Магнетизъм и електромагнетизъм

Природни и изкуствени магнити

Сред железни руди, изкопани за металургичната промишленост, има руда, наречена магнезиев железен камък. Тази руда притежава свойството да привлича стоманени предмети.

Част от такава стоманена руда се нарича естествен магнит, а свойството на привличане, което се проявява от него, се нарича магнетизъм.

В наше време феноменът на магнетизма се използва много широко в различни електронни инсталации. Но сега те не използват естествени, а така наречените изкуствени магнити.

Изкуствените магнити са изработени от специални видове стомана. Част от това е магнетизирано по специален начин, след което придобива магнитни характеристики, т.е. става неизменно магнит.

Формата на постоянните магнити може да бъде много различна в зависимост от предназначението им.

При неизменния магнит от силите на атракция притежават само полюсите си. Краят на магнита, обърнат на север, се съгласи да бъде наречен северния полюс на магнита, а крайът на юг беше южният полюс на магнита. Всеки постоянен магнит има два полюса: на север и на юг. Северният полюс на магнита се обозначава с буквата C или N, южния полюс - с буквата Y или S.

Магнитът привлича към себе си желязо, стомана, чугун, никел, кобалт. Всички тези тела се наричат ​​магнитни тела. Все пак, други тела, които не са привлечени от магнит, се наричат ​​немагнитни тела.

Структурата на магнита. привличане

Всяко тяло, включително магнитно, се състои от малки частици - молекули. За разлика от молекулите на немагнитни тела, молекулите на магнитното тяло притежават магнитни качества, които представляват молекулни магнити. В тези молекулни магнитни магнити тяло са разположени с техните оси в противоположни посоки, в резултат на което не се тяло не проявява магнитни свойства. Но ако тези магнити, за да принудят революцията около оста си, така че те са си на север полюси са обърнати в една друга посока и в южната, тялото придобива магнитни свойства, т.е.. Д. Стани магнит.

Процесът, в резултат на който магнитното тяло придобива характеристиките на магнита, се нарича магнетизация. Когато правим постоянни магнити, магнетизирането се извършва с помощта на електронен ток. Но е възможно да се магнетизира тялото по друг начин, използвайки обикновен постоянен магнит.

Ако прав магнит да видя на неутрален терен, един получава два независими магнит и полярността на краищата на магнита се поддържа и в краищата, придобити в резултат на среза, ще има обратен полюси.

Всеки от придобитите магнити може да бъде разделен на два магнита и без значение колко ще продължим това разделяне, винаги ще получаваме независими магнити с 2 полюса. Получаването на една и съща лента с един магнитен полюс не е реалистично. Този пример потвърждава твърдението, че магнитното тяло се състои от огромен брой молекулни магнити.

Магнитните тела се различават една от друга в степента на подвижност на молекулните магнити. Има тела, които бързо магнетизират и бързо се демагнетизират. И напротив, има тела, които се магнетизират бавно, но за дълго време запазват магнитните характеристики вътре в себе си.

Така че желязото бързо се магнезира под въздействието на външен магнит, но също така бързо и демагнетизира, т.е. губи магнитните си характеристики, когато магнитът се отстранява. Стомана, магнетизирана веднъж, дълго време запазва в себе си магнитните характеристики, т.е. става неизменна магнита.

желязо имот бързо намагнитва и демагнитизират се обясни с факта, че молекулярната магнити от желязо са много мобилни, те просто се превърне под влияние на външни магнитни сили, но също толкова бързо дойде на бившия хаотична ситуация, като се премахне намагнетизиране тялото.

Но в малката част на магнитите в жлезата и след отстраняването на непроменения магнит, все още има известно време в позицията, която са взели при магнетизиране. Както следва, желязото след магнетизацията запазва в себе си много слаби магнитни характеристики. Това се потвърждава от факта, че при изваждането на стоманената плоча от магнитния стълб не всички стърготини паднаха от своя край - малка част от тях останаха все още привлечени от плочата.

Имотът започна да остане дълго време магнитизирана се обясни с факта, че молекулярната магнити са станали трудно да се превърне в правилната посока в намагнитването, но да остане за дълго време, за да настроите позицията и след отстраняване на намагнетизиране тялото.

Способността на магнитното тяло да проявява магнитни характеристики след магнетизацията се нарича остатъчен магнетизъм.

Феноменът на остатъчния магнетизъм се дължи на факта, че така наречената забавяща сила действа в магнитното тяло, което държи молекулните магнити в положение, заемано от тях по време на магнетизацията.

При желязо действието на забавящата сила е много слабо, в резултат на което бързо се демагнетизира и има много малък остатъчен магнетизъм.

Свойството на желязото е бързо магнетизирано и демагнетизирано, което се използва широко в електротехниката. Достатъчно е да се каже, че сърцевините на всички електромагнити, използвани в електронните устройства, са направени от специално желязо, което притежава много малък остатъчен магнетизъм.

Стоманата има голяма забавяща сила, така че запазва свойството на магнетизма. Поради това, постоянните магнити са изработени от специални железни сплави.

