Is éard atá i maighnéadas ná aicme feiniméin fhisiceacha a ndéantar réimsí maighnéadacha a idirghabháil orthu. Cruthaíonn sruthanna leictreacha agus móimintí maighnéadacha bunúsacha na gcáithníní bunúsacha réimse maighnéadach, a fheidhmíonn ar shruthanna eile agus ar chuimhneacháin maighnéadacha.
Bíonn tionchar go pointe áirithe ag réimse maighnéadach ar gach ábhar. Tá an éifeacht is eolach ar maighnéid bhuan, a bhfuil chuimhneacháin maighnéadacha leanúnacha de bharr ferromagneism.
Sa phost seo clúdóimid:
- Cumhacht Fórsa Maighnéadach
- Conas a Bhaineann Fórsa Maighnéadach le Reatha Leictreach?
- Cad iad na hÁbhair a mbíonn Tionchar ag Fórsa Maighnéadach orthu?
- Samplaí d'Fhórsa Maighnéadach i mBun Gníomhaíochta
- Conas a thuairiscítear Fórsa Maighnéadach?
- Cén Cineál Réimsí a Bhaineann le Fórsa Maighnéadach?
- An bhfuil taithí ag Gach Rud ar Fhórsa Maighnéadach?
- Cad é an Gaol idir Fórsa Maighnéadach agus Dromchlaí Seolta?
- Cad é an Gaol idir Fórsa Maighnéadach agus Méid Treoluas Réada?
- Stair Iontach na Maighnéid
- Iniúchadh ar Dhomhan Iontach an Mhaighnéadachais
- Na Réimsí Maighnéadacha in Ábhair a Iniúchadh
- An Leictreamaighnéad: Gléas Cumhachtach arna Thiomáint ag Leictreachas
- Dipoles Maighnéadacha: Bloic Thógála Maighnéadas
- Conclúid
Cumhacht Fórsa Maighnéadach
Is éard is fórsa maighnéadach ann an fórsa a fheidhmítear ar cháithnín luchtaithe atá ag gluaiseacht i réimse maighnéadach. Is fórsa é atá ingearach le treoluas an cháithnín luchtaithe agus an réimse mhaighnéadaigh. Déantar cur síos ar an bhfórsa seo le cothromóid fhórsa Lorentz, a deir go dtugtar an fórsa (F) atá ag gníomhú ar lucht (q) atá ag gluaiseacht faoi threoluas (v) i réimse maighnéadach (B) leis an gcothromóid F = qvBsinθ, áit a bhfuil θ an uillinn idir treoluas an luchta agus an réimse maighnéadach.
Conas a Bhaineann Fórsa Maighnéadach le Reatha Leictreach?
Tá dlúthbhaint ag fórsa maighnéadach le sruth leictreach. Nuair a shreabhann sruth leictreach trí shreang, cruthaíonn sé réimse maighnéadach timpeall na sreinge. Is féidir leis an réimse maighnéadach seo fórsa a chur i bhfeidhm ar réada eile ina láthair. Braitheann méid agus treo an fhórsa ar neart agus treo an réimse mhaighnéadaigh.
Cad iad na hÁbhair a mbíonn Tionchar ag Fórsa Maighnéadach orthu?
Is féidir le fórsa maighnéadach tionchar a imirt ar líon mór ábhar, lena n-áirítear:
- Ábhair mhaighnéadacha mar iarann, cruach, agus nicil
- Stiúradh ábhair cosúil le copar agus alúmanam
- Leictreonaic shoghluaiste i seoltóir
- Cáithníní luchtaithe i plasma
Samplaí d'Fhórsa Maighnéadach i mBun Gníomhaíochta
I measc roinnt samplaí de fhórsa maighnéadach i ngníomh tá:
- Maighnéid a mheallann nó a repelling chéile
- Greamáin a chloíonn le cuisneoir nó doras toisc go bhfuil siad feistithe le maighnéad
- Slat cruach á tarraingt i dtreo maighnéad láidir
- Sreang a iompraíonn sruth leictreach á sraonadh i réimse maighnéadach
- Gluaiseacht seasta snáthaid chompáis mar gheall ar réimse maighnéadach an Domhain
Conas a thuairiscítear Fórsa Maighnéadach?
