ИМАНТАЦИЯ: ОТ КАКВО СЕ СЪСТОИ, МЕТОД И ПРИМЕРИ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

На намагнитването или намагнитването е вектор количество, което е също така известен като намагнитване вектор сила. Той се обозначава като M и се определя като магнитен момент m на единица обем V. Математически той се изразява, както следва:

M = d m / dV

Единици М в Международната система единици SI са ампер / m, същите като тези на магнитното поле Н. Обозначението с удебелен шрифт е да се посочи, че това са вектори, а не скалари.

Фигура 1. Феритни магнити под формата на пръстени. Източник: Wikimedia Commons.

Сега магнитният момент на материал или вещество е проявление на движението на електрически заряди вътре в атома, в основата на това на електрона.

По принцип електронът вътре в атома може да бъде представен като мъничка затворена верига от ток, докато той описва кръгова орбита около ядрото. Всъщност електронът не се държи по този начин в съответствие с квантово-механичния модел на атома, но той съвпада с това по отношение на магнитния ефект.

Освен това електронът има спинов ефект, аналогичен на въртене върху себе си. Това второ движение дава още по-важен принос за общия магнетизъм на атома.

Когато материал е поставен във външно магнитно поле, магнитните моменти и на двата приноса се изравняват и създават магнитно поле в материала.

Методи на магнетизиране

Магнетизирането на материал означава да му придадете магнитни свойства, временно или постоянно. Но материалът трябва да реагира по подходящ начин на магнетизъм, за да се случи това, а не всички материали.

В зависимост от техните магнитни свойства и реакцията, която имат към външно магнитно поле, като това на магнит, материалите се класифицират в три големи групи:

-Diamagnetic

-Paramagnetic

-Ferromagnetic

Всички материали са диамагнитни, чийто отговор се състои в слабо отблъскване, когато се поставя в средата на външно магнитно поле.

От своя страна парамагнетизмът е типичен за някои вещества, които изпитват не много интензивно привличане към външно поле.

Феромагнитните материали обаче са тези с най-силен магнитен отговор от всички. Магнетитът е железен оксид, който е естествен магнит, известен от древна Гърция.

Фигура 2. Магнетит или варовик от Бразилия. Източник: Wikimedia Commons.

Методите за намагнитване, които ще бъдат описани по-долу, използват материали с добър магнитен отговор за постигане на желаните ефекти. Но на ниво наночастици е възможно дори да се намагнетизира злато, метал, който обикновено няма забележителен магнитен отговор.

Как да намагнетизираме феромагнетичен обект?

Освен ако материалът не е естествен магнит, като парче магнетит, той обикновено се демагнетизира или демагнетизира. Това води до друга класификация на магнитните материали:

- Твърди, които са постоянни магнити.

- Меки или сладки, които въпреки че не са постоянни магнити, имат добър магнитен отговор.

- Полутвърди, притежаващи междинни свойства сред горните.

Магнитният отговор на феромагнитните материали се дължи на факта, че магнитните домейни са подредени вътре в тях, региони с произволно подредени вектори на намагнитване.

Това води до отменяне на магнетизационните вектори, а нетната намагнитване е нула. Поради тази причина, за да се създаде намагнитване, магнетизационните вектори трябва да бъдат подравнени, постоянно или поне за известно време. По този начин материалът се намагнетизира.

Има редица начини за постигане на това, например чрез индукционно намагнетизиране, контакт, триене, охлаждане и дори удряне на обекта, подробно описани по-долу.

Примери

Избраният метод на намагнитване зависи от материала и целите на процедурата.

Изкуствените магнити могат да бъдат създадени за голямо разнообразие от функции. Днес магнитите се магнетизират индустриално, следвайки много внимателен процес.

Индукционно намагнетизиране

По този метод материалът, който ще се намагнетизира, се поставя в средата на интензивно магнитно поле, като това на мощен електромагнит. По този начин домейните и съответните им намагнетизации веднага се изравняват с външното поле. И резултатът е, че материалът е намагнетизиран.

В зависимост от материала, той може да запази така получената намагнетизация за постоянно или може да го загуби веднага щом външното поле изчезне.

Втриване намагнитване

Този метод изисква втриването на единия край на материала да се намагнетизира с полюса на магнит. Трябва да се направи в същата посока, така че по този начин разтритата област да придобие обратна полярност.

Това създава магнитен ефект по такъв начин, че в другия край на материала се създава противоположен магнитен полюс, в резултат на което веществото се магнетизира.

Контакт намагнитване

При контактно намагнетизиране обектът, който ще се намагнетизира, трябва да влезе в пряк контакт с магнита, така че да придобие намагнетизацията си. Изравняването на домейните в обекта, който трябва да се намагнетизира, става като каскаден ефект, пристигащ от края в контакт с другия край бързо.

Типичен пример за контактна намагнетизация е да прикачите щипка към постоянен магнит и магнитът ще се намагнетизира, като привлича други клипове, за да образува верига. Освен това работи с никелови монети, пирони и битове от желязо.

Но след като първият клип, пирон или монета е отстранен от магнита, намагничаването на останалите изчезва, освен ако не е наистина силен магнит, способен да произвежда постоянно намагнетизиране.

Електрически метод за намагнетизиране

Материалът, който ще се намагнетизира, се увива в проводяща жица, през която се пропуска електрически ток. Електрическият ток не е нищо повече от движещ се заряд, който произвежда магнитно поле. Това поле е отговорно за намагнетизирането на материала, поставен вътре, и ефектът е значително да се увеличи полученото поле.

Така създадените магнити могат да се активират и деактивират по желание, само чрез прекъсване на веригата, в допълнение към факта, че силата на магнита може да бъде променена чрез преминаване на повече или по-малко ток. Те се наричат ​​електромагнити и с тях можете лесно да движите тежки предмети или да отделяте магнитни от немагнитни материали.

Магнетизиране с удар

Желязна пръчка или дори метален шкаф за подаване може да се намагнетизира, като се удари вътре в магнитно поле. В някои местности магнитното поле на Земята е достатъчно силно, за да постигне този ефект. Желязна пръчка, която удря вертикално земята, може да се намагнетизира, защото магнитното поле на Земята има вертикален компонент.

Магнетизацията се проверява с компас, който се поставя отгоре на лентата. За шкаф за подаване е достатъчно да отворите и затворите чекмеджетата с достатъчно решителност.

Ударът може също да обезгнетява магнит, тъй като той разрушава реда на магнитните домейни в материала. Топлината също има същия ефект.

Магнетизиране чрез охлаждане

Във вътрешността на Земята има вещества като базалтови лави, които при охлаждане в присъствието на магнитно поле задържат намагнитването на споменатото поле. Разглеждането на тези видове вещества открива доказателства, че магнитното поле на Земята е променило ориентацията си от създаването на Земята.

Препратки

1. Figueroa, D. (2005). Серия: Физика за наука и инженерство. Том 6. Електромагнетизъм. Редактиран от Дъглас Фигероа (USB).
2. Хюит, Пол. 2012. Концептуални физически науки. 5 ^-та. Ед Пиърсън.
3. Киркпатрик, Л. 2007. Физика: поглед към света. 6 ^ta Съкратено редактиране. Учене в Cengage
4. Луна, М. Знаете ли, че златото може да бъде магнит? Възстановено от: elmundo.es.
5. Тилери, Б. 2012. Физическа наука. McGraw Hill.