Постоянные магниты и их свойства

Содержание

Использование магнитных элементов в быту

«Народные умельцы» нашли множество способов решения бытовых проблем с помощью этого замечательного сплава. Предела «полета мысли» русского человек нет —неодимовые магниты пригодятся в каждом доме.

Элементы крепления

Держатель проводов (кабелей). Закрепить в удобном месте неодимовый магнит, надеть на провод пружину подходящего диаметра, и готова рациональная конструкция.

Держатель метиза, инструмента, кухонных принадлежностей. Чтобы шурупы, гвозди всегда были под рукой, положить в карман куртки (рубашки) неодимовый магнит, и не придется таскать за собой баночку с нужным крепежом.

Неодимовый магнит поможет усовершенствовать бытовой инструмент. Закрепленный скотчем на шуруповерте, резко повышает производительность – не нужно тратить время на поиски шурупов.

Не всегда получается удерживать метиз пальцами. Ограниченное пространство, сложность доступа к основе – причин хватает. Неодимовый магнит выручит в подобных ситуациях. Им несложно зафиксировать крепежную деталь в нужном положении, забить гвоздь без риска попасть молотком по пальцам.

Проблема хранения отверток, пассатижей, гаечных ключей, ножей также решается просто. Порядок в гараже, на балконе, кухне обеспечен.

Магнитные держатели дверей. Закрепив на створке пластину («пятак»), не придется беспокоиться, что полотно резко закроет проем при сквозняке. Двери пластиковые, деревянные не выдерживают ударных нагрузок, деформируются, приходят в негодность. На основе неодимовых магнитиков изготавливаются антимоскитные сетки, востребованные для жилых строений, садовых участков.

Зажимы из магнитов выполняют функцию мини-тисков. Помещение между двумя образцами скрепляемых деталей за счет силы притяжения достигается быстрое, надежное склеивание фрагментов. Если они сложной конфигурации, реализация иного способа потребует больше времени и усилий.

Восстановление утраченных свойств инструмента

Отвертками приходится пользоваться регулярно. Если магнитное напыление наконечника изначально отсутствует или истерлось, возникают проблемы в работе. Удержать крепеж поможет неодимовая шайба, закрепленная на стержне. Без каких-либо затрат превращает обычную отвертку в магнитный инструмент.

Поиск скрытых металлических конструкций

Неодимовый магнит помогает точно определить местоположение швеллера, трубы, арматуры под облицовкой. Кто занимался ремонтом, сверлением стен, потолка, знает, сколько сверл, буров, коронок приходится менять в процессе работы «вслепую».

Очистка моторного масла

Сливная пробка с неодимовым магнитом в поддоне картера «собирает» металлическую пыль, препятствует ее попаданию в двигатель.

Кривая намагничивания

Начиная с ненамагниченного состояния, когда Н увеличивается от нуля, вследствие ориентации всех атомных моментов по направлению внешнего поля быстро увеличиваются М и B, изменяясь вдоль участка «а» основной кривой намагничивания (см. рисунок ниже).

Когда выровнены все атомные моменты, М приходит к своему значению насыщения, и дальнейшее увеличение В происходит исключительно из-за приложенного поля (участок b основной кривой на рис. ниже). При уменьшении внешнего поля до нуля индукция В уменьшается не по первоначальному пути, а по участку «c» из-за сцепления атомных моментов, стремящегося сохранить их в том же направлении. Кривая намагничивания начинает описывать так называемую петлю гистерезиса. Когда Н (внешнее поле) приближается к нулю, то индукция приближается к остаточной величине, определяемой только атомными моментами:

Вr = μ0 (0 + Мг).

После того как направление H изменяется, Н и М действуют в противоположных направлениях, и B уменьшается (участок кривой «d» на рис.). Значение поля, при котором В уменьшается до нуля, называется коэрцитивной силой магнита BHC. Когда величина приложенного поля является достаточно большой, чтобы сломать сцепление атомных моментов, они ориентируются в новом направлением поля, а направление M меняется на противоположное. Значение поля, при котором это происходит, называется внутренней коэрцитивной силой постоянного магнита МНC. Итак, есть две разных, но связанных коэрцитивных силы, связанных с постоянным магнитом.

