Kas yra vaizdavimas?

Magnetizacija, dar vadinama magnetizacija arba magnetine poliarizacija, yra magnetinių dipolių akimirkų tankis, kurį sukelia magnetinė medžiaga, kai ji yra šalia magneto.

Medžiagos magnetiniai efektai taip pat gali būti paskatinti perduodant elektrinę srovę per medžiagą.

Magnetinį efektą sukelia elektronų judėjimas atomai, elektronų arba branduolių sukimas (Magnetizacija ir magnetinis intensyvumas, 2016).

Paprastai kalbant, tai yra medžiagos (paprastai geležies) pavertimas magnetu. Vardas magnetizavimas kyla iš prancūzų kalbos žodžio „ aimantation“, kuris verčia į magnetą.

Įdėjus į neomogeninį lauką, medžiaga pritraukiama arba atstumiama lauko gradiento kryptimi. Šią savybę apibūdina magnetinis jautrumas ir priklauso nuo medžiagos magnetizacijos laipsnio lauke.

Magnetizacija priklauso nuo medžiagos atomų dipolių momentų dydžio ir nuo to, kiek dipolio momentai yra suderinti vienas su kitu.

Tam tikros medžiagos, pvz., Geležis, pasižymi labai stipriomis magnetinėmis savybėmis, nes jų atomų magnetiniai momentai tam tikruose mažuose regionuose vadinami domenais.

Normaliomis sąlygomis skirtinguose domenuose yra laukai, kurie atšaukia vienas kitą, tačiau jie taip pat gali būti suderinti, kad būtų gaminami labai dideli magnetiniai laukai.

Keletas lydinių, pvz., NdFeB (neodimio, geležies ir boro lydinys), laikosi savo domenų ir yra naudojami nuolatiniams magnetams gaminti.

Stiprus magnetinis laukas, sukurtas tipišku trijų milimetrų storio magnetu, yra panašus į elektromagnetą, pagamintą iš vario kilpos, turinčios kelių tūkstančių amperų srovę. Palyginimui, tipiškos lemputės srovė yra 0, 5 ampero.

Kadangi medžiagos domenų išsidėstymas sukuria magnetą, užsakyto suderinimo disorganizacija naikina magnetines medžiagos savybes.

Šilumos maišymas, kurį sukelia aukšto temperatūros magnetas, naikina jo magnetines savybes (Edwin Kashy, 2017).

Magnetizacijos apibrėžimas ir charakteristikos

Dielektriko magnetizavimą arba magnetizaciją M apibrėžia:

Kai N yra magnetinių dipolių skaičius tūrio vienetui ir μ yra dipolio magnetinis momentas vienam dipoliui (Griffiths, 1998). Magnetizacija taip pat gali būti parašyta kaip:

Kur β yra magnetizuojamasis.

Magnetizacijos poveikis yra sukelti jungiamosios srovės tankį medžiagoje

Ir paviršiaus srovė sujungta ant jos paviršiaus

Kur įrenginys nukreipia į išorę normaliai (Weisstein, 2007).

Kodėl kai kurios medžiagos gali būti magnetuojamos, o kitos negali?

Medžiagų magnetinės savybės yra susijusios su sukimų susiejimu jų atmuose ar molekulėse. Tai yra kvantinės mechanikos reiškinys.

Tokie elementai kaip nikelio, geležies, kobalto ir kai kurių retųjų žemių (dysprosiumo, gadolinio) ekspozicija pasižymi unikaliu magnetiniu elgesiu, vadinamu feromagnetizmu.

Šios feromagnetinės medžiagos yra ilgo nuotolio užsakymo atominiame lygyje reiškinys, dėl kurio nesuporuotų elektronų sukimai yra lygiagretūs vienas kitam regione, vadinamame domenu.

Domeno viduje magnetinis laukas yra intensyvus, bet masiniame mėginyje medžiaga paprastai nebus magnetuojama, nes daugelis domenų bus atsitiktinai orientuoti vienas į kitą.

Ferromagnetizmas pasireiškia tuo, kad mažas magnetinis laukas, nustatytas išorėje, pvz., Iš solenoido, gali sukelti magnetinių domenų suderinimą vienas su kitu ir sakoma, kad medžiaga yra magnetuojama.

Tada magnetinis važiavimo laukas bus padidintas dideliu veiksniu, kuris paprastai išreiškiamas kaip medžiagos santykinis pralaidumas. Yra daug praktinių feromagnetinių medžiagų, tokių kaip elektromagnetas (Ferromagnetism, SF).