Свойствата на непроменимия магнит са неблагоприятно повлияни от удари, треперене и внезапни температурни колебания. Ако например неподвижният магнит се подгрява предварително и след това се оставя да се охлади, той напълно губи магнитните си характеристики. По същия начин, ако излагате непроменен магнит на въздействието, тогава силата на привличането му значително ще намалее.

Това се обяснява с факта, че при силно нагряване или шок действието на забавящата сила се преодолява и така се нарушава подреденото устройство на молекулни магнити. Ето защо с постоянни магнити и устройства, които имат постоянни магнити, трябва да се справяте внимателно.

Магнитни захранващи ленти. Взаимодействие на полюсите на магнитите

Има така нареченото магнитно поле около всеки магнит.

Магнитно поле е мястото, в което действат магнитните сили. Магнитното поле на непроменения магнит е тази част от мястото, в което магнитното поле на магнита действа върху магнитното поле на този магнит.

Магнитните сили на магнитното поле действат в определени посоки. Направленията на действието на магнитните сили са се съгласили да се наричат ​​магнитни линии на сила. Този термин се използва широко в изследването на електротехниката, но трябва да се има предвид, че магнитните сили не са реални: това е условна концепция, въведена само за улесняване на разбирането на параметрите на магнитното поле.

Формата на магнитното поле, т.е. разположението на магнитните линии на сила в пространството, зависи от формата на самия магнит.

Магнитно поле ленти притежават редица параметри: те винаги са затворени, никога не се срещат, имате желание да отида най-краткия път и натиснете един от друг, ако ориентирани в една и съща посока. Смята се, че лентата енергия излиза от северния полюс на магнит, и включва в своята юг полюса вътре магнита, те имат посока от южния полюс на север.

Подобните магнитни полюси отблъскват, за разлика от магнитните стълбове привличат.

В правилността и на двата извода е лесно да се провери в действителност. Вземете компаса и му донесете един от полюсите на праволинеен магнит, например на северния. Ще видите, че стрелката моментално превръща южния си край към северния полюс на магнита. Ако бързо завъртите магнита на 180 °, 180 ° завъртане и магнитната игла ще се завърти надясно, т.е. северният й край ще се изправи срещу южния полюс на магнита.

Магнитна индукция. Магнитен поток

Силата на привличане (привличане) на непроменен магнит върху магнитно тяло намалява с нарастващо разстояние между полюса на магнита и това тяло. Магнитът проявява най-голямата сила на привличане, особено в неговите полюси, т.е. точно там, където магнитните силиви ленти са по-гъсто поставени. Що се отнася до разстоянието от полюса, дебелината на линиите на сила намалява, те се поставят все по-рядко и заедно с това, силата на привличане на магнита също се отслабва.

По този начин силата на привличане на магнит в различни точки на магнитното поле не е същата и се характеризира с плътността на линиите на сила. За свойството на магнитното поле, в различни точки на магнитното поле се въвежда количество, наречено магнитна индукция на полето.

Магнитната индукция на полето е цифрово равна на броя линии на сила, преминаващи през 1 cm2 площ, разположени перпендикулярно на тяхната посока.

Това означава, че колкото по-голяма е плътността на линиите на сила в дадена точка в полето, толкова по-голяма е магнитната индукция в тази точка.

Общият брой магнитни линии на сила, преминаващ през която и да е област, се нарича магнитен поток.

Магнитният поток се обозначава с буквата F и се свързва с магнитната индукция чрез следната зависимост:

Ф = BS,

където Φ е магнитният поток, - е магнитната индукция на полето и S е площта, просмукана от този магнитен поток.

Тази формула е валидна само ако областта S е разположена перпендикулярно на посоката на магнитния поток. При неприятния случай, магнитудът на магнитния поток ще зависи освен това от ъгъла, по който се поставя областта S, тогава формулата ще приеме и по-сложна форма.

Магнитният поток на непроменен магнит се определя от общия брой линии на сила, преминаващи през напречното сечение на магнита. Колкото е по-голям магнитният поток на постоянен магнит, толкова по-голяма е силата на привличане, която този магнит притежава.

Магнитният поток на неизменния магнит зависи от свойството на стоманата, от която се прави магнита, от размера на самия магнит и от степента на магнетизация.

Магнитна пропускливост

Свойството на тялото да премине през магнитен поток се нарича магнитна пропускливост. Магнетичният тромб е по-лесен за преминаване през въздуха, отколкото чрез немагнитно тяло.

За да могат да се свързват различни вещества по отношение на тяхната магнитна пропускливост, обичайно е да се вземе предвид магнитната пропускливост на въздуха, равна на единството.

Веществата, в които магнитната пропускливост е по-малка от една, се наричат ​​диамагнитни. Те включват мед, олово, сребро и др.

Алуминият, платината, калайът и други имат магнитна пропускливост малко повече от една и имат името на парамагнитни вещества.

Веществата, чиято магнитна пропускливост е много по-голяма от една (измерена с хиляди), се наричат ​​феромагнитни. Те включват никел, кобалт, стомана, желязо и др. От тези вещества и техните сплави се произвеждат различни магнитни и електрически устройства и части от различни електронни машини.

Практически ентусиазъм за комуникационните технологии са специалните сплави от желязо и никел, които са получили името Permalloy.