Magnetisme is in klasse fan fysike ferskynsels dy't bemiddele wurde troch magnetyske fjilden. Elektryske streamingen en de fûnemintele magnetyske mominten fan elemintêre dieltsjes jouwe oanlieding ta in magnetysk fjild, dat yngiet op oare streamingen en magnetyske mominten.
Alle materialen wurde foar in part beynfloede troch in magnetysk fjild. It meast bekende effekt is op permaninte magneten, dy't oanhâldende magnetyske mominten hawwe feroarsake troch ferromagnetisme.
Yn dizze post behannelje wy:
- De krêft fan magnetyske krêft
- Hoe is magnetyske krêft relatearre oan elektryske stroom?
- Hokker materialen wurde beynfloede troch magnetyske krêft?
- Foarbylden fan magnetyske krêft yn aksje
- Hoe wurdt magnetyske krêft beskreaun?
- Hokker type fjilden binne relatearre oan magnetyske krêft?
- Belibje alle objekten magnetyske krêft?
- Wat is de relaasje tusken magnetyske krêft en liedende oerflakken?
- Wat is de relaasje tusken magnetyske krêft en de grutte fan 'e snelheid fan in objekt?
- De fassinearjende skiednis fan magneten
- Ferkenne de fassinearjende wrâld fan magnetisme
- Undersykje de magnetyske fjilden yn materialen
- De elektromagnet: in krêftich apparaat oandreaun troch elektrisiteit
- Magnetyske dipolen: de boustiennen fan magnetisme
- Konklúzje
De krêft fan magnetyske krêft
Magnetyske krêft is de krêft dy't wurdt útoefene op in opladen dieltsje dat beweecht yn in magnetysk fjild. It is in krêft dy't loodrecht stiet op de snelheid fan it opladen dieltsje en it magnetyske fjild. Dizze krêft wurdt beskreaun troch de Lorentz-krêftfergeliking, dy't stelt dat de krêft (F) dy't wurket op in lading (q) dy't beweecht mei in snelheid (v) yn in magnetysk fjild (B) wurdt jûn troch de fergeliking F = qvBsinθ, wêrby't θ is de hoeke tusken de snelheid fan de lading en it magnetysk fjild.
Hoe is magnetyske krêft relatearre oan elektryske stroom?
Magnetyske krêft is nau besibbe oan elektryske stroom. As in elektryske stroom troch in tried streamt, ûntstiet in magnetysk fjild om de tried hinne. Dit magnetyske fjild kin in krêft útoefenje op oare objekten yn syn oanwêzigens. De grutte en rjochting fan 'e krêft hinget ôf fan' e sterkte en rjochting fan it magnetyske fjild.
Hokker materialen wurde beynfloede troch magnetyske krêft?
Magnetyske krêft kin ynfloed op in grut oantal materialen, ynklusyf:
- Magnetyske materialen lykas izer, stiel en nikkel
- Gefier materialen lykas koper en aluminium
- Mobile elektroanen yn in dirigint
- Opladen dieltsjes yn in plasma
Foarbylden fan magnetyske krêft yn aksje
Guon foarbylden fan magnetyske krêft yn aksje omfetsje:
- Magneten dy't elkoar oanlûke of ôfstjitte
- Stickers dy't oan in kuolkast of doar plakke om't se mei in magneet binne
- In stôk fan stiel wurdt nei in sterke magneet lutsen
- In draad mei in elektryske stroom dy't yn in magnetysk fjild ôfwiisd wurdt
- De fêste beweging fan in kompasnaald fanwege it magnetyske fjild fan 'e ierde
Hoe wurdt magnetyske krêft beskreaun?
Magnetyske krêft wurdt beskreaun mei ienheden fan newton (N) en teslas (T). De tesla is de ienheid fan magnetyske fjildsterkte, en it wurdt definiearre as de krêft dy't wurket op in draad dy't in stroom fan ien ampère draacht pleatst yn in unifoarm magnetysk fjild fan ien tesla. De magnetyske krêft dy't op in objekt wurket is lyk oan it produkt fan 'e magnetyske fjildsterkte en de lading fan it objekt.
Hokker type fjilden binne relatearre oan magnetyske krêft?
Magnetyske krêft is besibbe oan elektromagnetyske fjilden. In elektromagnetysk fjild is in soarte fjild dat ûntstiet troch de oanwêzigens fan elektryske ladingen en streamingen. It magnetysk fjild is ien komponint fan it elektromagnetyske fjild, en it wurdt makke troch de beweging fan elektryske ladingen.
Belibje alle objekten magnetyske krêft?
