Mayetik: Yon Gid konplè sou fòs mayetik ak jaden

Mayetik se yon klas fenomèn fizik ki medyatè pa chan mayetik. Kouran elektrik ak moman mayetik fondamantal patikil elemantè yo bay yon jaden mayetik, ki aji sou lòt kouran ak moman mayetik.

Tout materyèl yo enfliyanse nan yon sèten mezi pa yon jaden mayetik. Efè ki pi abitye se sou leman pèmanan, ki gen moman pèsistan mayetik ki te koze pa ferromagnetism.

Pouvwa a nan fòs mayetik

Fòs mayetik se fòs ki egzèse sou yon patikil chaje k ap deplase nan yon jaden mayetik. Li se yon fòs pèpandikilè ak vitès patikil chaje a ak jaden mayetik la. Fòs sa a dekri pa ekwasyon fòs Lorentz la, ki endike fòs (F) ki aji sou yon chaj (q) k ap deplase ak yon vitès (v) nan yon jaden mayetik (B) se ekwasyon F = qvBsinθ, kote θ. se ang ki genyen ant vitès chaj la ak chan mayetik la.

Ki jan fòs mayetik gen rapò ak kouran elektrik?

Fòs mayetik se pre relasyon ak kouran elektrik. Lè yon kouran elektrik ap koule nan yon fil, li kreye yon chan mayetik alantou fil la. Chan mayetik sa a ka egzèse yon fòs sou lòt objè nan prezans li. Grandè ak direksyon fòs la depann de fòs ak direksyon chan mayetik la.

Ki materyèl yo enfliyanse pa fòs mayetik?

Fòs mayetik ka enfliyanse yon gwo kantite materyèl, tankou:

• Materyèl mayetik tankou fè, asye, ak nikèl
• Fè materyèl tankou kwiv ak aliminyòm
• Elektwon mobil nan yon kondiktè
• Patikil chaje nan yon plasma

Egzanp fòs mayetik an aksyon

Gen kèk egzanp fòs mayetik nan aksyon yo enkli:

• Leman atire oswa repouse youn ak lòt
• Stickers ki kole nan yon frijidè oswa pòt paske yo ekipe ak yon leman
• Yon baton an asye ke yo te rale nan direksyon pou yon leman fò
• Yon fil ki pote yon kouran elektrik devye nan yon chan mayetik
• Mouvman fiks yon zegwi konpa akòz chan mayetik Latè a

Ki jan yo dekri fòs mayetik?

Fòs mayetik dekri lè l sèvi avèk inite newton (N) ak tesla (T). Tesla a se inite fòs chan mayetik, epi li defini kòm fòs ki aji sou yon fil ki pote yon kouran nan yon ampè mete nan yon jaden inifòm mayetik nan yon sèl tesla. Fòs mayetik ki aji sou yon objè egal a pwodwi fòs chan mayetik la ak chaj objè a.

Ki kalite jaden ki gen rapò ak fòs mayetik?

Fòs mayetik gen rapò ak jaden elektwomayetik. Yon jaden elektwomayetik se yon kalite jaden ki kreye pa prezans chaj elektrik ak kouran. Chan mayetik la se youn nan eleman nan jaden elektwomayetik, epi li se kreye pa mouvman an nan chaj elektrik.

Èske tout objè yo fè eksperyans fòs mayetik?

Se pa tout objè fè eksperyans fòs mayetik. Sèlman objè ki gen yon chaj nèt oswa ki pote yon kouran elektrik pral fè eksperyans fòs mayetik. Objè ki pa gen okenn chaj nèt epi ki pa pote yon kouran elektrik pa pral fè eksperyans fòs mayetik.

Ki relasyon ki genyen ant fòs mayetik ak sifas kondwi yo?

Lè yo mete yon sifas kondi nan yon jaden mayetik, elektwon yo nan sifas la pral fè eksperyans yon fòs akòz jaden an mayetik. Fòs sa a pral lakòz elektwon yo deplase, ki pral kreye yon kouran nan sifas la. Aktyèl la pral, nan vire, kreye yon jaden mayetik ki pral kominike avèk jaden an orijinal mayetik, sa ki lakòz sifas la fè eksperyans yon fòs.

