Magnetic: Целосен водич за магнетна сила и полиња

Магнетизмот е класа на физички феномени со посредство на магнетни полиња. Електричните струи и основните магнетни моменти на елементарните честички предизвикуваат магнетно поле, кое делува на други струи и магнетни моменти.

Сите материјали се до одреден степен под влијание на магнетно поле. Најпознатиот ефект е на постојаните магнети, кои имаат постојани магнетни моменти предизвикани од феромагнетизам.

Моќта на магнетната сила

Магнетна сила е силата што се врши на наелектризирана честичка што се движи во магнетно поле. Тоа е сила која е нормална на брзината на наелектризираната честичка и магнетното поле. Оваа сила е опишана со равенката на Лоренцовата сила, која вели дека силата (F) која делува на полнеж (q) што се движи со брзина (v) во магнетно поле (B) е дадена со равенката F = qvBsinθ, каде што θ е аголот помеѓу брзината на полнежот и магнетното поле.

Како е поврзана магнетната сила со електричната струја?

Магнетната сила е тесно поврзана со електричната струја. Кога електрична струја тече низ жица, таа создава магнетно поле околу жицата. Ова магнетно поле може да изврши сила врз други предмети во негово присуство. Големината и насоката на силата зависат од јачината и насоката на магнетното поле.

Кои материјали се под влијание на магнетната сила?

Магнетната сила може да влијае на голем број материјали, вклучувајќи:

• Магнетни материјали како што се железо, челик и никел
• Проводни материјали како бакар и алуминиум
• Подвижни електрони во проводник
• Наполнети честички во плазмата

Примери на магнетна сила во акција

Некои примери на магнетна сила во акција вклучуваат:

• Магнети кои се привлекуваат или одбиваат еден со друг
• Налепници кои се лепат за фрижидер или врата бидејќи се опремени со магнет
• Челична прачка се влече кон силен магнет
• Жица што носи електрична струја се отклонува во магнетно поле
• Постојаното движење на иглата на компасот поради магнетното поле на Земјата

Како се опишува магнетната сила?

Магнетната сила е опишана со помош на единици њутни (N) и тесла (Т). Тесла е единица за јачина на магнетното поле и се дефинира како сила што дејствува на жица што носи струја од еден ампер сместена во еднообразно магнетно поле од еден тесла. Магнетната сила што дејствува на објектот е еднаква на производот на јачината на магнетното поле и полнежот на објектот.

Кои видови полиња се поврзани со магнетната сила?

Магнетната сила е поврзана со електромагнетните полиња. Електромагнетно поле е вид поле што се создава со присуство на електрични полнежи и струи. Магнетното поле е една од компонентите на електромагнетното поле и се создава со движење на електрични полнежи.

Дали сите предмети искусуваат магнетна сила?

Не сите предмети доживуваат магнетна сила. Само предметите што имаат нето полнење или носат електрична струја ќе искусат магнетна сила. Предметите кои немаат нето полнење и не носат електрична струја нема да искусат магнетна сила.

Каква е врската помеѓу магнетната сила и спроводливите површини?

How to strip wire fast

Share

Watch on

Кога спроводлива површина се става во магнетно поле, електроните на површината ќе доживеат сила поради магнетното поле. Оваа сила ќе предизвика движење на електроните, што ќе создаде струја на површината. Струјата, пак, ќе создаде магнетно поле кое ќе комуницира со првобитното магнетно поле, предизвикувајќи површината да доживее сила.

Каква е врската помеѓу магнетната сила и големината на брзината на објектот?

Магнетната сила што дејствува на објектот е пропорционална на големината на брзината на објектот. Колку побрзо се движи објектот, толку посилна ќе биде магнетната сила.

Фасцинантната историја на магнетите

• Зборот „магнет“ доаѓа од латинскиот збор „magnes“, што се однесува на посебен вид карпи пронајден во Турција на планината Ида.
• Древните Кинези ги откриле камењата, кои се природни магнети направени од железен оксид, пред повеќе од 2,000 години.
• Англискиот научник Вилијам Гилберт ги потврди претходните набљудувања за својствата на магнетите кон крајот на 16 век, вклучувајќи го и постоењето на магнетни полови.
• Холандскиот научник Кристијан Оерстед ја открил врската помеѓу електричната енергија и магнетизмот во 1820 година.
• Францускиот физичар Андре Ампер ја прошири работата на Оерстед, проучувајќи ја врската помеѓу електричната енергија и магнетизмот и развивајќи го концептот на магнетното поле.

