Магниттик: Магниттик күч жана талаалар боюнча толук колдонмо

Магнитизм – магниттик талаалар менен шартталган физикалык кубулуштардын классы. Электр агымдары жана элементардык бөлүкчөлөрдүн негизги магниттик моменттери магнит талаасын пайда кылат, ал башка токтарга жана магниттик моменттерге таасир этет.

Бардык материалдар кандайдыр бир деңгээлде магниттик талаанын таасиринде болот. Эң тааныш эффект ферромагнетизмден келип чыккан туруктуу магниттик моменттерге ээ болгон туруктуу магниттерде.

Магниттик күчтүн күчү

Магниттик күч – магнит талаасында кыймылдаган заряддуу бөлүкчөлөргө таасир этүүчү күч. Бул заряддуу бөлүкчөнүн жана магнит талаасынын ылдамдыгына перпендикуляр болгон күч. Бул күч Лоренц күчү теңдемеси менен сүрөттөлөт, анда магнит талаасында (B) ылдамдык менен (v) кыймылдаган зарядга (q) таасир этүүчү күч (F) F = qvBsinθ теңдемеси менен берилет, мында θ заряддын ылдамдыгы менен магнит талаасынын ортосундагы бурч.

Магниттик күчтүн электр тогу менен кандай байланышы бар?

Магниттик күч электр тогу менен тыгыз байланышта. Электр тогу зым аркылуу өткөндө зымдын айланасында магнит талаасы пайда болот. Бул магнит талаасы анын катышуусунда башка объекттерге күч көрсөтө алат. Күчтүн чоңдугу жана багыты магнит талаасынын күчүнө жана багытына көз каранды.

Магниттик күч кандай материалдарга таасир этет?

Магниттик күч көптөгөн материалдарга таасир этиши мүмкүн, анын ичинде:

• Темир, болот, никель сыяктуу магниттик материалдар
• Жез жана алюминий сыяктуу өткөрүүчү материалдар
• Өткөргүчтөгү кыймылдуу электрондор
• Плазмадагы заряддалган бөлүкчөлөр

Магниттик күчтөрдүн аракеттеги мисалдары

Магниттик күчтүн кээ бир мисалдарына төмөнкүлөр кирет:

• Магниттер бири-бирин тартат же түртөт
• Муздаткычка же эшикке жабышып турган чаптамалар, анткени алар магнит менен жабдылган
• Күчтүү магнитке тартылып жаткан болот таяк
• Магнит талаасында бурулуп жаткан электр тогу бар зым
• Жердин магнит талаасынан улам компас ийнесинин туруктуу кыймылы

Магниттик күч кантип сүрөттөлөт?

Магниттик күч Ньютон (N) жана Теслас (T) бирдиктерин колдонуу менен сүрөттөлөт. Тесла магнит талаасынын күч бирдиги болуп саналат жана ал бир тесланын бирдей магнит талаасына жайгаштырылган бир ампер ток өткөргөн зымга таасир этүүчү күч катары аныкталат. Объектке таасир этүүчү магниттик күч магнит талаасынын күчү менен нерсенин зарядынын көбөйтүндүсүнө барабар.

Талаанын кайсы түрү магниттик күчкө байланыштуу?

Магниттик күч электромагниттик талаалар менен байланышкан. Электромагниттик талаа – электр заряддарынын жана токтун катышуусу менен пайда болгон талаанын бир түрү. Магнит талаасы электромагниттик талаанын бир компоненти болуп саналат жана ал электр заряддарынын кыймылынан пайда болот.

Бардык объекттер магниттик күчкө ээби?

Бардык объекттер магниттик күчкө ээ боло бербейт. Таза заряды бар же электр тогун алып жүргөн объекттер гана магниттик күчкө ээ болот. Таза заряды жок жана электр тогун өткөрбөгөн объекттер магниттик күчкө ээ болбойт.

Магниттик күч менен өткөргүч беттердин ортосунда кандай байланыш бар?

How to strip wire fast

Share

Watch on

Магниттик талаага өткөрүүчү бет жайгаштырылса, беттеги электрондор магнит талаасынан улам күчкө ээ болушат. Бул күч электрондорду кыймылга келтирип, бетинде ток пайда кылат. Ток өз кезегинде баштапкы магнит талаасы менен өз ара аракеттене турган магнит талаасын жаратып, беттин күчкө ээ болушуна алып келет.