На рисунке ниже показаны основные кривые размагничивания различных материалов для постоянных магнитов.


Из него видно, что наибольшей остаточной индукцией Br и коэрцитивной силой (как полной, так и внутренней, т. е. определяемой без учета напряженности H, только по намагниченности M) обладают именно NdFeB-магниты.

Поверхностные (амперовские) токи

Магнитные поля постоянных магнитов можно рассматривать как поля некоторых связанных с ними токов, протекающих по их поверхностям. Эти токи называют амперовскими. В обычном смысле слова токи внутри постоянных магнитов отсутствуют. Однако, сравнивая магнитные поля постоянных магнитов и поля токов в катушках, французский физик Ампер предположил, что намагниченность вещества можно объяснить протеканием микроскопических токов, образующих микроскопические же замкнутые контуры. И действительно, ведь аналогия между полем соленоида и длинного цилиндрического магнита почти полная: имеется северный и южный полюс постоянного магнита и такие же полюсы у соленоида, а картины силовых линий их полей также очень похожи (см. рисунок ниже).

Приборы магнитотерапии

  • ОМТ, стационарный аппарат при помощи которого можно задавать определенный тип магнитного поля – низкочастотное, высокочастотное, сильное и слабое. Чаще всего используется врачами-специалистами.
  • Магниты, используемые в постоянной носке, различного рода украшения – кольца, браслеты или бусы, магнитные пояса и пластины.
  • Специальные электронные аппараты, магнит необходимо прикладывать к проблемному участку. Для получения необходимого эффекта рекомендовано курсовое лечение. Аппараты магнитотерапии (АМТ) можно приобрести в любой аптеке. АМТ для домашнего использования имеют ряд преимуществ – небольшой компактный размер, простой и понятный принцип использования, легкость в эксплуатации, сохраняют и усиливают всю пользу магнитов, и, конечно же, позволяют проводить процедуры самостоятельно и в любое удобное время.

В домашних условиях можно использовать самостоятельно мощный магнит. Главное знать, как воздействует каждый из полюсов.

Какие металлы не магнитятся: список

Ферромагнетиков, то есть металлов, которые хорошо магнитятся, в природе существует всего 9. Это железо, кобальт, никель, их сплавы и соединения, а также шесть металлов- лантаноидов: гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий и тулий.

Металлы, притягивающиеся только к очень сильным магнитам (парамагнетики): алюминий, медь, платина, уран.

Поскольку в быту не встречаются настолько большие магниты, которые бы притянули парамагнетик, а также не встречаются металлы-лантаноиды, можно смело утверждать, что все металлы, кроме железа, кобальта, никеля и их сплавов не будут притягиваться к магнитам.

Итак, какие металлы не магнитятся к магниту:

  • парамагнетики: алюминий, платина, хром, магний, вольфрам;
  • диамагнетики: медь, золото, серебро, цинк, ртуть, кадмий, цирконий.

В целом можно сказать, что черные металлы притягиваются к магниту, цветные – не притягиваются.

Если говорить о сплавах, то сплавы железа магнитятся. К ним относят в первую очередь сталь и чугун. К магниту могут притянуться и драгоценные монеты, поскольку они изготовлены не из чистого цветного металла, а из сплава, который может содержать небольшое количество ферромагнетика. А вот украшения из чистого цветного металла к магниту не притянутся.

Какие металлы не ржавеют и не магнитятся? Это обычная пищевая нержавейка, золотые и серебряные изделия.

Определение и основные признаки постоянного магнита

Постоянным магнитом называют твердый предмет, способный долгое время сохранять состояние намагниченности. Состояние намагниченности означает наличие магнитного поля, которое воздействует (притягивает) на металлические предметы.

Постоянные магниты могут быть естественного происхождения (магнетит) и искусственными, которые изготавливают из железа, стали, никеля, кобальта и других, более редких металлов. Искусственные магниты получают с помощью намагничивания заготовок в сильном магнитном поле. Эти магниты могут иметь разную форму и размеры.

Рис. 1. Постоянные магниты разной формы. Полосовые и дуговые магниты

Основным признаком постоянного магнита является наличие двух магнитных полюсов: южный — S, и северный — N. Магнитные линии направлены снаружи постоянного магнита от северного полюса к южному, а внутри магнита от южного к северному.

