Kaj je slikanje?



The magnetizacija, imenovana tudi magnetizacija ali magnetna polarizacija, je gostota magnetnih dipolnih momentov, ki so inducirani v magnetnem materialu, ko so postavljeni blizu magneta.

Magnetne učinke materiala lahko povzročimo tudi s prenosom električnega toka skozi material.

Magnetni učinek povzroča gibanje elektronov v atomih ali vrtenje elektronov ali jeder (Magnetizacija in magnetna intenzivnost, 2016)..

Z enostavnega vidika gre za pretvorbo materiala (običajno železa) v magnet. Ime magnetizacija izhaja iz francoske besede ciljanje kar pomeni magnet.

Pri postavitvi v nehomogeno polje se snov privlači ali odbije v smeri gradienta polja. Ta lastnost je opisana z magnetno dovzetnostjo snovi in ​​je odvisna od stopnje magnetizacije snovi na polju.

Magnetizacija je odvisna od velikosti dipolnih momentov atomov v snovi in ​​stopnje, do katere so dipolni momenti poravnani drug z drugim..

Nekateri materiali, kot je železo, kažejo zelo močne magnetne lastnosti zaradi poravnave magnetnih momentov njihovih atomov znotraj določenih majhnih regij, imenovanih domene.

V normalnih pogojih imajo različna področja polja, ki se medsebojno prekinejo, lahko pa so tudi poravnana, da proizvajajo izjemno velika magnetna polja.

Številne zlitine, kot je NdFeB (zlitina neodima, železa in bora), ohranjajo svoje domene poravnane in se uporabljajo za izdelavo trajnih magnetov..

Močno magnetno polje, ki ga ustvari tipičen trimilimetrski magnet tega materiala, je primerljivo z elektromagnetom, izdelanim iz bakrene zanke, ki nosi tok več tisoč amperov. Za primerjavo, tok v tipični žarnici je 0,5 amperov.

Ker poravnava domen materiala tvori magnet, dezorganizacija urejene poravnave uniči magnetne lastnosti materiala.

Toplotno mešanje, ki nastane zaradi segrevanja magneta pri visoki temperaturi, uniči njegove magnetne lastnosti (Edwin Kashy, 2017).

Definicija in značilnosti magnetizacije

Magnetizacija ali magnetizacija M dielektrika je definirana z:

Kjer je N število magnetnih dipolov na enoto prostornine in μ je dipolni magnetni trenutek na dipol (Griffiths, 1998). Magnetizacijo lahko zapišemo tudi kot:

Kjer je β magnetizabilnost.

Učinek magnetizacije je, da v materialu povzroči združene gostote toka

Na površini se je priključil površinski tok

Kje je enota obrnjena navzven (Weisstein, 2007).

Zakaj se nekateri materiali lahko magnetizirajo, drugi pa ne?

Magnetne lastnosti materialov so povezane s spajanjem spinov v njihovih atomih ali molekulah. To je pojav kvantne mehanike.

Elementi, kot so nikelj, železo, kobalt in nekatere redke zemlje (dysprosium, gadolinium), kažejo edinstveno magnetno vedenje, imenovano feromagnetizem, železo pa je najpogostejši in najbolj dramatičen primer..

Ti feromagnetni materiali predstavljajo fenomen dolgoletnega urejanja na atomski ravni, ki povzroči, da se vrti neparnih elektronov poravnajo vzporedno drug z drugim v regiji, ki se imenuje domena.

V domeni je magnetno polje intenzivno, toda v množičnem vzorcu material ne bo običajno magnetiziral, ker bodo številne domene naključno usmerjene glede na druge..

Feromagnetizem se kaže v dejstvu, da lahko majhno magnetno polje, ki je nameščeno navzven, recimo iz solenoida, povzroči, da se magnetne domene med seboj poravnajo in da je material magnetiziran..

Magnetno pogonsko polje se nato poveča z velikim faktorjem, ki je normalno izražen kot relativna prepustnost za material. Obstaja veliko praktičnih aplikacij feromagnetnih materialov, kot je elektromagnet (Ferromagnetizem, S.F.).

Od leta 1950, še posebej pa od leta 1960, je bilo ugotovljeno, da je več ionsko vezanih spojin feromagnetnih, med katerimi so tudi električni izolatorji. Drugi imajo prevodnost velikosti, značilno za polprevodnike.

Nad Curiejevo točko (imenovano tudi Curiejeva temperatura), spontana magnetizacija feromagnetnega materiala izgine in postane paramagnetna (torej ostane šibko magnetna).

