Магнетиц: Комплетан водич за магнетну силу и поља

Магнетизам је класа физичких појава које су посредоване магнетним пољима. Електричне струје и основни магнетни моменти елементарних честица стварају магнетно поље, које делује на друге струје и магнетне моменте.

На све материјале у одређеној мери утиче магнетно поље. Најпознатији ефекат је на трајне магнете, који имају упорне магнетне моменте узроковане феромагнетизмом.

Моћ магнетне силе

Магнетна сила је сила која делује на наелектрисану честицу која се креће у магнетном пољу. То је сила која је окомита на брзину наелектрисане честице и магнетног поља. Ова сила је описана једначином Лоренцове силе, која каже да је сила (Ф) која делује на наелектрисање (к) који се креће брзином (в) у магнетном пољу (Б) дата једначином Ф = квБсинθ, где је θ је угао између брзине наелектрисања и магнетног поља.

Како је магнетна сила повезана са електричном струјом?

Магнетна сила је уско повезана са електричном струјом. Када електрична струја тече кроз жицу, она ствара магнетно поље око жице. Ово магнетно поље може вршити силу на друге објекте у свом присуству. Величина и правац силе зависе од јачине и правца магнетног поља.

На које материјале утиче магнетна сила?

Магнетна сила може утицати на велики број материјала, укључујући:

• Магнетни материјали као што су гвожђе, челик и никл
• Проводни материјали као што су бакар и алуминијум
• Покретни електрони у проводнику
• Наелектрисане честице у плазми

Примери магнетне силе у акцији

Неки примери магнетне силе у акцији укључују:

• Магнети који се међусобно привлаче или одбијају
• Налепнице које се лепе за фрижидер или врата јер су опремљене магнетом
• Челична шипка се вуче ка снажном магнету
• Жица која носи електричну струју која се одбија у магнетном пољу
• Равномерно кретање игле компаса услед Земљиног магнетног поља

Како се описује магнетна сила?

Магнетна сила се описује помоћу јединица њутна (Н) и тесла (Т). Тесла је јединица за јачину магнетног поља, а дефинише се као сила која делује на жицу која носи струју од једног ампера смештену у једнолично магнетно поље од једне тесле. Магнетна сила која делује на предмет једнака је производу јачине магнетног поља и наелектрисања предмета.

Које врсте поља су повезане са магнетном силом?

Магнетна сила је повезана са електромагнетним пољима. Електромагнетно поље је врста поља која настаје присуством електричних наелектрисања и струја. Магнетно поље је једна компонента електромагнетног поља, а настаје кретањем електричних наелектрисања.

Да ли сви објекти доживљавају магнетну силу?

Не доживљавају сви објекти магнетну силу. Само објекти који имају нето наелектрисање или носе електричну струју ће осетити магнетну силу. Предмети који немају нето наелектрисање и који немају електричну струју неће осетити магнетну силу.

Какав је однос између магнетне силе и проводних површина?

How to strip wire fast

Share

Watch on

Када се проводна површина стави у магнетно поље, електрони на површини ће искусити силу услед магнетног поља. Ова сила ће проузроковати кретање електрона, што ће створити струју на површини. Струја ће, заузврат, створити магнетно поље које ће бити у интеракцији са оригиналним магнетним пољем, узрокујући да површина искуси силу.

Какав је однос између магнетне силе и величине брзине објекта?

Магнетна сила која делује на објекат је пропорционална величини брзине објекта. Што се објекат брже креће, то ће бити јача магнетна сила.

Фасцинантна историја магнета

• Реч „магнет“ потиче од латинске речи „магнес“, која се односи на посебну врсту стене пронађене у Турској на планини Ида.
• Древни Кинези су открили камене камење, који су природни магнети направљени од оксида гвожђа, пре више од 2,000 година.
• Енглески научник Вилијам Гилберт потврдио је ранија запажања о својствима магнета крајем 16. века, укључујући постојање магнетних полова.
• Холандски научник Кристијан Ерстед открио је везу између електрицитета и магнетизма 1820. године.
• Француски физичар Андре Ампер проширио је Ерстедов рад, проучавајући однос између електрицитета и магнетизма и развијајући концепт магнетног поља.