Nuo 1950 m., Ypač nuo 1960 m., Buvo nustatyta, kad keli jonų junginiai yra feromagnetiniai, kai kurie yra elektriniai izoliatoriai. Kiti turi laidumą, būdingą puslaidininkiams.

Virš Curie taško (taip pat vadinama Curie temperatūra) spindulinis feromagnetinės medžiagos magnetizavimas išnyksta ir tampa paramagnetiniu (ty lieka silpnai magnetinis).

Taip atsitinka todėl, kad šiluminė energija yra pakankama, kad būtų galima įveikti vidinės medžiagos išlyginimo jėgas.

Kai kurių svarbių feromagnetinių medžiagų Curie temperatūra yra: geležis, 1043 K; Kobalto, 1394 K; Nikelis, 631 K; Ir gadolinis, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Medžiagos, neturinčios magnetinių savybių, vadinamos diamagnetinėmis. Taip yra todėl, kad jų atraminės orbitalijos ar molekulinės orbitos yra susuktos.

Medžiagos magnetavimo būdai

1 - RUB metalo stipriu magnetu

1. Surinkite reikalingas medžiagas. Norint metalizuoti šį metodą, reikia tik stipraus magneto ir metalo gabalo su žinomu geležies kiekiu. Metalai be geležies nebus magnetiniai.
2. Nustatykite magneto Šiaurės ašį. Kiekvienas magnetas turi du polius, šiaurės ir pietų polius. Šiaurės polius yra neigiamas, o pietų polius - teigiamas. Kai kurie magnetai turi ant jų tiesiogiai pažymėtus polius.
3. Trupinkite šiaurinį polių nuo metalo centro iki galo. Tvirtai spaudžiant magnetą greitai paleiskite magnetą. Magneto trinties per metalą aktas padeda geležies atomai suvienyti viena kryptimi. Pakartotinai metant metalą atomai suteikia daugiau galimybių susikurti.
4. Patikrinkite magnetizmą. Palieskite metalą prieš daugybę klipų arba pabandykite prilipti prie šaldytuvo. Jei klipai laikosi arba lieka šaldytuve, metalas tapo pakankamai magnetizuotas. Jei metalas nėra magnetuojamas, toliau trinkite magnetą ta pačia kryptimi per metalą.
5. Toliau trinkite magnetą prieš objektą, kad padidintumėte magnetizmą. Įsitikinkite, kad kiekvieną kartą magnetą patrinkite ta pačia kryptimi. Po dešimties smūgių patikrinkite magnetizmą. Pakartokite, kol magnetas yra pakankamai stiprus, kad pasiektumėte klipus. Jei šiaurinė ašis pasvirs priešinga kryptimi, tai iš tikrųjų demagnetuos metalą (kaip magnetuoti, SF).

2 - Sukurti elektromagnetą

1. Norėdami sukurti elektromagnetą, jums reikės izoliuotos varinės vielos, metalo gabalo su žinomu geležies kiekiu, 12 voltų akumuliatoriaus (arba kito nuolatinės srovės maitinimo šaltinio), laidų separatorių ir elektrinių pjoviklių bei izoliacinės juostos.
2. Apvyniokite izoliuotą laidą aplink metalo gabalėlį. Paimkite vielą ir palikite uodegą apie colį, apvyniokite laidą aplink metalą keliolika kartų. Kuo daugiau kartų suvyniota ritė, tuo stipresnis bus magnetas. Taip pat palikite uodegą ant kito laido galo.
3. Nuimkite varinės vielos galus. Naudodami vielos smulkintuvus, nuimkite bent ¼ colio nuo ½ colio nuo abiejų vielos galų. Varis turi būti veikiamas taip, kad jis galėtų kontaktuoti su maitinimo šaltiniu ir elektros energiją.
4. Prijunkite kabelius prie akumuliatoriaus. Paimkite be laido galą ir apvyniokite aplink neigiamą akumuliatoriaus gnybtą. Naudodami elektros juostą, užfiksuokite jį ir įsitikinkite, kad metalinė viela liečia terminalo laidą. Su kitu kabeliu suvyniokite ir pritvirtinkite aplink teigiamą akumuliatoriaus gnybtą.
5. Patikrinkite magnetizmą. Tinkamai prijungus akumuliatorių, bus sukurta elektros srovė, dėl kurios geležies atomai sukurs magnetinius polius. Tai veda prie metalo, kuris yra magnetizuotas. Palieskite metalą prieš kai kuriuos klipus ir pažiūrėkite, ar galite juos pasiimti (Ludic Science, 2015).