Magnesy i siła magnetyzmu za nimi

Wszystko o magnesach

Pojawia się pozornie znikąd, a mimo to może być łatwo zauważony przez każdego: moc moc Magnesy. Czy pamiętasz jeszcze, jak w dzieciństwie całkowicie zafascynowała cię zabawa dwoma magnesami, zbliżanie ich do siebie i bycie oczarowanym przez dziwną, niewidzialną siłę przyciągania?

W przeszłości, magnesy i siła, która za nimi stoi... Magnetyzmczęsto postrzegane jako coś tajemniczego, mistycznego. Nic dziwnego, bo ani nie widzisz, ani nie słyszysz, ani nie czujesz tej tajemniczej siły. Ale to tam jest, siła magnetyczna - zawsze i w wielu różnych miejscach na naszej ziemi.

Skończmy więc z założeniami i półprawdami i przyjrzyjmy się uważnie, jak działają magnesy i co można z nimi zrobić.

Jak działają magnesy?

W zasadzie: Siła magnesów to naprawdę nic nowego. Już tysiące lat temu magnetyzm był używany, najpierw nieświadomie, później świadomie, do bardzo konkretnych celów. Stopniowo przeprowadzano niezliczone eksperymenty z magnesami i magnetyzmem w ogólności, aż do czasu gdy można było je również naukowo wyjaśnić. Pierwszy kontakt z magnesem

Prostopadłościan magnetyczny jako super magnes

Magnetyzm

W pierwszym podejściu do magnetyzmu przyjmujemy zwykły magnes prętowy. Ten klasyczny magnes ma tak zwany biegun na każdym końcu. Podobnie jak nasza ziemia, mówimy tu również o biegunie południowym i północnym. Podstawowa zasada brzmi: jak bieguny odpychają się od siebie, w przeciwieństwie do biegunów przyciągają się nawzajem. Jeśli więc weźmiemy dwa magnesy i połączymy je razem, biegun północny i północny oraz południowy i południowy będą się odpychać, natomiast biegun północny i południowy - bez względu na to z której strony - będą się magnetycznie przyciągać.

Wszystko jest zdeterminowane przez pola magnetyczne

Siła magnesu i stojący za nim magnetyzm działają nie tylko w jednym punkcie, ale w polu, które w konsekwencji nazywane jest polem magnetycznym. Oprócz siły magnetycznej można również wykryć lub uwidocznić związane z nią pole magnetyczne. Możemy to zrobić np. poprzez umieszczenie dużej liczby kompasów w pudełku i umieszczenie na nich magnesu prętowego. Teraz możemy obserwować jak poszczególne igły każdego kompasu ustawiają się wzdłuż (urojonych) linii pola magnetycznego.

Bieguny magnetyczne

Mówiąc o biegunie północnym i południowym, my ludzie rodzimy się z magnetyzmem od niepamiętnych czasów. Ziemia ma również biegun północny i południowy, a cała planeta jest otoczona polem magnetycznym. Nie wierzysz w to? Jednoznacznym dowodem tej teorii jest dostępny na rynku kompas. Zawiera ona małą, bardzo łatwą do przesuwania igłę wykonaną z metalu, która wyrównuje się z wyżej wymienionym polem magnetycznym ziemi i tym samym zawsze wskazuje na północ.

Linie pola magnetycznego

Linie pola magnetycznego nie są więc widoczne, służą jedynie jako pomoc w zrozumieniu pola magnetycznego. W zasadzie istnieje nieskończona liczba tych linii, z których każda tworzy zamknięty okrąg, tzn. nie mają one początku ani końca. Jeśli weźmiesz wszystkie linie pola razem, otrzymasz całkowite pole magnetyczne.

Z czego są zrobione magnesy?