Магниттик күч менен объекттин ылдамдыгынын чоңдугунун ортосунда кандай байланыш бар?

Объектке таасир этүүчү магниттик күч объекттин ылдамдыгынын чоңдугуна пропорционалдуу. Объект канчалык ылдам кыймылдаса, магниттик күч ошончолук күчтүү болот.

Магниттердин кызыктуу тарыхы

• «Магнит» деген сөз латындын «magnes» деген сөзүнөн келип чыккан, Түркияда Ида тоосунда табылган таштын өзгөчө түрүн билдирет.
• Байыркы кытайлар 2,000 жылдан ашуун убакыт мурун темир кычкылынан жасалган табигый магнит болуп эсептелген лодестондорду табышкан.
• Англиялык илимпоз Уильям Гилберт 16-кылымдын аягында магниттердин касиеттери, анын ичинде магниттик уюлдардын бар экендиги жөнүндөгү мурунку байкоолорду ырастады.
• Голландиялык окумуштуу Кристиан Эрстед 1820-жылы электр жана магнетизмдин ортосундагы байланышты ачкан.
• Француз физиги Андре Ампер Эрстеддин эмгектерин кеңейтип, электр жана магнетизмдин ортосундагы байланышты изилдеп, магнит талаасы жөнүндөгү түшүнүктү иштеп чыккан.

Туруктуу магниттерди иштеп чыгуу

• Магнитизмдин алгачкы жылдарында изилдөөчүлөр күчтүү жана күчтүү магниттерди чыгарууга кызыкдар болушкан.
• 1930-жылдары Сумитомонун изилдөөчүлөрү темир, алюминий жана никель эритмесин иштеп чыгышкан, ал мурунку бардык материалдарга караганда энергиянын тыгыздыгы жогору магнитке ээ болгон.
• 1980-жылдары Москвадагы Илимдер академиясынын изилдөөчүлөрү неодим, темир жана бордун (NdFeB) кошулмасынан жасалган магниттин жаңы түрүн киргизишти, ал бүгүнкү күндө технологиялык жактан эң күчтүү магнит болуп саналат.
• Заманбап магниттер 52 мега-Гаусс-эрстедге (MGOe) чейин күчтүү магниттик талааларды чыгара алат, бул лодестондор тарабынан өндүрүлгөн 0.5 MGOe менен салыштырганда абдан чоң.

Энергия өндүрүүдө магниттердин ролу

• Магниттер электр энергиясын өндүрүүдө, өзгөчө шамал турбиналарынан жана гидроэлектростанциялардан электр энергиясын өндүрүүдө чечүүчү ролду ойнойт.
• Магниттер электр кыймылдаткычтарында да колдонулат, алар унаалардан тарта тиричилик техникасына чейин кездешет.
• Магниттерге болгон кызыгуу алардын магнит талаасын пайда кылуу жөндөмүнөн келип чыгат, ал электр энергиясын өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн.

Магниттердин келечеги

• Окумуштуулар сейрек кездешүүчү металлдарды жана эритмелерди колдонууну кошкондо магнетизмдеги жаңы материалдарды жана иштеп чыгууларды изилдеп жатышат.
• Нео-магнит — магниттин жаңы түрү, ал мурунку магниттерге караганда күчтүүрөөк жана магнетизм талаасында төңкөрүш жасоо мүмкүнчүлүгүнө ээ.
• Магниттер жөнүндөгү түшүнүгүбүз кеңейген сайын, алар технологиялык жактан өнүккөн коомдордо барган сайын маанилүү роль ойной баштайт.

Магнитизмдин кызыктуу дүйнөсүн изилдөө

Магнитизм - бул кээ бир материалдарга башка материалдарды тартууга же түртүүгө мүмкүндүк берүүчү касиет. Магнитизмдин түрлөрү төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Диамагнетизм: Магнитизмдин бул түрү бардык материалдарда бар жана материалдагы электрондордун кыймылынан келип чыгат. Материал магнит талаасына коюлганда, материалдагы электрондор магнит талаасына каршы турган электр тогу пайда болот. Бул начар түртүүчү эффектке алып келет, ал адатта байкалбайт.

• Парамагнетизм: Магнитизмдин бул түрү бардык материалдарда да бар, бирок ал диамагнетизмге караганда алда канча алсыз. Парамагниттик материалдарда электрондордун магниттик моменттери тегизделбейт, бирок алар тышкы магнит талаасы аркылуу түзүлүшү мүмкүн. Бул материалдын магнит талаасына начар тартылышын шарттайт.