Развој на постојани магнети

• Во раните години на магнетизмот, истражувачите беа заинтересирани за производство на посилни и помоќни магнети.
• Во 1930-тите, истражувачите од Сумитомо развија легура од железо, алуминиум и никел што произведуваше магнет со поголема енергетска густина од кој било претходен материјал.
• Во 1980-тите, истражувачите од Академијата на науките во Москва воведоа нов тип на магнет направен од соединение на неодимиум, железо и бор (NdFeB), кој е најсилниот магнет технолошки достапен денес.
• Современите магнети можат да произведат магнетни полиња со јачина до 52 мега-Гаус-оерстед (MGOe), што е огромно во споредба со 0.5 MGOe произведени од лодестон.

Улогата на магнетите во производството на енергија

• Магнетите играат клучна улога во производството на електрична енергија, особено во производството на енергија од ветерни турбини и хидроелектрични брани.
• Магнетите се користат и кај електричните мотори, кои се наоѓаат во се, од автомобили до апарати за домаќинство.
• Интересот за магнети произлегува од нивната способност да произведат магнетно поле, кое може да се користи за производство на електрична енергија.

Иднината на магнети

• Научниците проучуваат нови материјали и развој на магнетизмот, вклучувајќи ја и употребата на метали и легури од ретки земји.
• Неомагнетот е нов тип на магнет кој е посилен од кој било претходен магнет и има потенцијал да го револуционизира полето на магнетизмот.
• Како што нашето разбирање за магнетите продолжува да се шири, тие ќе играат сè поважна улога во технолошки напредните општества.

Истражување на фасцинантниот свет на магнетизмот

Магнетизмот е својство што го поседуваат одредени материјали, што им овозможува да привлечат или одвратат други материјали. Видовите на магнетизам вклучуваат:

• Дијамагнетизам: Овој тип на магнетизам е присутен во сите материјали и е предизвикан од движењето на електроните во материјалот. Кога материјалот се става во магнетно поле, електроните во материјалот ќе произведат електрична струја што се спротивставува на магнетното поле. Ова резултира со слаб одбивен ефект, кој обично не се забележува.

• Парамагнетизам: Овој тип на магнетизам е исто така присутен во сите материјали, но тој е многу послаб од дијамагнетизмот. Во парамагнетните материјали, магнетните моменти на електроните не се порамнети, но тие можат да се порамнат со надворешно магнетно поле. Ова предизвикува материјалот да биде слабо привлечен кон магнетното поле.

• Феромагнетизам: Овој тип на магнетизам е најпознат и е она на што повеќето луѓе мислат кога го слушаат зборот „магнет“. Феромагнетните материјали силно ги привлекуваат магнетите и можат да ги задржат своите магнетни својства дури и откако ќе се отстрани надворешното магнетно поле. Тоа е затоа што магнетните моменти на електроните во материјалот се порамнети во иста насока, создавајќи силно магнетно поле.

Науката зад магнетизмот

Магнетизмот се создава со движење на електрични полнежи, како што се електроните, во материјалот. Магнетното поле произведено од овие полнежи може да се опише како збир на линии кои формираат магнетно поле. Јачината на магнетното поле варира во зависност од бројот на присутни полнежи и степенот до кој тие се порамнети.

Структурата на материјалот исто така игра улога во неговите магнетни својства. Во феромагнетните материјали, на пример, магнетните моменти на молекулите се порамнети во иста насока, создавајќи силно магнетно поле. Во дијамагнетните материјали, магнетните моменти се случајно ориентирани, што резултира со слаб ефект на одбивање.

Важноста на разбирањето на магнетизмот

Магнетизмот е важно својство на материјата што има многу практични примени. Некои од начините на кои се користи магнетизмот вклучуваат:

• Електрични мотори и генератори: Овие уреди користат магнетни полиња за да произведат движење или да генерираат електрична енергија.

• Магнетно складирање: Магнетните полиња се користат за складирање податоци на хард дискови и други видови магнетни медиуми за складирање.

• Медицинско снимање: Магнетната резонанца (МРИ) користи магнетни полиња за да произведе детални слики на телото.

• Магнетна левитација: Магнетните полиња може да се користат за левитација на објекти, што има примена во транспортот и производството.

Разбирањето на магнетизмот е исто така важно за научниците и инженерите кои работат со материјали. Со разбирање на магнетните својства на материјалот, тие можат да дизајнираат материјали со специфични магнетни својства за различни апликации.