To se zgodi zato, ker je toplotna energija zadostna za premagovanje sil notranjega poravnavanja materiala.

Curiejeve temperature za nekatere pomembne feromagnetne materiale so: železo, 1043 K; Kobalt, 1394 K; Nikelj, 631 K; In gadolinij, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Materiali, ki nimajo magnetnih lastnosti, se imenujejo diamagnetni. To je zato, ker kažejo spajalno spajanje v svojih molekularnih orbitalnih orbitalih.

Načini magnetizacije materiala

1 - Trdite kovino z močnim magnetom

  1. Zberite potrebne materiale. Za magnetiziranje kovin s to metodo potrebujete le močan magnet in kos kovine z znano vsebnostjo železa. Kovine brez železa ne bodo magnetne.
  2. Prepoznajte severni pol magneta. Vsak magnet ima dva pola, severni in južni pol. Severni pol je negativna stran, medtem ko je južni pol pozitivna stran. Nekateri magneti imajo pole označene neposredno na njih.
  3. Raztrgajte severni pol od sredine kovine do konca. S trdnim pritiskom hitro zaženite magnet skozi kos kovine. Dejanje drganja magneta skozi kovino pomaga, da se atomi železa poravnajo v eno smer. Večkratno božanje kovine daje atomom več možnosti za postavitev.
  4. Preizkusite magnetizem. Dotaknite se kovine proti kupu posnetkov ali jo poskusite držati v hladilniku. Če se sponke držijo ali ostanejo v hladilniku, postane kovina dovolj magnetizirana. Če kovina ne magnetizira, nadaljujte z drgnjenjem magneta v isti smeri skozi kovino.
  5. Nadaljujte z drgnjenjem magneta proti predmetu, da povečate magnetizem. Poskrbite, da boste magnet vedno drgnili v isto smer. Po desetih udarcih ponovno preverite magnetizem. Ponavljajte tako dolgo, dokler magnet ni dovolj močan, da pobira zaponke. Če ga drgnemo v nasprotno smer s severnim tečajem, bo kovina res demagnetizirala (Kako magnetizirati kovino, S.F.).

2. Ustvarite elektromagnet

  1. Za izdelavo elektromagneta potrebujete izolirano bakreno žico, kos kovine z znano vsebnostjo železa, 12-voltno baterijo (ali drug vir enosmernega napajanja), separatorje žice in električni rezalnik ter izolacijski trak..
  2. Zavarujte izolirano žico okoli kovine. Vzemite žico in pustite rep okoli palca, ovijte žico okoli kovine nekaj desetkrat. Večkrat ko je zavoj ovit, močnejši bo magnet. Pustite tudi rep na drugem koncu žice.
  3. Odstranite konce bakrene žice. Z drobilniki žice z obeh koncev žice odstranite najmanj to palca do ½ palca. Baker mora biti izpostavljen tako, da lahko pride v stik z napajalnikom in zagotovi elektriko sistemu.
  4. Kable priključite na baterijo. Vzemite goli konec žice in ga ovijte okoli negativnega pola baterije. Z električnim trakom ga pritrdite na mesto in se prepričajte, da se kovinska žica dotika priključne žice. Z drugim kablom ga ovijte in zavarujte okoli pozitivnega pola baterije.
  5. Preizkusite magnetizem. Ko je baterija pravilno priključena, bo zagotovila električni tok, ki povzroči, da se atomi železa poravnajo in ustvarijo magnetne pole. To vodi do magnetizirane kovine. Dotaknite se kovine proti nekaterim posnetkom in poglejte, ali jih lahko poberete (Ludic Science, 2015).

Reference

  1. Edwin Kashy, S. B. (2017, 25. januar). Magnetizem. Izterjal iz britannica.com.
  2. Enciklopedija Britannica. (2014, 2. marec). Ferromagnetizem. Izterjal iz britannica.com.
  3. Ferromagnetizem. (S.F.). Vzpostavljeno iz hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  4. Griffiths, D. J. (1998). Uvod v elektrodinamiko, 3. izd. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
  5. Kako magnetizirati kovino. (S.F.). Vzpostavljeno iz wikihow.com.
  6. Ludic Science. (2015, maj 8). Magnetizacija z elektriko. Izterjava iz youtube.
  7. Magnetizacija in magnetna intenzivnost. (2016, 6. oktober). Vzpostavljeno iz byjus.com.
  8. Weisstein, E. W. (2007). Magnetizacija. Vzpostavljeno iz scienceworld.wolfram.com.