• Ферромагнетизм: Магнитизмдин бул түрү эң тааныш жана көпчүлүк адамдар "магнит" деген сөздү укканда эмнени ойлошот. Ферромагниттик материалдар магниттерге катуу тартылат жана тышкы магнит талаасы жок кылынгандан кийин да өзүнүн магниттик касиеттерин сактай алат. Себеби материалдагы электрондордун магниттик моменттери бир багытта түзүлүп, күчтүү магнит талаасын пайда кылат.

Магнитизмдин артындагы илим

Магнитизм материалдагы электрондор сыяктуу электрдик заряддардын кыймылынан пайда болот. Бул заряддар пайда болгон магнит талаасын магнит талаасын түзгөн сызыктардын жыйындысы катары мүнөздөөгө болот. Магнит талаасынын күчү заряддардын санына жана алардын тегизделген даражасына жараша өзгөрөт.

Материалдын түзүлүшү анын магниттик касиетинде да роль ойнойт. Мисалы, ферромагниттик материалдарда молекулалардын магниттик моменттери бир багытта түзүлүп, күчтүү магнит талаасын пайда кылат. Диамагниттик материалдарда магниттик моменттер туш келди багытталган, натыйжада алсыз түртүү эффекти пайда болот.

Магнитизмди түшүнүүнүн маанилүүлүгү

Магнитизм көптөгөн практикалык колдонулушу бар заттын маанилүү касиети болуп саналат. Магнитизмди колдонуунун кээ бир жолдору төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Электр кыймылдаткычтары жана генераторлор: Бул аппараттар кыймыл же электр энергиясын өндүрүү үчүн магнит талаасын колдонушат.

• Магниттик сактоо: Магниттик талаалар катуу дисктерде жана магниттик сактагычтын башка түрлөрүндө маалыматтарды сактоо үчүн колдонулат.

• Медициналык сүрөттөө: Магниттик-резонанстык томография (MRI) дененин деталдуу сүрөттөрүн өндүрүү үчүн магниттик талааларды колдонот.

• Магниттик левитация: Магниттик талаалар объекттерди көтөрүү үчүн колдонулушу мүмкүн, алар транспортто жана өндүрүштө колдонулат.

Магнитизмди түшүнүү материалдар менен иштеген окумуштуулар жана инженерлер үчүн да маанилүү. Материалдын магниттик касиеттерин түшүнүү менен, алар ар кандай колдонмолор үчүн белгилүү бир магниттик касиеттери бар материалдарды долбоорлой алышат.

Материалдардагы магниттик талааларды изилдөө

Магнит талаасынын күчү метрге ампер бирдиктери менен аныкталат (А/м). Магнит талаасынын интенсивдүүлүгү магниттик агымдын тыгыздыгына байланыштуу, ал берилген аймактан өткөн магнит талаасынын сызыктарынын саны. Магнит талаасынын багыты вектор менен аныкталат, ал талаада кыймылдап жаткан оң зарядга магниттик күчтүн багытын көрсөтөт.

Магниттик талаалардагы өткөргүчтөрдүн ролу

Электр тогун өткөрүүчү материалдар, мисалы, жез же алюминий, магнит талаасынын таасирине кабылышы мүмкүн. Электр тогу өткөргүчтөн өткөндө токтун агымынын багытына перпендикуляр болгон магнит талаасы пайда болот. Бул оң кол эрежеси деп аталат, анда баш бармак токтун агымынын багытын көрсөтүп, манжалар магнит талаасынын багытында ийрилет.

Магниттик материалдардын өзгөчө түрлөрү

Магниттик материалдардын эки өзгөчө түрү бар: ферромагниттик жана парамагниттик. Темир, никель жана кобальт сыяктуу ферромагниттик материалдар күчтүү магнит талаасына ээ жана магниттелиши мүмкүн. Алюминий жана платина сыяктуу парамагниттик материалдар алсыз магнит талаасына ээ жана оңой магниттелбейт.

