Magneto galimybė pritraukti prie savęs įvairius metalinius daiktus, tikriausiai, yra visiems žinoma. Jau nekalbant apie magnetų naudojimą medicinoje ir kitose pramonės šakose. Kaip magnetas veikia ir kokias medžiagas jis traukia, be geležies?
Kas yra magnetas ir kaip jis išdėstytas?
Magnetas yra kūnas, turintis savo magnetinį lauką. Magnetai būna kelių formų:
- Nuolatinis - produktai, kurie po vieno įmagnetinimo išlaiko šią savybę. Magnetai yra suskirstyti į keletą porūšių, priklausomai nuo stiprumo ir kitų parametrų.
- Laikinas - veikti konstantų principu, tačiau tik tada, kai jos yra stipriame magnetiniame lauke. Pavyzdžiui, gaminiai iš vadinamosios minkštosios geležies (vinys, popieriaus spaustukai ir kt.).
- Solenoidai yra laidai, sandariai suvynioti aplink rėmą. Paprastai tokiame įrenginyje yra geležies šerdis. Tai veikia tik tuo atveju, jei per laidą praeina elektros srovė.
Nuolatinis magnetas yra labiausiai paplitęs ir paplitęs. Gamybai dažniausiai naudojami šie medžiagų deriniai:
- neodimio-geležies boro;
- Alniko arba UNDK lydinys (geležis, aliuminis, nikelis, kobaltas);
- kobalto samaris;
- feritai (geležies oksidų ir kitų ferrimagnetinių metalų junginiai).
Bet kuris magnetas turi pietų ir šiaurės polius. Tie patys stulpai atstumia, o priešingi - traukia.
Įdomus faktas: magnetai dažnai daromi pasagos pavidalu. Tai daroma taip, kad poliai būtų kuo arčiau vienas kito. Taigi sukuriamas stiprus magnetinis laukas, galintis pritraukti didesnes metalo dalis.
Kodėl magnetas traukia tik tam tikras medžiagas?
Jo veikimo principas pagrįstas magnetinio lauko sukūrimu naudojant judančius elektronus. Apskritai, elektronas yra paprasčiausias magnetas. Ir visos judančios dalelės juda formuodamos magnetinį lauką. Jei judančių dalelių yra daug, o jų judėjimas vyksta aplink vieną ašį, gaunamas kūnas, turintis magnetinių savybių.
Kodėl magnetas netraukia visų medžiagų iš eilės? Atomo sudėtis apima branduolį, taip pat aplink jį skriejančius elektronus. Elektronai turi specialius lygius, kuriais jie sukasi, arba skrieja aplink orbitą. Kiekviename tokiame lygyje yra 2 elektronai. Ir jie sukasi skirtingomis kryptimis.
Tačiau yra medžiagų, vadinamų feromagnetai. Kai kurie elektronai nėra suporuoti. Atitinkamai, tam tikras skaičius jų gali pasisukti ta pačia kryptimi. Tai sukuria magnetinį lauką aplink kiekvieną materijos atomą.
Paprastai atomai yra atsitiktine tvarka. Tokiu atveju laukai subalansuoja vienas kitą. Bet jei nukreipiate visų atomų magnetinius laukus į vieną pusę, gausite magnetą. Pastebėtina, kad gali būti traukiami skirtingi metalai ir kitos medžiagos, tačiau daug silpnesni nei feromagnetai.Norėdami pajusti trauką, turite naudoti labai stiprų magnetą.
Feromagnetai apima metalus, tokius kaip geležis, kobaltas, nikelis, gadolinis, terbis, disprosas, holmis, erbis. Be to, kai kurie metalų lydiniai ir junginiai pasižymi panašiomis savybėmis. Nemetalinės kilmės feromagnetų skaičius nėra toks didelis arba buvo mažai ištirtas. Tai apima, pavyzdžiui, chromo oksidą.
Magnetiniam jautrumui būdingos medžiagos (daugiausia metalai), turinčios tam tikrą struktūrą. Jie vadinami feromagnetikais - tai medžiagos, kurių atomų magnetiniai laukai sudedami viena kryptimi. Be geležies, feromagnetai priklauso kobaltas, nikelis, terbis, gadolinis, disprosas, holmis, erbis. Taip pat magnetas traukia tam tikrus lydinius ir net nemetalines medžiagas - pavyzdžiui, chromo oksidą.