My ludzie najbardziej znamy tzw. ferromagnetyzm. Odnosi się to do właściwości magnetycznych grupy substancji, które mają specjalne właściwości materiałowe. Mówi się także o domenach Weissa, specjalnych kolekcjach atomów, które nadają materiałowi stałą funkcję magnetyczną. W ten sposób atomy są wyrównywane w pewnej kolejności, co skutkuje funkcją magnetyczną.

Najbardziej znanym materiałem o właściwościach ferromagnetycznych jest żelazo. Nic więc dziwnego, że my, ludzie, jesteśmy w przeważającej mierze zaznajomieni z magnetycznymi materiałami wykonanymi z tego materiału. Jednak czyste żelazo nie nadaje się do namagnesowania. Dlatego do produkcji magnesów trwałych używa się zazwyczaj materiałów żelaznych stopionych z węglem. Nazywa się to również stalą.

Do czego ci potrzebne są magnesy?

Demonstracja zastosowania w szkołach itp. to tylko mały zarys barwnej różnorodności, z jaką magnesy mogą być stosowane w codziennym życiu, w przemyśle, badaniach itp. Konkretnie oznacza to, że magnesy są dziś stosowane w niezliczonych różnych maszynach, elementach, pojazdach, narzędziach itp. - w większości przypadków nawet bez naszej uwagi.

Na przykład, magnesy znajdują się w samochodach, w każdym zegarku, w głośnikach, telefonach, lodówkach, itp. Przykładowy głośnik: Bez użycia magnesu głośnik po prostu nie działałby. Używamy pól magnetycznych do generowania lub transmisji dźwięku.

Jakie są rodzaje magnesów?

Zasadniczo rozróżnia się różne typy magnesów. Na przykład, istnieją przewodniki, które mogą wytwarzać pola magnetyczne tylko wtedy, gdy są zasilane prądem elektrycznym. Z drugiej strony, istnieją tzw. magnesy stałe. Mają one zawsze efekt magnetyczny, niezależnie od tego, czy przepływa przez nie prąd. Podtypem magnesów trwałych są również te materiały, które wykazują słaby magnetyzm. Mogą być namagnesowane, ale pozostają w tym stanie tylko przez ograniczony czas. Dlatego w pewnym momencie ponownie tracą one swoją funkcję magnetyczną.

Przemysł

Ogólnie rzecz biorąc, magnesy są obecnie stosowane w niezliczonych miejscach w sektorze przemysłowym. Podczas gdy, na przykład, bardzo małe i stosunkowo słabe magnesy są stosowane w zegarkach, aby zapewnić precyzyjną pracę mechanizmu, nowe super magnesy wykonane z neodymu lub podobne są stosowane w szerokim zakresie zastosowań przemysłowych i handlowych. Elektromagnesy są również wykorzystywane w sektorze przemysłowym do wielu różnych celów. Dobrym tego przykładem jest sortowanie odpadów w recyklingu złomu. W tym celu, ogromne elektromagnesy są używane w złomowiskach i centrach recyklingu, które są przymocowane do dźwigów. W ten sposób, mieszane materiały takie jak plastik, drewno i metal mogą być łatwo oddzielone poprzez proste przesunięcie niezwykle silnego elektromagnesu nad materiałami po przyłożeniu do niego prądu elektrycznego. Siła magnetyczna zapewni teraz, że wszystkie części metalowe zostaną przyciągnięte i przyklejone do magnesu. Teraz można je usunąć i przechowywać w dowolnym miejscu. Aby usunąć części metalowe, które przylegają do magnesu, wystarczy przerwać przepływ prądu, aby efekt magnetyczny również został wyłączony. Metalowe części po prostu ponownie odpadają.

Magnesy stałe

Ponadto magnesy stałe i elektromagnesy odgrywają szczególnie ważną rolę w elektrotechnice oraz w technice pomiarowej i sterowniczej. Zwłaszcza technologia czujników nie może się już obejść bez użycia magnesów. Pomyślmy na przykład o nowoczesnych systemach alarmowych, które są wyposażone w przełączniki magnetyczne. Taki projekt jest bardzo prosty, a przy tym skuteczny. W przypadku przerwania wyłącznika magnetycznego w obwodzie sygnalizacyjnym nie płynie już prąd, a system alarmowy może zostać uruchomiony.