Физические качества постоянных магнитов

К постоянным магнитам относятся физические тела, способные сохранять намагниченность в течение продолжительного времени. Основное свойство заключается в возможности притягивать железные предметы и тела, изготовленные из сплавов на основе железа.

В каждом постоянном магните имеются северный и южный магнитные полюса. В этих местах сила магнитного поля имеет максимальное значение. Для изготовления наиболее сильных магнитов используется железо, сталь или чугун. Основой магнитов со слабыми свойствами являются кобальт и никель. Природные магниты естественного происхождения происходят из магнитного железняка, существующего в природе в виде железной руды. Взаимодействие магнитного поля с железом позволяет получать искусственные магниты.

Основные свойства магнитов проявляются в их взаимодействии. При сближении происходит притягивание разноименных полюсов друг к другу. И, наоборот, полюсы с одинаковым значением отталкиваются. Такое поведение физических тел объясняется наличием в них магнитных полей, взаимодействующих между собой.

Виды магнитов

Что является источником магнитного поля

Постоянные магниты разделяют на 2 вида:

  • естественные;
  • искусственные.

Естественные

В природе естественный постоянный магнит – это ископаемое в виде обломка железняка. Магнитная порода (магнетит) в каждом народе имеет своё название. Но в каждом наименовании присутствует такое понятие, как «любящий», «притягивающий металл». Название Магнитогорск означает расположение города рядом с горными залежами естественного магнетита. В течение многих десятков лет здесь велась активная добыча магнитной руды. На сегодня от Магнитной горы ничего не осталось. Это была разработка и добыча естественного магнетита.

Пока человечеством не был достигнут должный уровень научно-технического прогресса, естественные постоянные магниты служили для разных забав и фокусов.

Искусственные

Искусственные ПМ получают путём наведения внешнего магнитного поля на различные металлы и их сплавы. Было замечено, что одни материалы сохраняют приобретённое поле в течение длительного времени – их называют твёрдыми магнитами. Быстро теряющие свойства постоянных магнитов материалы носят называние мягких магнитов.

В условиях заводского производства применяют сложные металлические сплавы. В структуру сплава «магнико» входят железо, никель и кобальт. В состав сплава «альнико» вместо железа включают алюминий.

Изделия из этих сплавов взаимодействуют с мощными электромагнитными полями. В результате получают достаточно мощные ПМ.

Виды и формы ПМ

История

General Motors (GM) и Sumitomo Special Metals независимо друг от друга открыли соединение Nd 2 Fe 14 B в 1984 году. Исследование было первоначально вызвано высокой стоимостью сырья для постоянных магнитов SmCo , которые были разработаны ранее. GM сосредоточилась на разработке нанокристаллических магнитов из расплава Nd 2 Fe 14 B, в то время как Sumitomo разработала спеченные магниты полной плотности из Nd 2 Fe 14 B. GM коммерциализировала свои изобретения изотропного порошка Neo, связанных неомагнитов и связанных производственных процессов, основав Magnequench в 1986 году (с тех пор Magnequench стала частью Neo Materials Technology, Inc., которая позже объединилась с Molycorp ). Компания поставляла формованный из расплава порошок Nd 2 Fe 14 B производителям магнитов на связке. Завод Sumitomo стал частью Hitachi Corporation и производил, но также выдавал лицензии другим компаниям на производство спеченных магнитов Nd 2 Fe 14 B. Hitachi имеет более 600 патентов на неодимовые магниты.

Китайские производители стали доминирующей силой в производстве неодимовых магнитов, поскольку они контролируют большую часть мировых рудников по добыче редкоземельных металлов.

США Министерство энергетики определила необходимость поиска заменителей для редкоземельных металлов в постоянной технологии магнита и финансировал такие исследования. Агентство перспективных исследовательских проектов в области энергетики спонсировало программу «Альтернативы редкоземельных элементов в критических технологиях» (REACT) для разработки альтернативных материалов. В 2011 году ARPA-E выделило 31,6 миллиона долларов на финансирование проектов по замене редкоземельных элементов. Из-за его роли в постоянных магнитах, используемых для ветряных турбин , было высказано мнение, что неодим станет одним из основных объектов геополитической конкуренции в мире, работающем на возобновляемых источниках энергии . Но эта точка зрения подвергалась критике за непризнание того, что в большинстве ветряных турбин не используются постоянные магниты, и за недооценку силы экономических стимулов для расширения производства.