Истражување на магнетните полиња во материјалите

Јачината на магнетното поле е дефинирана во единици ампер на метар (A/m). Интензитетот на магнетното поле е поврзан со густината на магнетниот тек, што е бројот на линии на магнетното поле што минуваат низ дадена област. Насоката на магнетното поле е дефинирана со вектор, кој покажува во насока на магнетната сила на позитивен полнеж што се движи во полето.

Улогата на проводниците во магнетните полиња

Материјалите што спроведуваат струја, како што се бакар или алуминиум, можат да бидат под влијание на магнетни полиња. Кога електрична струја тече низ проводник, се создава магнетно поле кое е нормално на насоката на протокот на струјата. Ова е познато како правило за десната рака, каде што палецот покажува во насока на протокот на струјата, а прстите се виткаат во насока на магнетното поле.

Специфичните типови на магнетни материјали

Постојат два специфични типа на магнетни материјали: феромагнетни и парамагнетни. Феромагнетните материјали, како што се железото, никелот и кобалтот, имаат силно магнетно поле и можат да се магнетизираат. Парамагнетните материјали, како што се алуминиумот и платината, имаат слабо магнетно поле и не се лесно магнетизирани.

Електромагнет: моќен уред управуван од електрична енергија

Електромагнет е вид на магнет кој се создава со поминување на електрична струја низ жица. Жицата обично се обвиткува околу јадро направено од железо или друг магнетен материјал. Принципот зад електромагнет е дека кога електрична струја тече низ жица, таа создава магнетно поле околу жицата. Со завиткување на жицата во калем, магнетното поле се зајакнува, а добиениот магнет е многу посилен од обичен постојан магнет.

Како се контролираат електромагнетите?

Јачината на електромагнетот лесно може да се контролира со менување на количината на електрична струја што тече низ него. Со зголемување или намалување на количината на струја, магнетното поле може да се ослабне или зајакне. Половите на електромагнет може дури и да се сменат со промена на протокот на електрична енергија. Ова ги прави електромагнетите многу корисни во широк опсег на апликации.

Кои се некои забавни експерименти со електромагнети?

Ако сте заинтересирани за науката зад електромагнетите, има многу забавни експерименти што можете да ги испробате дома. Еве неколку идеи:

• Направете едноставен електромагнет со завиткување жица околу клинец и поврзување со батерија. Погледнете колку спојници можете да земете со вашиот електромагнет.
• Направете едноставен мотор користејќи електромагнет и батерија. Со превртување на поларитетот на батеријата, можете да го натерате моторот да се врти во спротивна насока.
• Користете електромагнет за да создадете едноставен генератор. Со вртење калем од жица во магнетно поле, можете да генерирате мала количина електрична енергија.

Генерално, постоењето на електромагнети ја должи својата корисност на фактот што може лесно да се контролира со електрична енергија, што го прави витална компонента во многу уреди и апликации.

Магнетни диполи: градежните блокови на магнетизмот

Магнетните диполи се основните градежни блокови на магнетизмот. Тие се најмалата единица на магнетизам и се составени од ситни магнети наречени електрони. Овие електрони се присутни во молекулите на материјалот и имаат способност да создадат магнетно поле. Магнетниот дипол е едноставно јамка на струја која е составена од позитивни и негативни полнежи.

Функцијата на магнетните диполи

Магнетните диполи играат активна улога во структурата и функцијата на многу соединенија. Тие најчесто се присутни во типичната жица и коло, а нивното присуство е директно поврзано со јачината на магнетното поле. Јачината на магнетното поле е дадена од областа на јамката и струјата што тече низ неа.

Важноста на магнетните диполи во медицинската наука

Магнетните диполи имаат големо значење во медицинската наука. Тие се користат за создавање на мали магнети кои можат да се користат за дијагностицирање и лекување на различни медицински состојби. Употребата на магнетни диполи во медицинската наука се нарекува магнетна резонанца (МРИ). МНР е здрава и безбедна медицинска техника која користи магнетни диполи за да создаде слики од внатрешноста на телото.

Заклучок

Значи, магнетно значи нешто што привлекува или одбива магнет. Тоа е сила која е поврзана со електрична енергија и магнетизам. Можете да го користите за да ги држите работите на фрижидер или да направите точка на компас на север. Затоа, не плашете се да го користите! Не е толку комплицирано како што изгледа. Само запомнете ги правилата и ќе бидете во ред.

Јас сум Јост Нуселдер, основач на Tools Doctor, продавач на содржина и татко. Обожавам да испробувам нова опрема и заедно со мојот тим создавам детални блог статии од 2016 година за да им помогнам на лојалните читатели со алатки и совети за изработка.