Net alle objekten ûnderfine magnetyske krêft. Allinich objekten dy't in netto lading hawwe of in elektryske stroom drage sille magnetyske krêft ûnderfine. Objekten dy't gjin netto lading hawwe en gjin elektryske stroom drage, sille gjin magnetyske krêft ûnderfine.
Wat is de relaasje tusken magnetyske krêft en liedende oerflakken?
As in liedend oerflak yn in magnetysk fjild pleatst wurdt, sille de elektroanen yn it oerflak in krêft ûnderfine troch it magnetysk fjild. Dizze krêft sil feroarsaakje dat de elektroanen bewege, wat in stroom yn it oerflak sil meitsje. De stroom sil op syn beurt in magnetysk fjild meitsje dat sil ynteraksje mei it orizjinele magnetyske fjild, wêrtroch't it oerflak in krêft ûnderfynt.
Wat is de relaasje tusken magnetyske krêft en de grutte fan 'e snelheid fan in objekt?
De magnetyske krêft dy't op in objekt wurket is evenredich mei de grutte fan 'e snelheid fan it objekt. Hoe flugger in objekt beweecht, hoe sterker de magnetyske krêft sil wêze.
De fassinearjende skiednis fan magneten
- It wurd "magneet" komt fan it Latynske wurd "magnes", dat ferwiist nei in spesjaal soarte rots fûn yn Turkije op 'e berch Ida.
- De âlde Sinezen ûntdutsen lodestones, dat binne natuerlike magneten makke fan izer okside, mear as 2,000 jier lyn.
- Ingelske wittenskipper William Gilbert befêstige eardere waarnimmings oer de eigenskippen fan magneten yn 'e lette 16e ieu, ynklusyf it bestean fan magnetyske poalen.
- De Nederlânske wittenskipper Christian Oersted ûntduts yn 1820 de relaasje tusken elektrisiteit en magnetisme.
- De Frânske natuerkundige Andre Ampere wreide út oer Oersted syn wurk, bestudearre de relaasje tusken elektrisiteit en magnetisme en ûntwikkele it konsept fan it magnetysk fjild.
Untwikkeling fan Permaninte Magnets
- Yn 'e iere jierren fan magnetisme wiene ûndersikers ynteressearre yn it produsearjen fan sterkere en machtiger magneten.
- Yn 'e jierren 1930 ûntwikkele ûndersikers by Sumitomo in alloy fan izer, aluminium en nikkel dy't in magneet produsearre mei in hegere enerzjytichtens as hokker foarige materiaal.
- Yn 'e jierren '1980, ûndersikers oan de Akademy fan Wittenskippen yn Moskou yntrodusearre in nij soarte fan magneet makke fan in gearstalling fan neodymium, izer en boron (NdFeB), dat is de sterkste magneet technologysk beskikber hjoed.
- Moderne magneten kinne produsearje magnetyske fjilden mei sterkte fan maksimaal 52 mega-Gauss-oersteds (MGOe), dat is enoarm yn ferliking mei de 0.5 MGOe produsearre troch lodestones.
De rol fan magneten yn enerzjyproduksje
- Magneten spylje in krúsjale rol by de opwekking fan elektrisiteit, benammen by de produksje fan enerzjy út wynturbines en hydroelektryske dammen.
- Magneten wurde ek brûkt yn elektryske motors, dy't fûn wurde yn alles fan auto's oant húshâldlike apparaten.
- De belangstelling foar magneten ûntstiet út har fermogen om in magnetysk fjild te produsearjen, dat kin wurde brûkt om elektryske krêft te generearjen.
De takomst fan magneten
- Wittenskippers studearje nije materialen en ûntjouwings yn magnetisme, ynklusyf it brûken fan seldsume ierdemetalen en alloys.
- De neo-magneet is in nij soarte magneet dat sterker is dan elke foarige magneet en hat it potensjeel om it fjild fan magnetisme te revolúsjonearjen.
- As ús begryp fan magneten bliuwt útwreidzje, sille se in hieltyd wichtiger rol spylje yn technologysk avansearre maatskippijen.
Ferkenne de fassinearjende wrâld fan magnetisme
Magnetisme is in eigenskip dat bepaalde materialen besitte, wêrtroch't se oare materialen kinne oanlûke of ôfwike. De soarten magnetisme omfetsje:
- Diamagnetisme: Dit soarte magnetisme is oanwêzich yn alle materialen en wurdt feroarsake troch de beweging fan elektroanen yn it materiaal. As in materiaal yn in magnetysk fjild pleatst wurdt, sille de elektroanen yn it materiaal in elektryske stroom produsearje dy't tsjin it magnetysk fjild stiet. Dit resultearret yn in swak ôfwiking effekt, dat is meastal net merkber.
