KUVAUS: MISTÄ SE KOOSTUU, MENETELMÄ JA ESIMERKIT - FYYSINEN

Magnetointi tai magnetoinnin on vektorisuure, joka on myös tunnettu magnetointivektori vahvuus. Sitä kutsutaan M: ksi ja se määritetään magneettisena momenttina m tilavuusyksikköä V. Matemaattisesti se ilmaistaan seuraavasti:

M = d m / dV

Yksiköt M International mittayksikköjärjestelmä SI ovat ampeeri / metri, samat kuin magneettikentän H. Lihavoidulla merkinnällä tarkoitetaan, että nämä ovat vektoreita eivät skaalareita.

Kuva 1. Renkaiden muodossa olevat ferriittimagneetit. Lähde: Wikimedia Commons.

Nyt materiaalin tai aineen magneettinen momentti on osoitus sähkövarausten liikkeestä atomin sisällä, pohjimmiltaan elektronin.

Periaatteessa atomin sisällä oleva elektroni voidaan kuvitella pieneksi suljettuna virtapiirinä, kun taas se kuvaa ympyrän ympyrän kiertorataa. Todellisuudessa elektroni ei käyttäytyy tällä tavoin atomin kvantmekaanisen mallin mukaan, mutta se vastaa tätä magneettisen vaikutuksen suhteen.

Lisäksi elektronilla on spin-vaikutus, samanlainen kuin itsensä kierto. Tämä toinen liike tuottaa vielä tärkeämmän osan atomin kokonaismagneettisuudesta.

Kun materiaali sijoitetaan ulkoiseen magneettikentään, molempien osien magneettiset momentit kohdistuvat ja luovat magneettikentän materiaaliin.

Magnetointimenetelmät

Materiaalin magnetointi tarkoittaa, että sille annetaan magneettisia ominaisuuksia joko väliaikaisesti tai pysyvästi. Mutta materiaalin on reagoitava asianmukaisesti magnetismiin, jotta tämä tapahtuisi, eikä kaikki materiaalit tee niin.

Materiaalit luokitellaan kolmeen suureen ryhmään riippuen niiden magneettisista ominaisuuksista ja vasteesta ulkoiselle magneettikentälle, kuten magneettille.

-Diamagnetic

-Paramagnetic

-Ferromagnetic

Kaikki materiaalit ovat diamagneettisia, joiden vaste koostuu heikosta heijastuksesta sijoitettuna ulkoisen magneettikentän keskelle.

Paramagnetismi on ominaista joillekin aineille, joilla ei ole kovin voimakasta vetovoimaa ulkoiseen kenttään.

Ferromagneettiset materiaalit ovat kuitenkin sellaisia, joilla on kaikista voimakkain magneettinen vaste. Magnetiitti on rautaoksidi, joka on muinaisesta Kreikasta tunnettu luonnollinen magneetti.

Kuva 2. Magnetiitti tai lodestone Brasiliasta. Lähde: Wikimedia Commons.

Jäljempänä kuvatuissa magnetointimenetelmissä hyödynnetään materiaaleja, joilla on hyvä magneettinen vaste haluttujen vaikutusten saavuttamiseksi. Mutta nanohiukkasten tasolla on jopa mahdollista magnetoida kultaa, metallia, jolla ei yleensä ole merkittävää magneettista vastetta.

Kuinka magnetoida ferromagneettinen esine?

Ellei materiaali ole luonnollinen magneetti, kuten pala magnetiittia, se yleensä demagnetoidaan tai demagnetoidaan. Tämä johtaa toiseen magneettimateriaalien luokitteluun:

- Kovat, jotka ovat kestomagneetteja.

- Pehmeät tai makeat, joilla, vaikka ne eivät ole kestomagneetteja, on hyvä magneettinen vaste.

- puolikova, joilla on välituotteita edellä mainituista.

Ferromagneettisten materiaalien magneettinen vaste johtuu siitä, että magneettiset domeenit on järjestetty niiden sisälle, alueille, joissa on satunnaisesti järjestetyt magnetointivektorit.

Tämä johtaa siihen, että magnetointivektorit peruutetaan ja nettomagnetoituminen on nolla. Tästä syystä magnetoinnin luomiseksi magnetointivektorit on kohdistettava joko pysyvästi tai ainakin jonkin aikaa. Tällä tavalla materiaali magnetoidaan.

Tämän saavuttamiseksi on useita tapoja, esimerkiksi induktiomagnetoinnilla, kosketuksella, hankaamalla, jäähdyttämällä ja jopa lyömällä esineeseen, kuten jäljempänä kuvataan.

esimerkit

Valittu magnetointimenetelmä riippuu menetelmän materiaalista ja tavoitteista.