Déantar cur síos ar fhórsa maighnéadach trí úsáid a bhaint as aonaid niútan (N) agus teslas (T). Is é an tesla aonad neart an réimse mhaighnéadaigh, agus sainmhínítear é mar an fórsa atá ag gníomhú ar shreang a iompraíonn sruth aimpéar amháin a chuirtear i réimse maighnéadach aonfhoirmeach tesla amháin. Tá an fórsa maighnéadach atá ag gníomhú ar rud comhionann le táirge neart an réimse mhaighnéadaigh agus muirear an ruda.
Cén Cineál Réimsí a Bhaineann le Fórsa Maighnéadach?
Baineann fórsa maighnéadach le réimsí leictreamaighnéadacha. Is cineál réimse é réimse leictreamaighnéadach a chruthaítear de bharr láithreacht luchtanna agus sruthanna leictreacha. Is é an réimse maighnéadach comhpháirt amháin den réimse leictreamaighnéadach, agus tá sé cruthaithe ag an tairiscint lucht leictreach.
An bhfuil taithí ag Gach Rud ar Fhórsa Maighnéadach?
Ní bhíonn fórsa maighnéadach ag gach réad. Ní bhfaighidh ach réada a bhfuil glanmhuirear acu nó atá ag iompar srutha leictrigh fórsa maighnéadach. Ní bheidh fórsa maighnéadach ag baint le réada nach bhfuil glanmhuirear acu agus nach bhfuil sruth leictreach á iompar acu.
Cad é an Gaol idir Fórsa Maighnéadach agus Dromchlaí Seolta?
Nuair a chuirtear dromchla seolta i réimse maighnéadach, beidh na leictreoin sa dromchla taithí fórsa mar gheall ar an réimse maighnéadach. Déanfaidh an fórsa seo na leictreoin a bhogadh, rud a chruthóidh sruth sa dromchla. Cruthóidh an sruth, ar a seal, réimse maighnéadach a idirghníomhóidh leis an réimse maighnéadach bunaidh, rud a fhágann go mbeidh fórsa taithí ag an dromchla.
Cad é an Gaol idir Fórsa Maighnéadach agus Méid Treoluas Réada?
Tá an fórsa maighnéadach atá ag gníomhú ar réad i gcomhréir le méid treoluas an réada. Dá thapúla a ghluaiseann réad, is ea is láidre a bheidh an fórsa maighnéadach.
Stair Iontach na Maighnéid
- Tagann an focal “maighnéad” ón bhfocal Laidine “magnes,” a thagraíonn do chineál speisialta carraige a fhaightear sa Tuirc ar Shliabh Ida.
- D'aimsigh na Síne ársa lodestones, a bhfuil maighnéid nádúrtha déanta as ocsaíd iarainn, níos mó ná 2,000 bliain ó shin.
- Dheimhnigh an t-eolaí Sasanach William Gilbert tuairimí níos luaithe faoi airíonna maighnéid ag deireadh an 16ú haois, lena n-áirítear cuaillí maighnéadacha a bheith ann.
- D’aimsigh an t-eolaí Ollannach Christian Oersted an gaol idir leictreachas agus maighnéadas i 1820.
- Leathnaigh an fisiceoir Francach Andre Ampere ar obair Oersted, ag déanamh staidéir ar an ngaol idir leictreachas agus maighnéadas agus ag forbairt coincheap an réimse mhaighnéadaigh.
Forbairt Maighnéid Bhuana
- I mblianta tosaigh an maighnéadais, bhí suim ag taighdeoirí maighnéid níos láidre agus níos cumhachtaí a tháirgeadh.
- Sna 1930í, d'fhorbair taighdeoirí ag Sumitomo cóimhiotal iarainn, alúmanaim, agus nicil a tháirgeann maighnéad le dlús fuinnimh níos airde ná aon ábhar roimhe seo.
- Sna 1980í, thug taighdeoirí ag Acadamh Eolaíochtaí Moscó isteach cineál nua maighnéad déanta as cumaisc neodimiam, iarann, agus bórón (NdFeB), arb é an maighnéad is láidre atá ar fáil go teicneolaíochta inniu.