Электромагнит: электр менен башкарылуучу күчтүү түзүлүш

Электромагнит зым аркылуу электр тогун өткөрүү аркылуу түзүлгөн магниттин бир түрү. Зым көбүнчө темирден же башка магниттик материалдан жасалган өзөккө оролот. Электромагниттин принциби электр тогу зым аркылуу өткөндө зымдын айланасында магнит талаасын пайда кылат. Зымды катушка ороп, магнит талаасы күчөйт жана пайда болгон магнит кадимки туруктуу магнитке караганда бир топ күчтүү болот.

Электромагниттер кантип башкарылат?

Электромагниттин күчүн ал аркылуу өткөн электр тогунун көлөмүн өзгөртүү менен оңой башкарууга болот. Токтун көлөмүн көбөйтүү же азайтуу менен магнит талаасын алсыратууга же күчөтүүгө болот. Электромагниттин уюлдары электр агымын тескери өзгөртүү менен да өзгөрүшү мүмкүн. Бул электромагниттерди колдонуунун кеңири спектринде абдан пайдалуу кылат.

Электромагниттер менен кандай кызыктуу эксперименттер бар?

Эгер сиз электромагниттердин артындагы илимге кызыгып жатсаңыз, анда сиз үйдөн аракет кыла турган көптөгөн кызыктуу эксперименттер бар. Бул жерде бир нече идеялар бар:

• Зымды мыктын тегерегине ороп, аны батареяга туташтыруу менен жөнөкөй электромагнит түзүңүз. Электромагнитиңиз менен канча клип ала аларыңызды көрүңүз.
• Электромагнит жана батарейканы колдонуу менен жөнөкөй мотор куруу. Батареянын полярдуулугун айландыруу менен, сиз моторду карама-каршы багытта айланта аласыз.
• Жөнөкөй генераторду түзүү үчүн электромагнитти колдонуңуз. Магнит талаасынын ичинде зымды айлантуу менен, сиз аз өлчөмдө электр энергиясын өндүрө аласыз.

Жалпысынан алганда, электромагниттердин бар болушу анын пайдалуулугун электр энергиясы менен оңой башкара ала тургандыгы менен түшүндүрүп, аны көптөгөн түзмөктөрдө жана тиркемелерде маанилүү компонентке айлантууда.

Магниттик диполдор: Магнитизмдин курулуш блоктору

Магниттик диполдор магнетизмдин негизги курулуш материалы болуп саналат. Алар магнетизмдин эң кичинекей бирдиги жана электрондор деп аталган кичинекей магниттерден турат. Бул электрондор материалдын молекулаларында бар жана магнит талаасын түзүү жөндөмүнө ээ. Магниттик диполь жөн гана оң жана терс заряддардан турган токтун цикли.

Магниттик диполдордун функциясы

Магниттик диполдор көптөгөн бирикмелердин түзүлүшүндө жана функцияларында активдүү роль ойнойт. Алар адатта типтүү зым менен чынжырда болот жана алардын болушу магнит талаасынын күчү менен түздөн-түз байланыштуу. Магнит талаасынын күчү контурдун аянты жана ал аркылуу өткөн ток менен берилет.

Магниттик диполдордун медицина илиминдеги мааниси

Магниттик диполдор медицина илиминде чоң мааниге ээ. Алар ар кандай медициналык шарттарды диагностикалоо жана дарылоо үчүн колдонула турган кичинекей магниттерди түзүү үчүн колдонулат. Медицина илиминде магниттик диполдорду колдонуу магниттик-резонанстык томография (MRI) деп аталат. MRI - дененин ичиндеги сүрөттөрдү түзүү үчүн магниттик диполдорду колдонгон үндүү жана коопсуз медициналык техника.

жыйынтыктоо

Ошентип, магнит магнитти өзүнө тартып же түртүүчү нерсени билдирет. Бул электр жана магнетизм менен байланышкан күч. Аны муздаткычка бир нерселерди кармоо үчүн же түндүктү чекит коюу үчүн колдонсоңуз болот. Андыктан, аны колдонуудан коркпоңуз! Бул көрүнгөндөй татаал эмес. Жөн гана эрежелерди эстеп, жакшы болот.

Мен Joost Nusselder, Tools Doctor компаниясынын негиздөөчүсү, контент-маркетингчи жана атам. Мен жаңы жабдууларды сынап көргөндү жакшы көрөм жана командам менен бирге 2016-жылдан бери ишенимдүү окурмандарга куралдар жана чеберчилик боюнча кеңештер менен жардам берүү үчүн тереңдетилген блог макалаларын түзүп келем.