Ki relasyon ki genyen ant fòs mayetik ak mayitid vitès yon objè?

Fòs mayetik ki aji sou yon objè se pwopòsyonèl ak grandè vitès objè a. Plis yon objè ap deplase pi vit, se pi fò fòs mayetik la.

Istwa a kaptivan nan leman

• Mo "leman" soti nan mo Latin "magnes," ki refere a yon kalite espesyal wòch yo te jwenn nan peyi Turkey sou mòn Ida.
• Ansyen Chinwa yo te dekouvri lodestones, ki se leman natirèl ki fèt ak oksid fè, plis pase 2,000 ane de sa.
• Syantis angle William Gilbert konfime obsèvasyon pi bonè sou pwopriyete leman nan fen 16yèm syèk la, ki gen ladan egzistans la nan poto mayetik.
• Syantis Olandè Christian Oersted te dekouvri relasyon ki genyen ant elektrisite ak mayetis an 1820.
• Franse fizisyen Andre Ampere te elaji sou travay Oersted a, etidye relasyon ki genyen ant elektrisite ak mayetis ak devlope konsèp nan jaden an mayetik.

Devlopman leman pèmanan

• Nan kòmansman ane yo nan mayetis, chèchè yo te enterese nan pwodwi leman pi fò ak pi pwisan.
• Nan ane 1930 yo, chèchè nan Sumitomo te devlope yon alyaj fè, aliminyòm, ak nikèl ki te pwodwi yon leman ki gen yon dansite enèji ki pi wo pase nenpòt materyèl anvan yo.
• Nan ane 1980 yo, chèchè nan Akademi Syans nan Moskou prezante yon nouvo kalite leman ki fèt ak yon konpoze neyodim, fè, ak bor (NdFeB), ki se leman ki pi fò teknolojik disponib jodi a.
• Leman modèn ka pwodwi jaden mayetik ak fòs ki rive jiska 52 mega-Gauss-oersteds (MGOe), ki se menmen konpare ak 0.5 MGOe ki pwodui pa lodestones.

Wòl leman nan pwodiksyon enèji

• Leman jwe yon wòl enpòtan nan jenerasyon elektrisite, patikilyèman nan pwodiksyon pouvwa nan turbin van ak baraj idwoelektrik.
• Leman yo tou itilize nan motè elektrik, ki jwenn nan tout bagay soti nan machin nan aparèy nan kay la.
• Enterè nan leman rive nan kapasite yo nan pwodwi yon jaden mayetik, ki ka itilize yo jenere pouvwa elektrik.

Lavni nan leman

• Syantis yo ap etidye nouvo materyèl ak devlopman nan mayetis, ki gen ladan itilizasyon metal latè ra ak alyaj.
• Leman neo a se yon nouvo kalite leman ki pi fò pase nenpòt leman anvan e li gen potansyèl pou revolisyone jaden mayetis la.
• Kòm konpreyansyon nou sou leman ap kontinye elaji, yo pral jwe yon wòl de pli zan pli enpòtan nan sosyete teknoloji avanse.

Eksplore mond lan kaptivan nan mayetik

Mayetik se yon pwopriyete sèten materyèl posede, ki pèmèt yo atire oswa repouse lòt materyèl. Kalite mayetis yo enkli:

• Diamagnetism: Sa a kalite mayetis prezan nan tout materyèl epi li se koze pa mouvman an nan elektwon nan materyèl la. Lè yo mete yon materyèl nan yon jaden mayetik, elektwon yo nan materyèl la pral pwodwi yon kouran elektrik ki opoze chan mayetik la. Sa a lakòz yon efè repouse fèb, ki anjeneral pa aparan.