Развој сталних магнета

• У раним годинама магнетизма, истраживачи су били заинтересовани за производњу јачих и моћнијих магнета.
• 1930-их, истраживачи у Сумитому развили су легуру гвожђа, алуминијума и никла која је произвела магнет са већом густином енергије од било ког претходног материјала.
• 1980-их, истраживачи Академије наука у Москви представили су нови тип магнета направљеног од једињења неодимијума, гвожђа и бора (НдФеБ), који је најјачи магнет који је данас технолошки доступан.
• Савремени магнети могу да произведу магнетна поља јачине до 52 мега-Гаус-ерстеда (МГОе), што је огромно у поређењу са 0.5 МГОе произведених камењем.

Улога магнета у производњи енергије

• Магнети играју кључну улогу у производњи електричне енергије, посебно у производњи енергије из ветротурбина и хидроелектрана.
• Магнети се такође користе у електромоторима, који се налазе у свему, од аутомобила до кућних апарата.
• Интересовање за магнете произилази из њихове способности да производе магнетно поље, које се може користити за генерисање електричне енергије.

Будућност магнета

• Научници проучавају нове материјале и развој магнетизма, укључујући употребу ретких земних метала и легура.
• Нео магнет је нови тип магнета који је јачи од било ког претходног магнета и има потенцијал да револуционише поље магнетизма.
• Како наше разумевање магнета наставља да се шири, они ће играти све важнију улогу у технолошки напредним друштвима.

Истраживање фасцинантног света магнетизма

Магнетизам је особина коју одређени материјали поседују, што им омогућава да привлаче или одбијају друге материјале. Врсте магнетизма укључују:

• Дијамагнетизам: Ова врста магнетизма је присутна у свим материјалима и узрокована је кретањем електрона у материјалу. Када се материјал стави у магнетно поље, електрони у материјалу ће произвести електричну струју која се супротставља магнетном пољу. Ово резултира слабим ефектом одбијања, који се обично не примећује.

• Парамагнетизам: Овај тип магнетизма је такође присутан у свим материјалима, али је много слабији од дијамагнетизма. У парамагнетним материјалима, магнетни моменти електрона нису поравнати, али се могу поравнати помоћу спољашњег магнетног поља. Ово узрокује да материјал буде слабо привучен магнетном пољу.

• Феромагнетизам: Ова врста магнетизма је најпознатија и на то већина људи помисли када чују реч „магнет“. Феромагнетни материјали су снажно привучени магнетима и могу задржати своја магнетна својства чак и након уклањања спољашњег магнетног поља. То је зато што су магнетни моменти електрона у материјалу поравнати у истом правцу, стварајући јако магнетно поље.

Наука иза магнетизма

Магнетизам настаје кретањем електричних наелектрисања, као што су електрони, у материјалу. Магнетно поље које стварају ова наелектрисања може се описати као скуп линија које формирају магнетно поље. Јачина магнетног поља варира у зависности од броја присутних наелектрисања и степена до којег су поравнати.

Структура материјала такође игра улогу у његовим магнетним својствима. У феромагнетним материјалима, на пример, магнетни моменти молекула су поравнати у истом правцу, стварајући јако магнетно поље. У дијамагнетним материјалима, магнетни моменти су насумично оријентисани, што резултира слабим ефектом одбијања.

Важност разумевања магнетизма

Магнетизам је важно својство материје које има много практичних примена. Неки од начина на које се магнетизам користи укључују:

• Електрични мотори и генератори: Ови уређаји користе магнетна поља да производе кретање или генеришу електричну енергију.

• Магнетно складиштење: Магнетна поља се користе за складиштење података на чврстим дисковима и другим врстама магнетних медија за складиштење података.

• Медицинско снимање: Магнетна резонанца (МРИ) користи магнетна поља за производњу детаљних слика тела.

• Магнетна левитација: Магнетна поља се могу користити за левитацију објеката, што има примену у транспорту и производњи.

Разумевање магнетизма је такође важно за научнике и инжењере који раде са материјалима. Разумевањем магнетних својстава материјала, они могу дизајнирати материјале са специфичним магнетним својствима за различите примене.