- Paramagnetisme: Dit soarte magnetisme is ek oanwêzich yn alle materialen, mar it is folle swakker as diamagnetisme. Yn paramagnetyske materialen binne de magnetyske mominten fan 'e elektroanen net ôfstimd, mar se kinne wurde ôfstimd troch in ekstern magnetysk fjild. Dêrtroch wurdt it materiaal swak oanlutsen ta it magnetyske fjild.
- Ferromagnetisme: Dit soarte magnetisme is it meast bekend en is wêr't de measte minsken oan tinke as se it wurd "magneet" hearre. Ferromagnetyske materialen wurde sterk oanlutsen troch magneten en kinne har magnetyske eigenskippen behâlde, sels nei't it eksterne magnetyske fjild fuorthelle is. Dit komt om't de magnetyske mominten fan 'e elektroanen yn it materiaal yn deselde rjochting binne ôfstimd, en produsearje in sterk magnetysk fjild.
De wittenskip efter magnetisme
Magnetisme wurdt produsearre troch de beweging fan elektryske ladingen, lykas elektroanen, yn in materiaal. It magnetysk fjild produsearre troch dizze ladingen kin wurde omskreaun as in set linen dy't in magnetysk fjild foarmje. De sterkte fan it magnetyske fjild ferskilt ôfhinklik fan it oantal oanwêzige ladingen en de mjitte wêryn't se binne ôfstimd.
De struktuer fan in materiaal spilet ek in rol yn syn magnetyske eigenskippen. Yn ferromagnetyske materialen wurde bygelyks de magnetyske mominten fan 'e molekulen yn deselde rjochting ôfstimd, wêrtroch in sterk magnetysk fjild ûntstiet. Yn diamagnetyske materialen binne de magnetyske mominten willekeurich oriïntearre, wat resulteart yn in swak ôfwikingseffekt.
It belang fan it begripen fan magnetisme
Magnetisme is in wichtige eigenskip fan matearje dy't in protte praktyske tapassingen hat. Guon fan 'e manieren wêrop magnetisme wurdt brûkt omfetsje:
- Elektryske motors en generators: Dizze apparaten brûke magnetyske fjilden om beweging te produsearjen of elektrisiteit te generearjen.
- Magnetyske opslach: Magnetyske fjilden wurde brûkt om gegevens op hurde skiven en oare soarten magnetyske opslachmedia op te slaan.
- Medyske ôfbylding: Magnetyske resonânsjeôfbylding (MRI) brûkt magnetyske fjilden om detaillearre ôfbyldings fan it lichem te produsearjen.
- Magnetyske levitaasje: Magnetyske fjilden kinne brûkt wurde om objekten te levitearjen, dy't tapassingen hat yn ferfier en fabrikaazje.
Begryp fan magnetisme is ek wichtich foar wittenskippers en yngenieurs dy't wurkje mei materialen. Troch de magnetyske eigenskippen fan in materiaal te begripen, kinne se materialen ûntwerpe mei spesifike magnetyske eigenskippen foar ferskate tapassingen.
Undersykje de magnetyske fjilden yn materialen
De sterkte fan in magnetysk fjild wurdt definiearre yn ienheden fan ampère per meter (A/m). De yntinsiteit fan it magnetyske fjild is besibbe oan de tichtens fan 'e magnetyske flux, dat is it oantal magnetyske fjildlinen dy't troch in bepaald gebiet passe. De rjochting fan it magnetyske fjild wurdt definiearre troch in fektor, dy't wiist yn 'e rjochting fan' e magnetyske krêft op in positive lading dy't yn it fjild beweecht.
De rol fan diriginten yn magnetyske fjilden
Materialen dy't elektrisiteit liede, lykas koper of aluminium, kinne beynfloede wurde troch magnetyske fjilden. As in elektryske stroom troch in dirigint rint, wurdt in magnetysk fjild produsearre dat perpendikulêr is op 'e rjochting fan 'e stroomstream. Dit is bekend as de rjochterhân regel, wêrby't de tomme wiist yn 'e rjochting fan' e hjoeddeistige stream, en de fingers krollen yn 'e rjochting fan it magnetyske fjild.
De spesifike soarten magnetyske materialen
D'r binne twa spesifike soarten magnetyske materialen: ferromagnetysk en paramagnetysk. Ferromagnetyske materialen, lykas izer, nikkel en kobalt, hawwe in sterk magnetysk fjild en kinne magnetisearre wurde. Paramagnetyske materialen, lykas aluminium en platina, hawwe in swak magnetysk fjild en wurde net maklik magnetisearre.