Keinotekoisia magneetteja voidaan luoda monenlaisille toiminnoille. Nykyään magneetit magnetoidaan teollisesti erittäin huolellisen prosessin jälkeen.

Induktiomagnetointi

Tällä menetelmällä magnetoitava materiaali sijoitetaan voimakkaan magneettikentän, kuten voimakkaan sähkömagneetin, keskelle. Tällä tavalla alueet ja niiden vastaavat magnetoinnit kohdistetaan välittömästi ulkoiseen kenttään. Ja seurauksena on, että materiaali magnetoituu.

Materiaalista riippuen se voi pitää näin saadun magnetoinnin pysyvästi yllä, tai se voi menettää sen heti, kun ulkoinen kenttä katoaa.

Hierontamagnetointi

Tämä menetelmä vaatii magnetoitavan materiaalin yhden pään hieromisen magneettinavalla. Se on tehtävä samaan suuntaan, jotta tällä tavalla hankaama alue saa vastakkaisen napaisuuden.

Tämä luo magneettisen vaikutuksen siten, että materiaalin toisessa päässä syntyy päinvastainen magneettinapa, mikä johtaa aineen magnetoitumiseen.

Kosketa magnetointia

Kosketusmagnetoinnissa magnetoitavan esineen on oltava suorassa kosketuksessa magneetin kanssa niin, että se saa magnetointinsa. Magnetoitavan objektin domeenien kohdistus tapahtuu kaskaditehosteena, joka tulee päästä kosketuksessa toiseen päähän nopeasti.

Tyypillinen esimerkki kontaktimagnetoinnista on kiinnittimen kiinnittäminen kestomagneettiin, ja magneetti pysyy magnetoituneena, houkuttaen muita pidikkeitä ketjun muodostamiseksi. Se toimii myös nikkelirahojen, naulojen ja rautapaikkojen kanssa.

Mutta kun ensimmäinen pidike, naula tai kolikko on poistettu magneetista, muiden magnetoituminen katoaa, ellei se ole todella vahva magneetti, joka kykenee tuottamaan pysyvän magnetoinnin.

Sähköinen menetelmä magnetoimiseksi

Magnetoitava materiaali kääritään johtavaan johtoon, jonka läpi sähkövirta johdetaan. Sähkövirta ei ole muuta kuin liikkuva varaus, joka tuottaa magneettikentän. Tämä kenttä vastaa sisälle sijoitetun materiaalin magnetoinnista, ja sen seurauksena tuloksena oleva kenttä kasvaa huomattavasti.

Näin luodut magneetit voidaan aktivoida ja deaktivoida haluttaessa yksinkertaisesti katkaisemalla piiri, sen lisäksi, että magneettien tehoa voidaan muuttaa siirtämällä enemmän tai vähemmän virtaa. Niitä kutsutaan sähkömagneeteiksi, ja niiden avulla voit helposti siirtää raskaita esineitä tai erottaa magneetit ei-magneettisista materiaaleista.

Magnetointi iskulla

Rauta sauva tai jopa metallikotelo voidaan magnetoida iskemällä se magneettikentään. Joillakin alueilla maapallon magneettikenttä on riittävän vahva saavuttamaan tämän vaikutuksen. Maasta pystysuoraan istuva raudan sauva voi tulla magnetoituneeksi, koska maan magneettikentässä on pystysuora komponentti.

Magnetointi tarkistetaan kompassilla, jotka asetetaan palkin päälle. Arkistokaappiin riittää avata ja sulkea laatikot riittävän määrätietoisesti.

Isku voi myös magnetoida magneettia, koska se tuhoaa magneettisten domeenien järjestyksen materiaalissa. Lämmöllä on myös sama vaikutus.

Magnetointi jäähdyttämällä

Maan sisällä on aineita, kuten basalttilaavoja, jotka jäähdytettynä magneettikentän läsnä ollessa säilyttävät mainitun kentän magnetoitumisen. Tämän tyyppisten aineiden tutkiminen on todiste siitä, että Maan magneettikenttä on muuttanut suuntaansa Maan luomisen jälkeen.

Viitteet

Figueroa, D. (2005). Sarja: Fysiikka tiedelle ja tekniikalle. Volume 6. Sähkömagneettisuus. Toimittanut Douglas Figueroa (USB).
Hewitt, Paul. 2012. Käsitteellinen fysikaalinen tiede. 5 ^th. Toim. Pearson.
Kirkpatrick, L. 2007. Fysiikka: Katso maailmaa. 6 ^ta Editointi lyhennetty. Cengagen oppiminen
Luna, M. Tiesitkö, että kulta voi olla magneetti? Palautettu: elmundo.es.
Tillery, B. 2012. Fysiikka. McGraw Hill.

KUVAUS: MISTÄ SE KOOSTUU, MENETELMÄ JA ESIMERKIT - FYYSINEN - 2026