IMANTATION: ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ, МЕТОДИКА И ПРИМЕРЫ - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2024

Намагничивание или намагничивание является векторной величиной , которая является также известна как вектор намагниченности прочность. Он обозначается как M и определяется как магнитный момент m на единицу объема V. Математически это выражается следующим образом:

M = d м / dV

Единицы М в Международной системе единиц СИ, Ампер / метр, то же самое , как и у магнитного поля Н . Обозначения, выделенные жирным шрифтом, указывают на то, что это векторы, а не скаляры.

Рисунок 1. Ферритовые магниты в виде колец. Источник: Wikimedia Commons.

Итак, магнитный момент материала или вещества - это проявление движения электрических зарядов внутри атома, в основном электрона.

В принципе, электрон внутри атома можно представить как крошечный замкнутый контур тока, при этом он описывает круговую орбиту вокруг ядра. Собственно, электрон ведет себя не так, согласно квантово-механической модели атома, но это совпадает с этим в отношении магнитного эффекта.

Кроме того, у электрона есть спиновой эффект, аналогичный вращению самого себя. Это второе движение вносит еще более важный вклад в общий магнетизм атома.

Когда материал помещается во внешнее магнитное поле, магнитные моменты обоих вкладов выравниваются и создают магнитное поле внутри материала.

Методы намагничивания

Намагничивание материала означает придание ему магнитных свойств, временно или постоянно. Но для этого материал должен соответствующим образом реагировать на магнетизм, а не все материалы.

В зависимости от их магнитных свойств и реакции на внешнее магнитное поле, например магнитное, материалы делятся на три большие группы:

-Diamagnetic

-Paramagnetic

-Ferromagnetic

Все материалы являются диамагнетиками, чей отклик заключается в слабом отталкивании при помещении в центр внешнего магнитного поля.

Со своей стороны, парамагнетизм характерен для некоторых веществ, которые испытывают не очень сильное притяжение к внешнему полю.

Однако ферромагнитные материалы обладают самым сильным магнитным откликом из всех. Магнетит - это оксид железа, который является природным магнитом, известным еще в Древней Греции.

Рисунок 2. Магнетит или магнитный камень из Бразилии. Источник: Wikimedia Commons.

В способах намагничивания, которые будут описаны ниже, используются материалы с хорошим магнитным откликом для достижения желаемых эффектов. Но на уровне наночастиц можно даже намагнитить золото, металл, который обычно не имеет заметного магнитного отклика.

Как намагнитить ферромагнитный объект?

Если материал не является естественным магнитом, например кусок магнетита, он обычно размагничивается или размагничивается. Это приводит к другой классификации магнитных материалов:

- Жесткие , которые представляют собой постоянные магниты.

- Мягкие или сладкие , которые, хотя и не являются постоянными магнитами, обладают хорошим магнитным откликом.

- Полутвердые , обладающие промежуточными свойствами среди вышеперечисленных.

Магнитный отклик ферромагнитных материалов обусловлен тем, что внутри них расположены магнитные домены , области с произвольно расположенными векторами намагниченности.

Это приводит к аннулированию векторов намагниченности и нулевой суммарной намагниченности. По этой причине для создания намагниченности векторы намагниченности должны быть выровнены либо постоянно, либо, по крайней мере, на время. Таким образом материал намагничивается.

Есть несколько способов добиться этого, например, индукционным намагничиванием, контактом, трением, охлаждением и даже ударами по объекту, как подробно описано ниже.

Примеры

Выбранный метод намагничивания зависит от материала и целей процедуры.

Искусственные магниты можно создавать для самых разных функций. Сегодня магниты намагничиваются в промышленных масштабах после очень тщательной обработки.

Индукционное намагничивание

С помощью этого метода намагничиваемый материал помещается в центр сильного магнитного поля, такого как поле мощного электромагнита. Таким образом, домены и их соответствующие намагниченности сразу выравниваются по внешнему полю. И в результате материал намагничивается.

В зависимости от материала он может постоянно сохранять полученную таким образом намагниченность или терять ее, как только внешнее поле исчезает.

Натирающая намагниченность

Этот метод требует, чтобы один конец намагничиваемого материала натирался полюсом магнита. Делать это нужно в том же направлении, чтобы таким образом натертый участок приобрел противоположную полярность.

Это создает магнитный эффект таким образом, что на другом конце материала создается противоположный магнитный полюс, в результате чего вещество намагничивается.

Контактное намагничивание

При контактном намагничивании намагничиваемый объект должен непосредственно контактировать с магнитом, чтобы он приобрел свою намагниченность. Выравнивание доменов в намагничиваемом объекте происходит как каскадный эффект, быстро идущий от соприкасающегося конца к другому концу.

Типичный пример намагничивания контактов - прикрепление зажима к постоянному магниту, при этом магнит останется намагниченным, притягивая другие зажимы, образуя цепочку. Он также работает с никелевыми монетами, гвоздями и кусочками железа.

Но как только первая клипса, гвоздь или монета удаляется из магнита, намагниченность остальных исчезает, если только это не действительно сильный магнит, способный производить постоянное намагничивание.

Электрический метод намагничивания

Намагничиваемый материал оборачивается проводящей проволокой, по которой пропускается электрический ток. Электрический ток - это не что иное, как движущийся заряд, создающий магнитное поле. Это поле отвечает за намагничивание материала, помещенного внутрь, и в результате значительно увеличивается результирующее поле.

Созданные таким образом магниты можно активировать и деактивировать по желанию, просто отключив цепь, в дополнение к тому факту, что мощность магнита может быть изменена путем пропускания большего или меньшего тока. Они называются электромагнитами, и с их помощью вы можете легко перемещать тяжелые предметы или отделять магнитные от немагнитных материалов.

Намагничивание ударом

Железный стержень или даже металлический шкаф для хранения документов можно намагнитить, ударив по нему в магнитном поле. В некоторых местах магнитное поле Земли достаточно сильное, чтобы достичь этого эффекта. Железный стержень, который ударяется о землю вертикально, может намагнититься, потому что магнитное поле Земли имеет вертикальную составляющую.

Намагниченность проверяют с помощью компаса, который помещают наверху планки. Для картотеки достаточно с достаточной решимостью открывать и закрывать ящики.

Удар также может размагнитить магнит, так как он нарушает порядок магнитных доменов в материале. Такой же эффект имеет и тепло.

Намагничивание при охлаждении

Внутри Земли есть такие вещества, как базальтовые лавы, которые при охлаждении в присутствии магнитного поля сохраняют намагниченность указанного поля. Изучение этих типов веществ свидетельствует о том, что магнитное поле Земли изменило свою ориентацию с момента создания Земли.

Ссылки

1. Фигероа, Д. (2005). Серия: Физика для науки и техники. Том 6. Электромагнетизм. Отредактировал Дуглас Фигероа (USB).
2. Хьюитт, Пол. 2012. Концептуальная физика. 5 - ^й . Эд Пирсон.
3. Киркпатрик, Л. 2007. Физика: взгляд на мир. 6 ^ta Редактирование сокращено. Cengage Learning
4. Луна, М. Знаете ли вы, что золото может быть магнитом? Получено с: elmundo.es.
5. Тиллери, б. 2012. Физические науки. Макгроу Хилл.