- Is féidir le maighnéid nua-aimseartha réimsí maighnéadacha a tháirgeadh le láidreachtaí suas le 52 mega-Gauss-oersteds (MGOe), rud atá ollmhór i gcomparáid leis an 0.5 MGOe a tháirgtear ag lodestones.
Ról na Maighnéid i Táirgeadh Fuinnimh
- Tá ról ríthábhachtach ag maighnéid i nginiúint leictreachais, go háirithe i dtáirgeadh cumhachta ó thuirbíní gaoithe agus ó dhambaí hidrileictreacha.
- Úsáidtear maighnéid freisin i mótair leictreacha, atá le fáil i ngach rud ó ghluaisteáin go fearais tí.
- Eascraíonn an t-ús i maighnéid as a gcumas réimse maighnéadach a tháirgeadh, ar féidir é a úsáid chun cumhacht leictreach a ghiniúint.
Todhchaí na Maighnéid
- Tá eolaithe ag déanamh staidéir ar ábhair agus ar fhorbairtí nua i maighnéadas, lena n-áirítear úsáid miotail tearc-chré agus cóimhiotail.
- Is cineál nua maighnéad é an maighnéad neo atá níos láidre ná aon mhaighnéad roimhe seo agus tá an cumas aige réimse an maighnéadais a réabhlóidiú.
- De réir mar a leanann ár dtuiscint ar mhaighnéid ag leathnú, beidh ról níos tábhachtaí acu i sochaithe chun cinn teicneolaíochta.
Iniúchadh ar Dhomhan Iontach an Mhaighnéadachais
Is maoin é maighnéadas atá ag ábhair áirithe, a ligeann dóibh ábhair eile a mhealladh nó a ruaigeadh. I measc na gcineálacha maighnéadais tá:
- Diamagnetism: Tá an cineál seo maighnéadas i láthair i ngach ábhar agus is cúis le gluaiseacht leictreon san ábhar. Nuair a chuirtear ábhar i réimse maighnéadach, déanfaidh na leictreoin san ábhar sruth leictreach a chuireann i gcoinne an réimse maighnéadach a tháirgeadh. Mar thoradh air seo tá éifeacht repulsion lag, rud nach bhfuil faoi deara de ghnáth.
- Paramagnetism: Tá an cineál maighnéadas seo i láthair freisin i ngach ábhar, ach tá sé i bhfad níos laige ná diamagnetism. In ábhair pharamaighnéadacha, níl chuimhneacháin maighnéadacha na n-leictreon ailínithe, ach is féidir iad a ailíniú le réimse maighnéadach seachtrach. Is cúis leis seo go bhfuil an t-ábhar á mhealladh go lag chuig an réimse maighnéadach.
- Ferromagnetism: Is é an cineál maighnéadas seo an ceann is eolach agus is é an rud a cheapann daoine is mó nuair a chloiseann siad an focal “maighnéad.” Déantar ábhair ferromagnetic a mhealladh go láidir chuig maighnéid agus is féidir leo a n-airíonna maighnéadacha a choinneáil fiú tar éis an réimse maighnéadach seachtrach a bhaint. Tá sé seo toisc go bhfuil chuimhneacháin maighnéadacha na leictreon san ábhar ailínithe sa treo céanna, rud a tháirgeann réimse maighnéadach láidir.
An Eolaíocht Taobh thiar Maighnéadas
Táirgtear maighnéadas trí luchtanna leictreacha a ghluaiseann, mar leictreoin, in ábhar. Is féidir cur síos a dhéanamh ar an réimse maighnéadach a tháirgtear leis na luchtanna seo mar shraith línte a fhoirmíonn réimse maighnéadach. Athraíonn neart an réimse mhaighnéadaigh ag brath ar líon na luchtanna atá i láthair agus a mhéid a bhfuil siad ailínithe.
Tá ról ag struchtúr ábhair freisin ina airíonna maighnéadacha. In ábhair ferromagnetic, mar shampla, tá chuimhneacháin maighnéadacha na móilíní ailínithe sa treo céanna, ag táirgeadh réimse maighnéadach láidir. In ábhair dhiamaighnéadacha, tá na chuimhneacháin maighnéadacha dírithe go randamach, rud a fhágann go bhfuil éifeacht lag repulsion.
