יכולתו של מגנט למשוך לעצמו חפצי מתכת שונים ידועה ככל הנראה לכולם. שלא לדבר על השימוש במגנטים בתרופות ותעשיות אחרות. איך המגנט עובד ואילו חומרים הוא מושך מלבד ברזל?
מהו מגנט ואיך הוא מסודר?
מגנט הוא גוף שיש לו שדה מגנטי משלו. מגנטים מגיעים במספר צורות:
- קבוע - מוצרים שאחרי מגנטציה יחידה שומרים על נכס זה. המגנטים מחולקים למספר תת-מינים בהתאם לחוזק ופרמטרים אחרים.
- זמני - לפעול על פי העיקרון של קבועים, אך רק כאשר הם ממוקמים בשדה מגנטי חזק. לדוגמה, מוצרים מהמה שנקרא ברזל רך (ציפורניים, מהדקי נייר וכו ').
- סולנואידים הם חוטים מפותלים בחוזקה סביב המסגרת. בדרך כלל, מכשיר כזה מצויד בליבת ברזל. זה עובד רק אם זרם חשמלי עובר דרך התיל.
מגנט קבוע הוא הנפוץ והנפוץ ביותר. לייצורו נעשה שימוש לרוב בשילובי החומרים הבאים:
- ניאודימיום-ברזל-בורון;
- סגסוגת אלניקו או UNDK (ברזל, אלומיניום, ניקל, קובלט);
- קובריום סמריום;
- ferrites (תרכובות של תחמוצות ברזל ומתכות ferrimagnet אחרות).
לכל מגנט יש קוטב דרומי וצפוני. אותם קטבים דוחים, וההפכים מושכים אותם.
עובדה מעניינתמגנטים מיוצרים לרוב בצורת פרסה. זה נעשה כך שהקטבים ממוקמים קרוב ככל האפשר זה לזה. כך נוצר שדה מגנטי חזק המסוגל למשוך אליו חלקים גדולים יותר של המתכת.
מדוע מגנט מושך אליו רק חומרים מסוימים?
עיקרון פעולתו מבוסס על יצירת שדה מגנטי באמצעות אלקטרונים נעים. באופן כללי, אלקטרון הוא המגנט הפשוט ביותר. וכל חלקיק טעון בתנועה יוצר שדה מגנטי. אם יש הרבה חלקיקים נעים, ותנועתם מתרחשת סביב ציר אחד, מתקבל גוף בעל תכונות מגנטיות.
מדוע אפוא מגנט לא מושך את כל החומרים ברצף? הרכב האטום כולל את הגרעין, כמו גם אלקטרונים המסתובבים סביבו. לאלקטרונים יש רמות מיוחדות שעליהן הם מסתובבים, או מקיפים מסלול. בכל רמה כזו ממוקמים 2 אלקטרונים. והם מסתובבים לכיוונים שונים.
עם זאת ישנם חומרים הנקראים פרומגנטים. חלק מהאלקטרונים אינם מותאמים. בהתאם לכך, מספר מסוים מהם יכול להסתובב באותו כיוון. זה יוצר שדה מגנטי סביב כל אטום של חומר.
בדרך כלל האטומים הם בסדר אקראי. במקרה זה, השדות מאזנים זה את זה. אבל אם אתה מכוון את השדות המגנטיים של כל האטומים לכיוון אחד, אתה מקבל מגנט. ראוי לציין כי ניתן למשוך מתכות שונות וחומרים אחרים, אך חלשים בהרבה מפרומגנטים.כדי להרגיש את המשיכה, עליך להשתמש במגנט חזק מאוד.
פרומגנטים כוללים מתכות כמו ברזל, קובלט, ניקל, גדוליניום, טרביום, דיספרוזיום, הולמיום, ארביום. כמו כן, יש סגסוגות ותרכובות מתכת המאופיינות בתכונות דומות. מספר הפרומגנטים ממוצא לא מתכתי אינו כה גדול, או עד כה מעט נחקר. אלה כוללים, למשל, תחמוצת כרום.
הרגישות המגנטית מאופיינת בחומרים (בעיקר מתכות) שיש להם מבנה מסוים. הם נקראים פרומגנטים - אלה הם חומרים שבהם השדות המגנטיים של האטומים מסתכמים בכיוון אחד. בנוסף לברזל, קובלט, ניקל, טרביום, גדוליניום, דיספרוזיום, הולמיום, ארביום שייכים לפרומגנטים. כמו כן, מגנט מושך סגסוגות מסוימות ואפילו חומרים לא מתכתיים - למשל, תחמוצת כרום.