Истраживање магнетних поља у материјалима

Јачина магнетног поља је дефинисана у јединицама ампера по метру (А/м). Интензитет магнетног поља повезан је са густином магнетног флукса, што је број линија магнетног поља које пролазе кроз дату област. Правац магнетног поља је дефинисан вектором, који показује смер магнетне силе на позитивно наелектрисање које се креће у пољу.

Улога проводника у магнетним пољима

На материјале који проводе електричну енергију, као што су бакар или алуминијум, могу утицати магнетна поља. Када електрична струја тече кроз проводник, ствара се магнетно поље које је управно на смер струјања. Ово је познато као правило десне руке, где палац показује у смеру тока струје, а прсти се савијају у правцу магнетног поља.

Специфичне врсте магнетних материјала

Постоје две специфичне врсте магнетних материјала: феромагнетни и парамагнетни. Феромагнетни материјали, као што су гвожђе, никл и кобалт, имају јако магнетно поље и могу се магнетизовати. Парамагнетни материјали, као што су алуминијум и платина, имају слабо магнетно поље и нису лако магнетизовани.

Електромагнет: Снажан уређај покретан струјом

Електромагнет је врста магнета који се ствара провођењем електричне струје кроз жицу. Жица је обично омотана око језгра направљеног од гвожђа или другог магнетног материјала. Принцип који стоји иза електромагнета је да када електрична струја тече кроз жицу, она ствара магнетно поље око жице. Умотавањем жице у калем, магнетно поље је ојачано, а резултујући магнет је много јачи од обичног трајног магнета.

Како се контролишу електромагнети?

Снага електромагнета се лако може контролисати променом количине електричне струје која тече кроз њега. Повећањем или смањењем количине струје, магнетно поље се може ослабити или ојачати. Полови електромагнета могу се чак и преокренути окретањем струјног тока. Ово чини електромагнете веома корисним у широком спектру примена.

Који су забавни експерименти са електромагнетима?

Ако сте заинтересовани за науку која стоји иза електромагнета, постоји много забавних експеримената које можете испробати код куће. Ево неколико идеја:

• Направите једноставан електромагнет тако што ћете омотати жицу око ексера и повезати је са батеријом. Погледајте колико спајалица можете покупити својим електромагнетом.
• Направите једноставан мотор користећи електромагнет и батерију. Окретањем поларитета батерије можете натерати мотор да се окреће у супротном смеру.
• Користите електромагнет да направите једноставан генератор. Окретањем намотаја жице унутар магнетног поља можете произвести малу количину електричне енергије.

Све у свему, постојање електромагнета дугује своју корисност чињеници да се може лако контролисати електричном енергијом, што га чини виталном компонентом у многим уређајима и апликацијама.

Магнетски диполи: грађевни блокови магнетизма

Магнетни диполи су основни градивни блокови магнетизма. Они су најмања јединица магнетизма и састоје се од сићушних магнета званих електрони. Ови електрони су присутни у молекулима материјала и имају способност да створе магнетно поље. Магнетни дипол је једноставно струјна петља која се састоји од позитивних и негативних наелектрисања.

Функција магнетних дипола

Магнетни диполи играју активну улогу у структури и функцији многих једињења. Обично су присутни у типичној жици и колу, а њихово присуство је директно повезано са јачином магнетног поља. Јачина магнетног поља је дата површином петље и струјом која тече кроз њу.

Важност магнетних дипола у медицинској науци

Магнетни диполи имају велики значај у медицинској науци. Користе се за стварање сићушних магнета који се могу користити за дијагнозу и лечење различитих здравствених стања. Употреба магнетних дипола у медицинској науци назива се магнетна резонанца (МРИ). МРИ је здрава и безбедна медицинска техника која користи магнетне диполе за стварање слика унутрашњости тела.

Zakljucak

Дакле, магнетно значи нешто што привлачи или одбија магнет. То је сила која је повезана са електрицитетом и магнетизмом. Можете га користити да држите ствари на фрижидеру или да направите компас на северу. Дакле, не бојте се да га користите! Није тако компликовано као што изгледа. Само запамтите правила и бићете добро.

Ја сам Јоост Нусселдер, оснивач Тоолс Доцтор, маркетер садржаја и тата. Волим да испробавам нову опрему и заједно са својим тимом од 2016. правим детаљне чланке на блогу како бих помогао верним читаоцима алатима и саветима за израду.