Как и из чего делают постоянные магниты

Магнетиты имеют довольно слабые магнитные свойства. Промышленным способом налажено массовое производство искусственных магнитов различных размеров. Исходными материалами для этого служат сплавы на основе металлов: железа Fe, никеля Ni, кобальта Co, неодима Nd, самария Sm. Заготовки из этих сплавов получают литьем, прессованием или спеканием. Затем они помещаются в очень сильное однородное магнитное поле, создаваемое электромагнитами. Во время воздействия магнитного поля, намагниченные частицы направляются в одну сторону. Так выравнивается полярность будущего магнита. В результате заготовки сильно намагничиваются и становятся самостоятельными постоянными магнитами.

В последнее время большую популярность получили полимерные постоянные магниты (магнитопласты). Их изготавливают из смеси магнитного порошка и полимерной (пластиковой) эластичной добавки, например, резины. Магнитные свойства магнитопластов невысоки, но их вполне достаточно для изготовления различных полезных приспособлений, например, магнитов на холодильник, пластиковых карт, демонстрационных и учебных досок.

Характеристики

Неодимовые магниты (маленькие цилиндры) поднимают стальные сферы. Такие магниты легко поднимают вес, в тысячи раз превышающий их собственный.

Феррожидкость на стеклянной пластине отображает сильное магнитное поле неодимового магнита под ней.

Оценки

Неодимовые магниты классифицируются в соответствии с их максимальным энергетическим произведением , которое относится к выходному магнитному потоку на единицу объема. Более высокие значения указывают на более сильные магниты. Для спеченных магнитов NdFeB существует широко признанная международная классификация. Их значения варьируются от 28 до 52. Первая буква N перед значениями является сокращением от неодима, что означает спеченные магниты NdFeB. Буквы, следующие за значениями, указывают на внутреннюю коэрцитивную силу и максимальные рабочие температуры (положительно коррелированные с температурой Кюри ), которые варьируются от значений по умолчанию (до 80 ° C или 176 ° F) до AH (230 ° C или 446 ° F).

Марки спеченных магнитов NdFeB:

  • N30 — N52
  • Н30М — Н50М
  • N30H — N50H
  • Н30Ш — Н48Ш
  • N30UH — N42UH
  • N28EH — N40EH
  • N28AH — N35AH

Магнитные свойства

Некоторые важные свойства, используемые для сравнения постоянных магнитов:

  • Remanence ( B r ) , который измеряет силу магнитного поля.
  • Коэрцитивность ( H ci ) , сопротивление материала размагничиванию.
  • Произведение максимальной энергии ( BH max ) , плотность магнитной энергии, характеризующаяся максимальным значением плотности магнитного потока (B), умноженной на напряженность магнитного поля (H).
  • Температура Кюри ( T C ) , температура, при которой материал теряет свой магнетизм.

Неодимовые магниты имеют более высокую остаточную намагниченность, гораздо более высокую коэрцитивную силу и произведение энергии, но часто более низкую температуру Кюри, чем другие типы магнитов. Были разработаны специальные неодимовые магнитные сплавы, включающие тербий и диспрозий , которые имеют более высокую температуру Кюри, что позволяет им выдерживать более высокие температуры. В таблице ниже сравниваются магнитные характеристики неодимовых магнитов с другими типами постоянных магнитов.

Магнит B r (T) H ci (кА / м) BH макс (кДж / м 3 ) Т С
(° C) (° F)
Nd 2 Fe 14 B, спеченный 1,0–1,4 750–2000 200–440 310–400 590–752
Nd 2 Fe 14 B, связанный 0,6–0,7 600–1200 60–100 310–400 590–752
SmCo 5 , спеченный 0,8–1,1 600–2000 120–200 720 1328
Sm (Co, Fe, Cu, Zr) 7 , спеченный 0,9–1,15 450–1300 150–240 800 1472
Алнико, спеченный 0,6–1,4 275 10–88 700–860 1292–1580
Sr-феррит, спеченный 0,2–0,78 100–300 10–40 450 842

Физико-механические свойства

Микрофотография NdFeB. Области с зубчатыми краями — это металлические кристаллы, а полосы внутри — магнитные домены .

