Περιεχόμενο
- Βασικά στοιχεία του μαγνητισμού
- Μόνιμοι μαγνήτες
- Προσωρινοί μαγνήτες
- Βασικά στοιχεία της ατομικής θεωρίας των μαγνητών
Οι μαγνήτες ενεργοποιούνται ατομικά. Η διαφορά μεταξύ μόνιμου και προσωρινού μαγνήτη είναι στις ατομικές τους δομές. Οι μόνιμοι μαγνήτες ευθυγραμμίζουν τα άτομα τους ανά πάσα στιγμή, ενώ οι προσωρινοί μαγνήτες έχουν τα άτομα ευθυγραμμισμένα μόνο όταν βρίσκονται υπό την επίδραση ενός ισχυρού εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Η υπερθέρμανση ενός μόνιμου μαγνήτη θα αναδιατάξει την ατομική του δομή και θα τον μετατρέψει σε προσωρινό μαγνήτη.
Βασικά στοιχεία του μαγνητισμού
Τα υλικά με μαγνητικές ιδιότητες έχουν μαγνητικά πεδία. Ένα συνηθισμένο χάλυβα καρφί δεν έχει μαγνητικό πεδίο αρκετά ισχυρό για να προσελκύσει ένα συνδετήρα. Ωστόσο, ο μαγνητισμός μπορεί να αυξήσει την αντοχή του μαγνητικού πεδίου των νυχιών. Απλά τοποθετήστε έναν ισχυρό μόνιμο μαγνήτη δίπλα στο καρφί και αυτό θα προκαλέσει το καρφί να έχει ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο, ενεργώντας ως προσωρινός μαγνήτης. Το νύχι αναφέρεται ως προσωρινός μαγνήτης επειδή, μόλις αφαιρεθεί ο μόνιμος μαγνήτης, το καρφί θα χάσει το ισχυρό μαγνητικό πεδίο που προσέλκυσε το συνδετήρα.
Μόνιμοι μαγνήτες
Οι μόνιμοι μαγνήτες διαφέρουν από τους προσωρινούς μαγνήτες από την ικανότητα να παραμένουν μαγνητισμένοι χωρίς την επίδραση εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Κανονικά, οι μόνιμοι μαγνήτες κατασκευάζονται από "άκαμπτα" μαγνητικά υλικά, η λέξη αναφέρεται στην ικανότητα του υλικού να μαγνητιστεί και να παραμείνει έτσι. Ο χάλυβας είναι ένα παράδειγμα άκαμπτου μαγνητικού υλικού.
Πολλοί μόνιμοι μαγνήτες δημιουργούνται εκθέτοντας το μαγνητικό υλικό σε πολύ ισχυρά εξωτερικά πεδία. Μόλις αφαιρεθεί το εξωτερικό πεδίο, το υλικό θα μετατραπεί σε μόνιμο μαγνήτη.
Προσωρινοί μαγνήτες
Σε αντίθεση με τους μόνιμους, οι προσωρινοί μαγνήτες δεν μπορούν να παραμείνουν μαγνητισμένοι από μόνοι τους. Μαλακά μαγνητικά υλικά, όπως σίδερο και νικέλιο, δεν θα προσελκύσουν συνδετήρες μετά την αφαίρεση ενός ισχυρού εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.
Ένα παράδειγμα προσωρινού βιομηχανικού μαγνήτη είναι ο ηλεκτρομαγνήτης που χρησιμοποιείται για την αφαίρεση παλιοσίδερου από παλιοσίδερο. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα, που ρέει μέσω ενός πηνίου που περιβάλλει μια σιδερένια πλάκα, προκαλεί ένα μαγνητικό πεδίο. Όταν το ρεύμα ρέει, η πλάκα παίρνει τα απορρίμματα. Όταν η αλυσίδα σταματά, η πλάκα απελευθερώνει το απόρριμμα.
Βασικά στοιχεία της ατομικής θεωρίας των μαγνητών
Τα μαγνητικά υλικά έχουν ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου, δημιουργώντας ξεχωριστά ένα μικρό μαγνητικό πεδίο. Αυτό ουσιαστικά κάνει κάθε άτομο μικρότερο μαγνήτη μέσα σε μεγαλύτερο μαγνήτη. Αυτοί οι μικροσκοπικοί μαγνήτες ονομάζονται δίπολα επειδή έχουν μαγνητικό βόρειο και νότιο πόλο. Τα μεμονωμένα δίπολα τείνουν να ενώνονται με άλλα, σχηματίζοντας μεγαλύτερα δίπολα που ονομάζονται τομείς. Αυτά τα πεδία έχουν ισχυρότερα μαγνητικά πεδία από μεμονωμένα δίπολα.
Τα μαγνητικά υλικά που δεν είναι μαγνητισμένα έχουν τα ατομικά τους πεδία διατεταγμένα σε αντίθετες κατευθύνσεις. Ωστόσο, όταν το υλικό είναι μαγνητισμένο, τα πεδία ευθυγραμμίζονται σε έναν κοινό προσανατολισμό και ενεργούν ως ένα μεγάλο πεδίο, με ένα ακόμη μεγαλύτερο μαγνητικό πεδίο από ένα μόνο πεδίο. Αυτό δίνει δύναμη σε έναν μαγνήτη.
Η διαφορά μεταξύ ενός μόνιμου και ενός προσωρινού μαγνήτη είναι ότι μόλις σταματήσει ο μαγνητισμός, οι περιοχές του μόνιμου μαγνήτη θα παραμείνουν ευθυγραμμισμένες και θα έχουν ισχυρό μαγνητικό πεδίο, ενώ οι περιοχές του προσωρινού μαγνήτη θα αναδιατάσσονται με έναν μη ευθυγραμμισμένο τρόπο και θα έχουν ασθενές μαγνητικό πεδίο.
Ένας τρόπος για να χαλάσετε έναν μόνιμο μαγνήτη είναι να τον υπερθερμάνετε. Η υπερβολική θερμότητα προκαλεί τα άτομα του μαγνήτη να δονείται βίαια, διαταράσσοντας την ευθυγράμμιση των ατομικών περιοχών και των διπόλων τους. Αφού κρυώσουν, οι τομείς δεν θα επαναπροσδιορίζονται όπως πριν και, δομικά, θα γίνουν προσωρινοί μαγνήτες.