противоположная направлению поля магнита, которая удаляет поток магнита после того, как он полностью намагничен.

Феррит — магнит, состоящий из оксида железа и стронция или бария.

Черный металл — Термин «черный металл» происходит от латинского слова, означающего «содержащий железо». Черные металлы часто бывают магнитными, но не только.

Flux — Описывает поток магнитного поля объекта или магниточувствительного объекта

Gauss — Единица измерения магнитной индукции B или плотности потока в C.G.S.

Gaussmeter — прибор, показывающий силу магнитного поля в любой точке непосредственно в гауссах.

Собственная коэрцитивная сила, Hci — измерение Эрстеда собственной способности материала противостоять размагничиванию.

Изотропный (неориентированный) –материал, у которого нет предпочтительного направления магнитной ориентации, что позволяет намагничивать в любом направлении.

Мега Гаусс-Эрстед (MGOe) — Накопленная энергия в магните, называемая характеристиками магнита или произведением магнитной энергии, обычно измеряется в единицах мегагаусс-эрстеда.

Магнит — Магнит — это объект из определенных материалов, природных или искусственных, которые притягивают черные металлы с помощью магнитного поля. Все магниты имеют как минимум два полюса — северный и южный — и сохранят свои полюса, даже если их разбить на более мелкие части. Невозможно получить однополюсный магнит (также известный как монополь).

Магнитная сборка — композиция из магнитных и немагнитных материалов, предназначенная для фокусировки или направления магнитного потока, что увеличивает его силу.

Магнитная индукция, B –Поток на единицу площади сечения перпендикулярно направлению магнитного пути. Измеряется в гауссах.

Магнитная полярность — Северный и южный полюса магнита, где сосредоточены силовые линии.

Магнитное насыщение –Максимальное количество энергии, которое может быть поглощено магнитным материалом для полной «зарядки» магнита.

Марка материала — Рейтинг, по которому определяется магнитная прочность.Как правило, большее число означает более сильный магнит. Например, неодимовые магниты имеют марку от N35 до N52. Магнитный класс учитывает применение, стоимость, размер, рабочую температуру и многое другое.

Max Force — максимальная сила магнита при притяжении к стали 0,5 дюйма. Также известна как тяговое усилие или тяговое усилие. Для получения более подробной информации см. Измерение силы растяжения.

Максимальное произведение энергии, BHmax –Максимальное произведение (BdHd), которое может быть получено на кривой размагничивания.

Максимальная рабочая температура — Максимальная температура воздействия, которую магнит может выдержать без значительной нестабильности на больших расстояниях или структурных изменений.

Неодим (Nd-Fe-B) — Один из «редкоземельных магнитов», неодимовые магниты, состоят из неодима, железа, бора и переходных металлов. Несмотря на свой небольшой размер, эти магниты невероятно сильны и обладают высокой энергией. С неодимовыми магнитами следует обращаться с особой осторожностью, чтобы избежать травм.

Северный полюс — Магнитный полюс, который притягивает географический Южный полюс, откуда исходит поток.

Эрстед — Единица измерения вспомогательного магнитного поля, H в системе единиц сантиметр — грамм — секунда (CGS). Это эквивалентно 1 дину на максвелл.

Ориентация — В анизотропном магните ориентация — это направление, в котором течет магнитное поле. Ориентация определяется в процессе изготовления и намагничивается в одном направлении.

Постоянный магнит — магнит, сохраняющий свои магнитные свойства в отсутствие индуцирующего поля или тока.

Покрытие — Также известный как покрытие, это процесс покрытия магнитного материала для предотвращения коррозии материалов на основе железа.

Тяговое усилие — Тяговое усилие, также известное как тяговое усилие или максимальное усилие, — это минимально необходимая сила для отделения магнита от черной металлической поверхности, к которой он притягивается.Удерживающая сила магнита определяется измерением тягового усилия. Компания Master Magnetics традиционно проверяет тяговое усилие только на магнитных узлах.

Редкоземельные магниты — Неодим (Nd-Fe-B) и самарий-кобальт (SmCo) являются самыми сильными постоянными магнитами из имеющихся и имеют значительно более высокие характеристики, чем ферритовые (керамические) и алнико-магниты.

Остаточная индукция, Br — плотность потока, измеренная в гауссах, магнитного материала после полного намагничивания в замкнутой цепи.

Самарий Кобальт (SmCo) — второй тип редкоземельного магнита, он состоит из самария, кобальта и железа.