Сравнение физических свойств спеченных неодимовых и Sm-Co магнитов
Имущество Неодим Sm-Co
Remanence ( T ) 1–1,5 0,8–1,16
Коэрцитивность (МА / м) 0,875–2,79 0,493–2,79
Проницаемость отдачи 1.05 1,05–1,1
Температурный коэффициент намагничивания (% / K) — (0,12–0,09) — (0,05–0,03)
Температурный коэффициент коэрцитивной силы (% / K) — (0,65–0,40) — (0,30–0,15)
Температура Кюри (° C) 310–370 700–850
Плотность (г / см 3 ) 7,3–7,7 8,2–8,5
Коэффициент теплового расширения параллельно намагничиванию (1 / K) (3–4) × 10 −6 (5–9) × 10 −6
Коэффициент теплового расширения перпендикулярно намагниченности (1 / K) (1–3) × 10 −6 (10–13) × 10 −6
Прочность на изгиб (Н / мм 2 ) 200–400 150–180
Прочность на сжатие (Н / мм 2 ) 1000–1100 800–1000
Предел прочности на разрыв (Н / мм 2 ) 80–90 35–40
Твердость по Виккерсу (HV) 500–650 400–650
Удельное электрическое сопротивление (Ом · см) (110–170) × 10 −6 (50–90) × 10 −6

Как и из чего делают постоянные магниты

Магнетиты имеют довольно слабые магнитные свойства. Промышленным способом налажено массовое производство искусственных магнитов различных размеров. Исходными материалами для этого служат сплавы на основе металлов: железа Fe, никеля Ni, кобальта Co, неодима Nd, самария Sm. Заготовки из этих сплавов получают литьем, прессованием или спеканием. Затем они помещаются в очень сильное однородное магнитное поле, создаваемое электромагнитами. Во время воздействия магнитного поля, намагниченные частицы направляются в одну сторону. Так выравнивается полярность будущего магнита. В результате заготовки сильно намагничиваются и становятся самостоятельными постоянными магнитами.

В последнее время большую популярность получили полимерные постоянные магниты (магнитопласты). Их изготавливают из смеси магнитного порошка и полимерной (пластиковой) эластичной добавки, например, резины. Магнитные свойства магнитопластов невысоки, но их вполне достаточно для изготовления различных полезных приспособлений, например, магнитов на холодильник, пластиковых карт, демонстрационных и учебных досок.

Противопоказания по примирению

В силу того, что магнитное поле снижает артериальное давление не рекомендуется прибегать к этому методу лечения при наличии у человека гипертонии или низким сокращением мышц сердца.

Внимание! Воздействие электромагнитным полем в качестве методики лечения запрещается, если у пациента установлен кардиостимулятор. Также, как и для иных видов физиотерапии есть основные противопоказания:

Также, как и для иных видов физиотерапии есть основные противопоказания:

Онкологические заболевания;
Наличие различных доброкачественных опухолей;
Открытая форма туберкулеза;
Проблемы связанные с психикой;
Высокая температура тела;
Также проводить электромагнитные процедуры беременным женщинам нужно с большой осторожностью, а по возможности вообще от них отказаться.

Что такое магнит и как он устроен?

Магнит – это тело, которое обладает собственным магнитным полем. Магниты бывают нескольких видов:

  1. Постоянные – изделия, которые после однократного намагничивания сохраняют данное свойство. Магниты разделяются на несколько подвидов в зависимости от силы и других параметров.
  2. Временные – функционируют по принципу постоянных, но лишь тогда, когда располагаются в сильном магнитном поле. Например, изделия из так называемого мягкого железа (гвозди, скрепки и т.п.).
  3. Электромагниты представляют собой провода, плотно намотанные на каркас. Как правило, такое устройство оснащено железным сердечником. Работает оно лишь при условии прохождения по проводу электрического тока.