Zostańmy trochę dłużej z magnesami stałymi, które są również nazywane magnesami stałymi. Jak taki magnes może trwale wywierać odpowiednią siłę bez przepływającego przez niego prądu? Rozwiązanie: Wewnętrzna struktura magnesu stałego posiada dużą liczbę małych, tzw. magnesów elementarnych, z których każdy jest utworzony przez zbiór atomów. Każdy atom ma co najmniej jeden elektron orbitujący wokół swojego jądra.

Dlaczego magnesy mają pewne kolory?

Nie tylko w magnesach do celów szkolnych i dydaktycznych, ale także w magnesach narzędziowych, jak również w magnesach stosowanych w przemyśle, często znajdujemy obszary oznaczone kolorami. Na przykład, wiele magnesów paskowych ma czerwoną i niebieską lub zieloną stronę. Tajemnica tego jest dość prosta: różne kolory są używane do oznaczania biegunów. Ułatwia to obsługę i już na pierwszy rzut oka pokazuje, z którym kijem mamy do czynienia. Na przykład biegun dodatni magnesów stałych jest zawsze w kolorze czerwonym, natomiast biegun ujemny jest oznaczony na niebiesko.

Są one wykorzystywane w przemyśle w różnych formach i zastosowaniach, ale coraz częściej wykorzystujemy je również w naszym codziennym życiu, nawet jeśli chodzi tylko o dołączanie notatki do metalowej tablicy rozdzielczej lub lodówki. Magnesy posiadają szczególną fascynację dla wielu ludzi, ponieważ niosą pozornie niewidzialną moc i mogą być używane na wiele różnych sposobów. Na tej stronie internetowej dowiesz się wszystkiego o różnych magnesach i magnetyzmie, który za nimi stoi. Podążaj za nami do tego fascynującego świata.

Nowe materiały

Coraz silniejsze i precyzyjniejsze magnesy z ich nowymi materiałami, takimi jak neodym czy samar, sprawiają, że zastosowania magnesów stają się coraz bardziej zróżnicowane, zarówno w przemyśle, jak i w naszym codziennym życiu. Obecnie na rynku dostępne są nawet najmniejsze super magnesy o ekstremalnych siłach. Z tymi komponentami przeprowadza się wiele eksperymentów, a niektóre z nich są już stosowane w gotowych produktach. Jednym z przykładów jest inżynieria samochodowa. Ponieważ nasze samochody od lat stają się coraz cięższe ze względu na ich rosnące rozmiary, coraz bardziej skomplikowaną technologię itp., przemysł poszukuje alternatywnych metod produkcji, które przede wszystkim pozwalają na zmniejszenie masy. Zastosowanie magnesów jest tutaj odpowiednią możliwością. Na przykład ciężkie elementy mocujące ze spawami lub dużą ilością śrub można zastąpić małymi i lekkimi magnesami, które oferują podobną lub nawet lepszą wytrzymałość.

Produkcja

W ostatnich latach i dekadach dokonał się jednak postęp w produkcji magnesów, dlatego też konwencjonalne magnesy stalowe są obecnie zastępowane w wielu dziedzinach prawdziwymi, zaawansowanymi technologicznie materiałami o jeszcze lepszych właściwościach materiałowych. Są to na przykład materiały spiekane wykonane z heksaferytu baru lub strontu, które są dodatkowo zaopatrzone w tlenek żelaza, a następnie namagnesowane.

Jednakże, materiały te nadal nie stanowią szczytu w rozwoju coraz to nowych i silniejszych magnesów. Współczesnym stanem techniki są tzw. super magnesy wykonane z materiałów takich jak neodym czy samar, które należą do metali ziem rzadkich i znajdują się w różnych miejscach skorupy ziemskiej.