Kas ir attēlveidošana?



The magnetizācija, ko sauc arī par magnetizāciju vai magnētisko polarizāciju, ir magnētiskā dipola momentu blīvums, kas tiek radīts magnētiskā materiālā, kad tas atrodas magnēta tuvumā..

Materiāla magnētiskās sekas var izraisīt arī elektriskās strāvas padeve caur materiālu.

Magnētisko efektu izraisa elektronu kustība atomos vai elektronu vai kodolu spin (magnētiskā un magnētiskā intensitāte, 2016)..

No vienkārša viedokļa tas ir materiāla (parasti dzelzs) pārveidošana par magnētu. Nosaukuma magnetizācija izriet no franču valodas vārda mērķtiecība kas nozīmē magnētu.

Ievietojot nehomogēnā laukā, materiāls tiek piesaistīts vai atcelts lauka gradienta virzienā. Šo īpašību raksturo materiāla magnētiskā jutība un tas ir atkarīgs no vielas magnetizācijas pakāpes laukā.

Magnētizācija ir atkarīga no vielas atomu dipola momentu lieluma un tā, cik lielā mērā dipola momenti ir saskaņoti viens ar otru.

Dažiem materiāliem, piemēram, dzelzs, piemīt ļoti spēcīgas magnētiskās īpašības, jo to atomu magnētiskie momenti ir saskaņoti noteiktos mazos reģionos, ko sauc par domēniem..

Normālos apstākļos dažādās jomās ir lauki, kas atceļ viens otru, bet tos var arī izlīdzināt, lai radītu ārkārtīgi lielus magnētiskos laukus.

Vairāki sakausējumi, piemēram, NdFeB (neodīma, dzelzs un bora sakausējums), saglabā savu domēnu saskaņotību un tiek izmantoti pastāvīgu magnētu ražošanai..

Spēcīgais magnētiskais lauks, ko ražo tipisks trīs milimetru biezs šī materiāla magnēts, ir pielīdzināms elektromagnētam, kas izgatavots no vara cilpas, kurā ir vairāku tūkstošu ampēru strāva. Salīdzinājumam, strāva tipiskā spuldzē ir 0,5 ampēri.

Tā kā materiāla domēnu sakārtošana rada magnētu, sakārtotā izlīdzinājuma disorganizācija iznīcina materiāla magnētiskās īpašības..

Termiskā uzbudinājums, kas rodas, magnētam apsildot augstā temperatūrā, iznīcina tā magnētiskās īpašības (Edwin Kashy, 2017).

Magnetizācijas definīcija un raksturojums

Dielektrometra magnetizāciju vai magnetizāciju M nosaka šādi:

Ja N ir magnētisko dipolu skaits uz tilpuma vienību un μ ir dipola magnētiskais moments uz vienu dipolu (Griffiths, 1998). Magnetizāciju var rakstīt arī kā:

Kur β ir magnetizējamība.

Magnetizācijas efekts ir radīt savienojuma strāvas blīvumu materiālā

Un virsmas virskārtas savienojums

Kur vienība ir vērsta uz āru normāli (Weisstein, 2007).

Kāpēc dažus materiālus var magnetizēt, bet citi nevar?

Materiālu magnētiskās īpašības ir saistītas ar spīnu savienošanu to atomos vai molekulās. Tas ir kvantu mehānikas fenomens.

Tādiem elementiem kā niķelis, dzelzs, kobalts un daži retzemju metāli (disprosija, gadolīnijs) piemīt unikāla magnētiskā uzvedība, ko sauc par feromagnētismu, dzelzs ir visizplatītākais un dramatiskākais piemērs..

Šie feromagnētiskie materiāli rada fenomenu, kas lielā mērā ir atomu līmenī, kas izraisa nesalīdzināto elektronu griešanos paralēli vienam ar otru reģionā, ko sauc par domēnu..

Domēnā magnētiskais lauks ir intensīvs, bet lielapjoma paraugā materiāls parasti netiks magnetizēts, jo daudzi domēni būs nejauši orientēti viens pret otru.

Feromagnētisms izpaužas kā fakts, ka mazs magnētiskais lauks, kas tiek uzspiests ārēji, piemēram, no solenoida, var izraisīt magnētisko domēnu saskaņošanu, un tiek teikts, ka materiāls ir magnēts..

Tad magnētiskā braukšanas lauks tiks palielināts ar lielu faktoru, ko parasti izsaka kā materiāla relatīvo caurlaidību. Ir daudz praktisku pielietojumu feromagnētiskajiem materiāliem, piemēram, elektromagnētam (Ferromagnetism, S.F.)..

Kopš 1950. gada un jo īpaši kopš 1960. gada ir atklāts, ka vairāki jonu savienojumi ir feromagnētiski, no kuriem daži ir elektriskie izolatori. Citiem ir vadītspēja, kas raksturīga pusvadītājiem.

Virs Curie punkta (ko sauc arī par Curie temperatūru), feromagnētiskā materiāla spontāna magnetizācija pazūd un kļūst par paramagnetiku (ti, paliek vāji magnētiska)..