Постоянный магнит – наиболее привычный и распространенный. Для его изготовления чаще всего используют следующие сочетания материалов:

  • неодим-железо-бор;
  • альнико или сплав ЮНДК (железо, алюминий, никель, кобальт);
  • самарий-кобальт;
  • ферриты (соединения оксидов железа и других металлов-ферримагнетиков).

Магнетизм

Любой магнит имеет южный и северный полюс. Одинаковые полюса отталкиваются, а противоположные – притягиваются.

Интересный факт: магниты зачастую изготавливаются в виде подковы. Это делается для того, чтобы полюса располагались максимально близко друг к другу. Таким образом, создается сильное магнитное поле, которое способно притягивать более крупные части металла.

Исторический аспект использования магнитов для лечения

Положительные свойства магнитов были открыты еще несколько сотен лет назад, именно в странах Азии начали применять их впервые, так как именно в Малой Азии были обнаружены самые первые источники магнитной руды. Изначально жители Древнекитайского государства стали использовать эти необыкновенные камни черного цвета для создания компасов, через небольшой период времени ими же были обнаружены положительные качества медицинского характера. Китайцы создали понятие магнетизма, которое объясняет принципы воздействия магнитов на человеческое тело с научной точки зрения.

В прогрессивную Европу такой лечебный метод проник лишь в начале 18 века. В то время магнитными полями лечили различного рода психические расстройства, болезни нервной системы и расстройства желудочно-кишечного тракта, в особенности диарею.

Парацельс – это 1 врач, который начал использовать на практике лечение магнитами, в его трудах можно найти информацию о том, что магнитные поля стимулируют жизненную энергию людей, вследствие этого благодаря магнитам можно излечить практически все известные болезни.

В более поздние периоды, Франция признала магнитную терапию официальным видом лечения людей.

Виды и особенности магнитов

Наиболее широкое применение получили постоянные магниты. Они сохраняют свои магнетические свойства на протяжении десятков лет. Их классифицируют на несколько подгрупп. Ферритовые или электроизоляционные имеют темный серый цвет. Они напоминают карандашный грифель. В их состав входят оксид железа, барий, никель, цинк и т. д. Используются эти магниты в разных сферах благодаря низкой стоимости, стойкости к коррозии, высоким температурам. Уникальными характеристиками отличается магнит-подкова. Он способен создавать мощное поле, притягивать тяжелые предметы. Состоит материал из алюминия, кобальта, меди и титана.

Неодимовые магниты признаны самыми доступными. Они также относятся к постоянным. Меньший вес, по сравнению с предыдущими вариантами, делает их очень востребованными. На их основании создаются приводы жестких дисков, электрических моторов, инструментов, питающихся от аккумуляторов. Они незаменимы в поисковых работах, исследовательских целях. Встречаются такие материалы в конструкции креплений, держателей и т. д.

Временные магниты сохраняют свойства недолго. Чаще всего они применяются для разделения металлических изделий на складах.

Электромагниты создаются искусственно. Внешне они представляют собой проволоку, плотно намотанную спиралью. Магнитные свойства появляются после подключения электричества. Отключение от сети моментально нивелирует намагничивание. Сила притягивания зависит от величины тока и состава проволоки.

Современные магнитотвердые материалы

Во многих электрических машинах применяются магнитные цепи, возбуждение которых проходят через постоянные магниты. Для изготовления этих элементов используются специальные материалы двух основных типов. Первый тип относится к магнитомягким материалам, характеризующимся узкой петлей гистерезиса. Основой для изготовления служит низкоуглеродистая сталь или железоникелевые и железокобальтовые сплавы.

Во втором случае используются магнитотвердые материалы с высокой остаточной индукцией и коэрцитивной силой. Их собственная намагниченность позволяет создавать интенсивные магнитные потоки. Материалами для изготовления служат сплавы, основой которых является алюминий, железо, кобальт, никель и редкоземельные материалы.

Использование редкоземельных материалов в интерметаллических соединениях считается наиболее эффективным при создании постоянных магнитов. Среди них следует отметить соединение кобальт-самарий, а также сплав железо-неодим-бор. Они отличаются высокой удельной магнитной энергией. Кривая размагничивания имеет форму с очень высоким коэффициентом. Нестабильные характеристики отличаются низким температурным коэффициентом. Благодаря хорошим технологическим показателям, данные материалы при необходимости легко свариваются или склеиваются. Это позволяет использовать магнитные элементы в самых разных конструкциях машин. Рабочий температурный диапазон таких магнитов находится в пределах от -60 до +200 градусов.

