A mágnes képessége, hogy vonzza a különféle fémtárgyakat magához, valószínűleg mindenki számára ismert. Nem is beszélve a mágnesek használatáról az orvostudományban és más iparágakban. Hogyan működik a mágnes, és milyen anyagokat vonzza a vas mellett?
Mi a mágnes és hogyan van elrendezve?
A mágnes egy test, amelynek saját mágneses tere van. A mágnesek többféle formában vannak:
- Állandó - olyan termékek, amelyek egyetlen mágneseztetés után megtartják ezt az tulajdonságot. A mágneseket több alfajra osztják, az erősségtől és az egyéb paraméterektől függően.
- Ideiglenes - konstansok elvén működjenek, de csak akkor, ha erős mágneses mezőben vannak. Például az úgynevezett lágy vasból készült termékek (szögek, gemkapcsok stb.).
- Solenoids a huzalok szorosan vannak feltekerve a keret körül. Általában egy ilyen eszköz vasmaggal van felszerelve. Csak akkor működik, ha egy elektromos áram áthalad a vezetéken.
Az állandó mágnes a leggyakoribb és leggyakoribb. Előállításához a következő anyagok kombinációit használják leggyakrabban:
- neodímium-vas-bór;
- Alniko vagy UNDK ötvözet (vas, alumínium, nikkel, kobalt);
- kobalt-szamárium;
- ferritek (vas-oxidok és más ferromágneses fémek vegyületei).
Bármely mágnesnek van déli és északi pólusa. Ugyanazok a pólusok taszítják, az ellenkezőleg vonzzák.
Érdekes tény: A mágneseket gyakran patkó alakban készítik. Ez úgy történik, hogy a pólusok a lehető legközelebb legyenek egymáshoz. Ily módon erős mágneses mező jön létre, amely képes a fém nagyobb részeit vonzani.
Miért vonzza a mágnes csak bizonyos anyagokat?
Működésének alapelve a mágneses mező létrehozása mozgó elektronok felhasználásával. Általában az elektron a legegyszerűbb mágnes. És minden mozgásban lévő töltött részecske mágneses mezőt képez. Ha sok mozgó részecske van, és mozgásuk egy tengely körül zajlik, akkor mágneses tulajdonságokkal rendelkező testet kapunk.
Akkor miért nem vonzza a mágnes az összes anyagot egymás után? Az atom összetétele magában foglalja a magot, valamint körülötte keringő elektronokat. Az elektronoknak speciális szintje van, amelyen forognak vagy keringnek. Minden ilyen szinten 2 elektron található. És forognak különböző irányokba.
Vannak azonban olyan anyagok, amelyek úgynevezett ferromágneseket. Néhány elektron páratlan. Ennek megfelelően bizonyos számuk foroghat ugyanabba az irányba. Ez mágneses teret hoz létre az anyag minden atomja körül.
Az atomok általában véletlenszerű sorrendben vannak. Ebben az esetben a mezők kiegyensúlyozzák egymást. De ha az összes atom mágneses tereit egy irányba irányítja, akkor mágnest kap. Figyelemre méltó, hogy különféle fémek és más anyagok vonzhatók, de sokkal gyengébbek, mint a ferromágnesek.Ahhoz, hogy érezzék a vonzerőt, nagyon erős mágnest kell használni.
A ferromágnesek közé tartoznak a fémek, például vas, kobalt, nikkel, gadolínium, terbium, diszprózium, holmium, erbium. Néhány fémötvözet és vegyület hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. A nemfémes eredetű ferromágnesek száma nem olyan nagy, vagy eddig kevés tanulmányozott. Ide tartoznak például a króm-oxid.
A mágneses érzékenységet olyan anyagok (főleg fémek) jellemzik, amelyek bizonyos szerkezetűek. Ferromágneseknek hívják őket - ezek olyan anyagok, amelyekben az atomok mágneses terei egy irányban összeadódnak. A vason kívül a kobalt, a nikkel, a terbium, a gadolinium, a diszprózium, a holmium és az erbium a ferromágnesek közé tartozik. Ezenkívül a mágnes vonzza bizonyos ötvözeteket és még nem fém anyagokat is - például a króm-oxidot.