• Paramagnetism: Sa a kalite mayetis tou prezan nan tout materyèl, men li se pi fèb pase dyamagnetism. Nan materyèl paramayetik, moman yo mayetik nan elektwon yo pa aliyen, men yo ka aliyen pa yon jaden mayetik ekstèn. Sa lakòz materyèl la dwe fèb atire nan jaden an mayetik.

• Ferromagnetism: Kalite mayetis sa a se pi abitye e se sa pifò moun panse lè yo tande mo "eman". Materyèl feromayetik yo fòtman atire leman epi yo ka kenbe pwopriyete mayetik yo menm apre yo fin retire jaden an ekstèn mayetik. Sa a se paske moman yo mayetik nan elektwon yo nan materyèl la yo aliyen nan menm direksyon an, pwodwi yon jaden mayetik fò.

Syans la dèyè mayetis

Mayetik se pwodwi pa mouvman chaj elektrik, tankou elektwon, nan yon materyèl. Ka chan mayetik ki te pwodwi pa chaj sa yo dwe dekri kòm yon seri liy ki fòme yon jaden mayetik. Fòs jaden mayetik la varye selon kantite chaj ki prezan ak degre yo aliyen.

Estrikti a nan yon materyèl tou jwe yon wòl nan pwopriyete mayetik li yo. Nan materyèl feromayetik, pou egzanp, moman yo mayetik nan molekil yo aliyen nan menm direksyon an, pwodwi yon jaden mayetik fò. Nan materyèl dyamayetik, moman mayetik yo oryante oryante, sa ki lakòz yon efè repouse fèb.

Enpòtans Konprann Magnetism

Mayetik se yon pwopriyete enpòtan nan matyè ki gen anpil aplikasyon pratik. Gen kèk nan fason yo itilize mayetis yo enkli:

• Motè elektrik ak jeneratè: Aparèy sa yo sèvi ak chan mayetik pou pwodui mouvman oswa jenere elektrisite.

• Depo mayetik: Jaden mayetik yo itilize pou estoke done sou kondui di ak lòt kalite medya depo mayetik.

• D 'medikal: D' rezonans mayetik (MRI) itilize chan mayetik yo pwodwi imaj detaye nan kò a.

• Levitasyon mayetik: jaden mayetik yo ka itilize pou leve objè, ki gen aplikasyon pou transpò ak fabrikasyon.

Konprann mayetis enpòtan tou pou syantis ak enjenyè ki travay ak materyèl. Lè yo konprann pwopriyete mayetik yon materyèl, yo ka desine materyèl ak pwopriyete mayetik espesifik pou aplikasyon diferan.

Eksplore jaden mayetik nan materyèl yo

Fòs yon jaden mayetik defini an inite anpè pou chak mèt (A/m). Entansite chan mayetik an gen rapò ak dansite flux mayetik, ki se kantite liy chan mayetik ki pase nan yon zòn bay. Direksyon chan mayetik la defini pa yon vektè, ki pwen nan direksyon fòs mayetik la sou yon chaj pozitif k ap deplase nan jaden an.

Wòl kondiktè nan jaden mayetik

Materyèl ki kondwi elektrisite, tankou kwiv oswa aliminyòm, ka afekte pa jaden mayetik. Lè yon kouran elektrik ap koule nan yon kondiktè, yo pwodui yon jaden mayetik ki pèpandikilè ak direksyon koule aktyèl la. Sa a se ke yo rekonèt kòm règ la men dwat, kote gwo pous la pwen nan direksyon koule aktyèl la, ak dwèt yo pli nan yon direksyon ki nan jaden an mayetik.

Kalite espesifik nan materyèl mayetik

Gen de kalite espesifik materyèl mayetik: feromayetik ak paramayetik. Materyèl feromayetik, tankou fè, nikèl, ak cobalt, gen yon gwo jaden mayetik epi yo ka magnetize. Materyèl paramayetik, tankou aliminyòm ak platinum, gen yon jaden mayetik fèb epi yo pa fasil magnetize.