Постоянные магниты

На предыдущем уроке мы познакомились с электромагнитами, которые приобретают магнитные свойства лишь при включении тока. Но в природе существуют вещества, которые длительное время могут сохранять намагниченность.

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ

В природе существуют лишь три металла — кобальт, железо и никель — которые остаются намагниченными, если находящийся рядом с ними магнит убирают. Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называют постоянными магнитами или магнитами.

К магниту прилипают гвозди, канцелярские скрепки и другие предметы из железа, никеля и стали. Любой кусок железа или стали становится магнитом, если по нему несколько раз провести в одном направлении концом постоянного магнита.

https://youtube.com/watch?v=WY5TQurQVG8

В первой половине XIX в., сразу после открытия Эрстедом действия тока на магнитную стрелку, Ампер исследовал магнитные взаимодействия и сделал вывод, что «все магнитные явления сводятся к чисто электрическим эффектам». Согласно гипотезе Ампера, в любом магните присутствует множество круговых электрических токов, действием которых и объясняются магнитные силы. Интересно, что, выдвигая свою гипотезу, Ампер ещё не знал ни о строении атома, ни о существовании электронов. Современная теория магнетизма подтвердила правильность предположения Ампера.

Движение электронов внутри атомов или молекул создаёт токи, которые называют элементарными кольцевыми токами. В магнитах эти токи ориентированы одинаково, поэтому магнитные поля, образующиеся вокруг каждого такого тока, имеют одинаковое направление. Они усиливают друг друга, создавая поле вокруг и внутри магнита.

СЕВЕРНЫЙ И ЮЖНЫЙ ПОЛЮС МАГНИТА

Положим магнит в коробочку с мелкими железными опилками. Если мы достанем магнит, то увидим, что опилки прилипают не ко всей поверхности магнита, а лишь к некоторым его частям.

Те места магнита, которые оказывают наиболее сильное магнитное действие, называют полюсами магнита. У каждого магнита обязательно есть два полюса: северный (N) и южный (S). Красным цветом окрашивают южный полюс магнита, синим — северный.

Получить магнит с одним полюсом невозможно. Если магнит разделить на две части, то каждая из них окажется магнитом с двумя полюсами.

https://youtube.com/watch?v=hghQglFY090

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАГНИТОВ

Если к магнитной стрелке поднести магнит, то можно заметить, что северный полюс стрелки будет притягиваться к южному полюсу магнита и отталкиваться от его северного полюса. Южный полюс стрелки будет отталкиваться от южного полюса магнита и притягиваться к его северному полюсу.

Таким образом, разноимённые магнитные полюсы притягиваются, одноимённые отталкиваются.

https://youtube.com/watch?v=ww3cD3ipwl8

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита существует магнитное поле. Выясним, как располагаются линии магнитного поля постоянных магнитов. Положим магнит на стол и накроем его стеклом. Насыпав на стекло железные опилки, мы получим картину магнитного поля постоянного магнита. Аналогично можно получить линии магнитного поля двух магнитов, обращённых друг к другу одноимёнными и разноимёнными полюсами.

Силовые линии магнитного поля постоянного магнита, как и силовые линии магнитного поля тока, являются замкнутыми линиями. Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с током.

Исследования последних лет подтвердили предположения учёных о существовании дрейфа континентов. По характеру намагниченности железных месторождений, возникших несколько сотен миллионов лет назад, рядом учёных была высказана гипотеза о существовании некогда в Южном полушарии единого гигантского континента, который позже раскололся на Южную Америку, Африку, Австралию и Антарктиду.

https://youtube.com/watch?v=9tGXBxtf7fg

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Постоянные магниты».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Просмотров:
2 387

Похожие записи:

Алгебра логики Схема подключения прицепа и распиновка розетки фаркопа Солнечная электростанция своими руками Мастер-класс по изготовлению динамических «бегущих» поворотников Проводка в стиле ретро в деревянном доме Как установить и подключить ксенон в машине