An Tábhacht a bhaineann le Maighnéadas a Thuiscint
Is maoin thábhachtach d’ábhar é maighnéadas a bhfuil go leor feidhmeanna praiticiúla aige. I measc cuid de na bealaí ina n-úsáidtear maighnéadas tá:
- Mótair agus gineadóirí leictreacha: Úsáideann na gléasanna seo réimsí maighnéadacha chun gluaiseacht a tháirgeadh nó chun leictreachas a ghiniúint.
- Stóráil mhaighnéadach: Úsáidtear réimsí maighnéadacha chun sonraí a stóráil ar thiomáineann crua agus cineálacha eile meán stórála maighnéadach.
- Íomháú leighis: Úsáideann íomháú athshondais mhaighnéadaigh (MRI) réimsí maighnéadacha chun íomhánna mionsonraithe den chorp a tháirgeadh.
- Levitation maighnéadach: Is féidir réimsí maighnéadacha a úsáid chun rudaí a bhfuil feidhm acu i gcúrsaí iompair agus déantúsaíochta a thobhach.
Tá sé tábhachtach freisin maighnéadas a thuiscint d'eolaithe agus d'innealtóirí a oibríonn le hábhair. Trí airíonna maighnéadacha ábhair a thuiscint, is féidir leo ábhair a dhearadh le hairíonna maighnéadacha sonracha le haghaidh feidhmeanna éagsúla.
Na Réimsí Maighnéadacha in Ábhair a Iniúchadh
Sainmhínítear neart réimse maighnéadach in aonaid aimpéar in aghaidh an mhéadair (A/m). Baineann déine an réimse mhaighnéadaigh le dlús an flosc mhaighnéadaigh, is é sin líon na línte réimse maighnéadach a théann trí limistéar ar leith. Sainmhínítear treo an réimse mhaighnéadaigh le veicteoir, a dhíríonn i dtreo an fhórsa maighnéadach ar lucht deimhneach ag gluaiseacht sa réimse.
Ról na Seoltóirí i Réimsí Maighnéadacha
Is féidir le réimsí maighnéadacha cur isteach ar ábhair a sheolann leictreachas, amhail copar nó alúmanam. Nuair a shreabhann sruth leictreach trí sheoltóir, déantar réimse maighnéadach a tháirgeadh atá ingearach le treo an tsreafa srutha. Tugtar riail na láimhe deise ar seo, áit a díríonn an ordóg i dtreo an tsreafa reatha, agus na méara ag curl i dtreo an réimse mhaighnéadaigh.
Na Cineálacha Sonracha Ábhair Mhaighnéadaigh
Tá dhá chineál ar leith d'ábhair mhaighnéadacha ann: ferromagnetic agus paramagnetic. Tá réimse maighnéadach láidir ag ábhair ferromagnetic, mar shampla iarann, nicil, agus cóbalt, agus is féidir iad a mhaighnéadú. Tá réimse maighnéadach lag ag ábhair paramagnetic, mar shampla alúmanam agus platanam, agus ní dhéantar iad a mhaighnéadú go héasca.
An Leictreamaighnéad: Gléas Cumhachtach arna Thiomáint ag Leictreachas
Is cineál maighnéad é leictreamaighnéad a chruthaítear trí shruth leictreach a rith trí shreang. Is gnách go mbíonn an sreang fillte thart ar chroílár atá déanta as iarann nó ábhar maighnéadach eile. Is é an prionsabal atá taobh thiar de leictreamaighnéad ná nuair a shreabhann sruth leictreach trí shreang, cruthaíonn sé réimse maighnéadach timpeall na sreinge. Tríd an sreang a fhilleadh isteach i gcorna, déantar an réimse maighnéadach a neartú, agus tá an maighnéad mar thoradh air sin i bhfad níos láidre ná maighnéad buan rialta.
Conas a Rialaítear Leictreamaighnéid?
