Содержание
- Магнетизм и природные магниты
- Намагничивающий металл
- Керамические, гибкие и фасонные магниты
- Электромагниты
- Сверхпроводящие магниты
Магниты - это объекты, которые могут оказывать мощное воздействие на другие объекты, не касаясь их. Магнит может заставить металлические предметы или другие магниты перемещаться издалека. Существует много различных видов магнитов, от простых магнитов на холодильник до промышленных магнитов, которые могут поднять автомобиль. Магниты используются в компасах для определения направления, в динамиках для воспроизведения звука, в компьютерах и телевизорах, и у них есть много других применений. Некоторые магниты образуются естественным путем; другие сделаны людьми.
Магнетизм и природные магниты
Вся материя состоит из атомов. Атом можно рассматривать как маленькое ядро материала, вокруг которого вращаются даже более мелкие частицы вещества, называемые электронами. Электроны имеют электрический заряд, поэтому, когда они вращаются, они образуют маленькие петли электрического тока вокруг каждого ядра. Магнитные поля формируются электричеством. В большинстве материалов маленькие магниты, образованные каждым атомом, все направлены в разные стороны, и поэтому они взаимно компенсируют друг друга. В некоторых материалах, таких как магнит, железная руда, магнитное поле Земли выровняло все атомные магниты и оставило весь камень одним большим магнитом.
Намагничивающий металл
Люди использовали естественные магниты в течение тысяч лет. Когда люди обнаружили, что другие материалы также могут быть превращены в магниты, они начали производить более сильные магниты различными способами. Некоторые металлы можно превратить в магниты, подвергая их воздействию магнитных полей. Хотя можно просто поместить металл в магнитное поле, его вибрация усиливает эффект. Поглаживание металла магнитом также увеличивает эффект. Нагрев металла, пока он находится в поле, и удар по нему, пока он остывает, еще больше увеличивает эффект. Сталь и железо делают хорошие магниты. Так же как сплав алюминия, никеля и кобальта, называемый алнико.
Керамические, гибкие и фасонные магниты
Керамические магниты изготавливаются из оксида железа и карбоната бария или стронция. Они имеют форму и запекаются, как любая другая керамика. Гибкие и фасонные магниты изготавливаются путем смешивания намагниченного порошка (например, порошка оксида железа) со смолой или пластиком. Затем смолу или пластмассу можно формовать как обычно, и в результате получается магнит с уникальной формой, который может быть гибким.
Электромагниты
Электромагниты в отличие от других видов магнитов. Они не обязательно используют какой-либо магнитный материал в своей конструкции. Поскольку любой движущийся электрический ток создает магнитное поле, магнит может быть изготовлен из батареи и провода. Если провод сформирован в виде петли, он создает магнитное поле с северным и южным полюсами, подобно постоянным магнитам. Если много проволочных катушек сделаны из одного и того же провода, то образующийся магнит становится еще сильнее. Если в центре катушки находится железо или какой-либо аналогично намагничиваемый материал, то магнит становится еще сильнее.
Сверхпроводящие магниты
Сверхпроводящие магниты представляют собой особый тип электромагнита. Петли провода охлаждаются почти до абсолютного нуля и отсоединяются от источника питания. Поскольку катушка настолько холодная, атомы в ней настолько неподвижны, что не оказывают сопротивления движению электронов, и ток продолжает течь. Это приводит к образованию гораздо более сильного магнитного поля.