Electromagnet a: Yon aparèy pwisan kondwi pa elektrisite

Yon elektwomayèt se yon kalite leman ki kreye lè yo pase yon kouran elektrik atravè yon fil. Anjeneral, fil la vlope toutotou yon nwayo fèt an fè oswa yon lòt materyèl mayetik. Prensip ki dèyè yon elektwomayet se ke lè yon kouran elektrik ap koule nan yon fil, li kreye yon jaden mayetik alantou fil la. Pa vlope fil la nan yon bobin, jaden an mayetik ranfòse, ak leman ki kapab lakòz se pi fò pase yon leman pèmanan regilye.

Kouman yo kontwole elektwo-aman?

Fòs yon elektwomayet ka fasilman kontwole lè w chanje kantite kouran elektrik ki pase ladan l. Lè yo ogmante oswa diminye kantite kouran an, jaden mayetik la ka febli oswa ranfòse. Poto yo nan yon elektwomayet ka menm ranvèse pa ranvèse koule nan elektrisite. Sa fè elektwomayman trè itil nan yon pakèt aplikasyon.

Ki kèk eksperyans amizan ak elektwo-aman?

Si w enterese nan syans dèyè elektwo-aman, gen anpil eksperyans amizan ou ka eseye lakay ou. Men kèk ide:

• Kreye yon elektwomayèt senp pa vlope yon fil alantou yon klou epi konekte li nan yon batri. Gade konbyen papye ou ka ranmase ak elektwomayet ou a.
• Konstwi yon motè senp lè l sèvi avèk yon elektwoman ak yon batri. Lè w ranvèse polarite batri a, ou ka fè motè a vire nan direksyon opoze a.
• Sèvi ak yon elektwomayèt pou kreye yon dèlko senp. Lè w vire yon bobin fil andedan yon jaden mayetik, ou ka jenere yon ti kantite elektrisite.

An jeneral, egzistans elektwomayet dwe itilite li nan lefèt ke li ka fasil kontwole pa elektrisite, fè li yon eleman enpòtan anpil nan anpil aparèy ak aplikasyon.

Dipol mayetik: Blòk yo nan mayetik

Dipol mayetik yo se blòk debaz yo nan mayetis. Yo se inite ki pi piti nan mayetis epi yo konpoze de leman ti ki rele elektwon. Elektwon sa yo prezan nan molekil yon materyèl epi yo gen kapasite pou kreye yon jaden mayetik. Yon dipol mayetik se tou senpleman yon bouk kouran ki konpoze de chaj pozitif ak negatif.

Fonksyon dipol mayetik

Dipol mayetik jwe yon wòl aktif nan estrikti ak fonksyon anpil konpoze. Yo souvan prezan nan fil tipik la ak kous, ak prezans yo dirèkteman gen rapò ak fòs nan jaden mayetik. Fòs chan mayetik la bay nan zòn nan bouk la ak aktyèl la ap koule tankou dlo nan li.

Enpòtans dipol mayetik nan syans medikal

Dipol mayetik gen anpil enpòtans nan syans medikal. Yo itilize yo pou kreye ti leman ki ka itilize pou fè dyagnostik ak trete divès kondisyon medikal. Yo rele itilizasyon dipol mayetik nan syans medikal (MRI). MRI se yon teknik medikal son epi san danje ki itilize dipol mayetik pou kreye imaj anndan kò a.

konklizyon

Se konsa, mayetik vle di yon bagay ki atire oswa repouse yon leman. Li se yon fòs ki gen rapò ak elektrisite ak mayetis. Ou ka sèvi ak li pou kenbe bagay yo sou yon frijidè oswa fè yon konpa pwen nò. Se konsa, pa bezwen pè sèvi ak li! Li pa tankou konplike jan li sanble. Jis sonje règ yo epi w ap anfòm.

Mwen se Joost Nusselder, fondatè Tools Doctor, marketer kontni, ak papa. Mwen renmen eseye nouvo ekipman, epi ansanm ak ekip mwen an mwen te kreye atik apwofondi depi 2016 pou ede lektè fidèl ak zouti ak konsèy élaboration.