Is féidir neart leictreamaighnéad a rialú go héasca trí athrú a dhéanamh ar an méid srutha leictrigh a shreabhann tríd. Trí mhéadú nó laghdú a dhéanamh ar an méid reatha, is féidir an réimse maighnéadach a lagú nó a neartú. Is féidir cuaillí leictreamaighnéad a aisiompú fiú trí shreabhadh an leictreachais a aisiompú. Déanann sé seo leictreamaighnéid an-úsáideach i raon leathan feidhmchlár.
Cad iad roinnt Turgnaimh Spraoi le Leictreamaighnéid?
Má tá suim agat san eolaíocht taobh thiar de leictreamaighnéid, tá go leor turgnaimh spraoi ar féidir leat triail a bhaint as sa bhaile. Seo cúpla smaoineamh:
- Cruthaigh leictreamaighnéad simplí trí shreang a fhilleadh timpeall tairne agus é a nascadh le cadhnra. Féach cé mhéad fáiscín páipéir is féidir leat a phiocadh suas le do leictreamaighnéad.
- Tóg mótar simplí ag baint úsáide as leictreamaighnéad agus cadhnra. Trí polaraíocht na ceallraí a smeach, is féidir leat an mótar a chasadh sa treo eile.
- Úsáid leictreamaighnéad chun gineadóir simplí a chruthú. Trí chorna sreinge a sníomh taobh istigh de réimse maighnéadach, is féidir leat méid beag leictreachais a ghiniúint.
Tríd is tríd, tá sé úsáideach go bhfuil leictreamaighnéid ann toisc gur féidir é a rialú go héasca le leictreachas, rud a fhágann go bhfuil sé ina chomhpháirt ríthábhachtach i go leor feistí agus feidhmchlár.
Dipoles Maighnéadacha: Bloic Thógála Maighnéadas
Is iad dépholaí maighnéadacha bunchlocha maighnéadais. Is iad an t-aonad maighnéadais is lú iad agus tá siad comhdhéanta de mhaighnéid bhideacha ar a dtugtar leictreoin. Tá na leictreoin seo i láthair i móilíní ábhair agus tá an cumas acu réimse maighnéadach a chruthú. Is éard atá i dépholach maighnéadach ach lúb srutha atá comhdhéanta de luchtanna dearfacha agus diúltacha.
Feidhm na nDépholacha Maighnéadacha
Tá ról gníomhach ag dipoles maighnéadacha i struchtúr agus feidhm go leor comhdhúile. Tá siad i láthair go coitianta sa sreang agus ciorcad tipiciúil, agus baineann a láithreacht go díreach le neart an réimse mhaighnéadaigh. Tugtar neart an réimse mhaighnéadaigh ag achar an lúb agus an sruth a shreabhann tríd.
An Tábhacht a bhaineann le Dipoles Maighnéadacha in Eolaíocht an Leighis
Tá go leor tábhachta ag dipoles maighnéadacha san eolaíocht leighis. Úsáidtear iad chun maighnéid bídeacha a chruthú ar féidir iad a úsáid chun riochtaí leighis éagsúla a dhiagnóiseadh agus a chóireáil. Tugtar íomháú athshondais mhaighnéadaigh (MRI) ar úsáid dépholach maighnéadach san eolaíocht leighis. Teicníc leighis atá slán agus sábháilte is ea MRI a úsáideann dépholaí maighnéadacha chun íomhánna den taobh istigh den chorp a chruthú.
Conclúid
Mar sin, ciallaíonn maighnéadach rud a mheallann nó a repels maighnéad. Is fórsa é a bhaineann le leictreachas agus maighnéadas. Is féidir leat é a úsáid chun rudaí a choinneáil ar chuisneoir nó chun compás a dhéanamh ó thuaidh. Mar sin, ná bíodh eagla ort é a úsáid! Níl sé chomh casta agus is cosúil. Cuimhnigh ar na rialacha agus beidh tú ceart go leor.
Is mise Joost Nusselder, bunaitheoir Tools Doctor, margóir ábhair, agus daidí. Is breá liom triail a bhaint as trealamh nua, agus in éineacht le m’fhoireann tá mé ag cruthú ailt bhlag doimhne ó 2016 chun cabhrú le léitheoirí dílse le huirlisí & leideanna ceardaíochta.