De elektromagnet: in krêftich apparaat oandreaun troch elektrisiteit
In elektromagnet is in soarte fan magneet dy't ûntstiet troch in elektryske stroom troch in draad te rinnen. De tried wurdt meastal wikkele om in kearn makke fan izer of in oar magnetysk materiaal. It prinsipe efter in elektromagneet is dat as in elektryske stroom troch in tried streamt, it in magnetysk fjild om de tried hinne ûntstiet. Troch de draad yn in spoel te wikkeljen, wurdt it magnetyske fjild fersterke, en de resultearjende magneet is folle sterker as in gewoane permaninte magneet.
Hoe wurde elektromagneten kontroleare?
De sterkte fan in elektromagnet kin maklik wurde regele troch it feroarjen fan de hoemannichte elektryske stroom dy't der trochhinne streamt. Troch it fergrutsjen of ferminderjen fan de hoemannichte stroom kin it magnetyske fjild ferswakke of fersterke wurde. De poalen fan in elektromagnet kinne sels omkeard wurde troch de stream fan elektrisiteit om te kearen. Dit makket elektromagneten heul nuttich yn in breed skala oan tapassingen.
Wat binne wat leuke eksperiminten mei elektromagneten?
As jo ynteressearre binne yn 'e wittenskip efter elektromagneten, binne d'r in protte leuke eksperiminten dy't jo thús kinne besykje. Hjir binne in pear ideeën:
- Meitsje in ienfâldige elektromagnet troch in draad om in spiker te wikkeljen en te ferbinen mei in batterij. Sjoch hoefolle paperclips jo kinne ophelje mei jo elektromagnet.
- Bou in ienfâldige motor mei in elektromagnet en in batterij. Troch de polariteit fan 'e batterij om te draaien, kinne jo de motor yn' e tsjinoerstelde rjochting draaie.
- Brûk in elektromagnet om in ienfâldige generator te meitsjen. Troch in draadspul yn in magnetysk fjild te spinnen, kinne jo in lyts bedrach fan elektrisiteit generearje.
Oer it algemien hat it bestean fan elektromagneten syn nut te tankjen oan it feit dat it maklik kin wurde regele troch elektrisiteit, wêrtroch it in fitale komponint is yn in protte apparaten en applikaasjes.
Magnetyske dipolen: de boustiennen fan magnetisme
Magnetyske dipolen binne de basisboustiennen fan magnetisme. Se binne de lytste ienheid fan magnetisme en binne gearstald út lytse magneten neamd elektroanen. Dizze elektroanen binne oanwêzich yn 'e molekulen fan in materiaal en hawwe de mooglikheid om in magnetysk fjild te meitsjen. In magnetyske dipole is gewoan in lus fan stroom dy't bestiet út positive en negative ladingen.
De funksje fan magnetyske dipolen
Magnetyske dipolen spylje in aktive rol yn 'e struktuer en funksje fan in protte ferbiningen. Se binne gewoanlik oanwêzich yn 'e typyske draad en circuit, en har oanwêzigens is direkt relatearre oan' e magnetyske fjildsterkte. De sterkte fan it magnetyske fjild wurdt jûn troch it gebiet fan 'e lus en de stroom dy't der troch streamt.
It belang fan magnetyske dipolen yn medyske wittenskip
Magnetyske dipolen hawwe in protte belang yn medyske wittenskip. Se wurde brûkt om lytse magneten te meitsjen dy't kinne wurde brûkt om ferskate medyske omstannichheden te diagnostearjen en te behanneljen. It gebrûk fan magnetyske dipolen yn medyske wittenskip wurdt magnetyske resonânsjeôfbylding (MRI) neamd. MRI is in sûne en feilige medyske technyk dy't magnetyske dipolen brûkt om bylden fan 'e binnenkant fan it lichem te meitsjen.
Konklúzje
Dat, magnetysk betsjut iets dat in magneet oanlûkt of ôfwiist. It is in krêft dy't relatearre is oan elektrisiteit en magnetisme. Jo kinne it brûke om dingen op in koelkast te hâlden of in kompaspunt nei it noarden te meitsjen. Dus, wês net bang om it te brûken! It is net sa yngewikkeld as it liket. Unthâld gewoan de regels en it komt goed.
Ik bin Joost Nusselder, de oprjochter fan Tools Doctor, ynhâldmarketer, en heit. Ik hâld fan nije apparatuer útprobearje, en tegearre mei myn team haw ik sûnt 2016 yngeande blogartikels makke om trouwe lêzers te helpen mei ark en tips foar it meitsjen.