Tas notiek tāpēc, ka termiskā enerģija ir pietiekama, lai pārvarētu materiāla iekšējās izlīdzināšanas spēkus.

Dažu svarīgu feromagnētisko materiālu curie temperatūra ir: dzelzs, 1043 K; Kobalta, 1394 K; Niķelis, 631 K; Un gadolīnijs, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Materiālus, kuriem nav magnētisko īpašību, sauc par diamagnetiskiem. Tas ir tāpēc, ka tiem ir spinēšanas savienojums to molekulārajās orbitālās orbitālās orbitātēs.

Materiāla magnetizācijas veidi

1 - berzēt metālu ar spēcīgu magnētu

  1. Apkopojiet nepieciešamos materiālus. Lai metālu magnētu ar šo metodi, jums ir nepieciešams tikai spēcīgs magnēts un metāla gabals ar zināmu dzelzs saturu. Metāli bez dzelzs nav magnētiski.
  2. Identificējiet magnēta ziemeļu polu. Katram magnētam ir divi stabi - ziemeļu un dienvidu pols. Ziemeļpols ir negatīvā puse, bet dienvidu pols ir pozitīvs. Dažiem magnētiem ir uz tiem tieši marķēti stabi.
  3. Berzējiet ziemeļu polu no metāla centra līdz galam. Ar stingru spiedienu ātri izpildiet magnētu caur metāla gabalu. Magnetola berzes darbība caur metālu palīdz dzelzs atomiem saskaņoties vienā virzienā. Atkārtoti glāstot metālu, atomi atver vairāk iespēju rindā.
  4. Pārbaudiet magnētismu. Pieskarieties metālam pret ķekaru klipu vai mēģiniet to pielīmēt ledusskapī. Ja klipi paliek vai paliek ledusskapī, metāls ir pietiekami magnetizēts. Ja metāls nav magnetizēts, turpiniet berzēt magnētu tajā pašā virzienā caur metālu.
  5. Turpiniet berzēt magnētu pret objektu, lai palielinātu magnētismu. Pārliecinieties, ka katru reizi magnētu samitriniet tajā pašā virzienā. Pēc desmit sitieniem pārbaudiet magnētismu. Atkārtojiet, līdz magnēts ir pietiekami stiprs, lai uzņemtu klipus. Ja jūs satriciniet to pretējā virzienā ar Ziemeļpolu, tas patiešām demagnetizēs metālu (kā magnētizēt metālu, S.F.).

2. Izveidot elektromagnētu

  1. Lai izveidotu elektromagnētu, jums būs nepieciešama izolēta vara stieple, metāla gabals ar zināmu dzelzs saturu, 12 voltu akumulators (vai cits līdzstrāvas avots), stiepļu separatori un elektriskie griezēji, kā arī izolācijas lente..
  2. Aptiniet izolēto vadu ap metāla gabalu. Veikt vadu un atstāj astes apmēram collu, wrap vadu ap metālu pāris desmiti reizes. Jo vairāk reizes spole ir iesaiņota, jo spēcīgāks būs magnēts. Atstājiet astes vadu arī otrā galā.
  3. Noņemiet vara stieples galus. Izmantojot stiepļu smalcinātājus, noņemiet vismaz ¼ collu līdz ½ collu no abiem stieples galiem. Vara iedarbībai jābūt tādai, lai tas varētu nonākt saskarē ar elektroapgādi un nodrošinātu elektroenerģiju sistēmai.
  4. Savienojiet kabeļus ar akumulatoru. Paņemiet tukša stieples galu un aptiniet to ap baterijas negatīvo spaili. Izmantojot elektrisko lentu, nostipriniet to un pārliecinieties, vai metāla vads pieskaras spailes vadam. Izmantojot otru kabeli, ielieciet to un nostipriniet to ap akumulatora pozitīvo spaili.
  5. Pārbaudiet magnētismu. Kad akumulators ir pareizi savienots, tas nodrošinās elektrisko strāvu, kas izraisa dzelzs atomus, veidojot magnētiskos stabus. Tas noved pie metāla, kas ir magnetizēts. Pieskarieties metālam pret dažiem klipiem un skatiet, vai varat tos paņemt (Ludic Science, 2015).

Atsauces

  1. Edwin Kashy, S. B. (2017. gada 25. janvāris). Magnētisms. Atgūts no britannica.com.
  2. Encyclopædia Britannica. (2014. gada 2. marts). Ferromagisms. Atgūts no britannica.com.
  3. Ferromagisms. (S.F.). Izgūti no hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  4. Griffiths, D. J. (1998). Ievads elektrodinamikā, 3. izdevums ... Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
  5. Kā magnētizēt metālu. (S.F.). Izgūti no wikihow.com.
  6. Ludic Zinātne. (2015. gada 8. maijs). Magnētizācija ar elektrību. Atgūts no youtube.
  7. Magnetizācija un magnētiskā intensitāte. (2016. gada 6. oktobris). Izgūti no byjus.com.
  8. Weisstein, E. W. (2007). Magnētizācija. Izgūti no scienceworld.wolfram.com.