Що таке зображення?

The намагніченість, також називається намагніченістю або магнітною поляризацією, є щільність магнітних дипольних моментів, які індукуються в магнітному матеріалі при розміщенні поблизу магніту.

Магнітні ефекти матеріалу також можуть бути викликані пропусканням електричного струму через матеріал.

Магнітний ефект обумовлений рухом електронів в атомах, спином електронів або ядер (намагніченість і магнітна інтенсивність, 2016)..

З простої точки зору, це перетворення матеріалу (зазвичай заліза) в магніт. Назва намагніченості походить від французького слова аміантування що перекладається на магніт.

При розміщенні в неоднорідному полі речовина притягується або відштовхується в напрямку градієнта поля. Ця властивість описується магнітною сприйнятливістю речовини і залежить від ступеня намагніченості речовини в полі.

Магнітизація залежить від розміру дипольних моментів атомів в речовині і від того, наскільки дипольні моменти вирівнюються один з одним.

Деякі матеріали, такі як залізо, виявляють дуже сильні магнітні властивості, пов'язані з вирівнюванням магнітних моментів їх атомів у певних малих регіонах, які називаються доменами.

У нормальних умовах різні домени мають поля, які скасовують один одного, але вони також можуть бути вирівняні для створення надзвичайно великих магнітних полів.

Кілька сплавів, таких як NdFeB (сплав неодиму, заліза і бору), вирівнюють свої домени і використовуються для виготовлення постійних магнітів..

Сильне магнітне поле, що створюється типовим магнітом з трьох міліметрів цього матеріалу, можна порівняти з електромагнітом, виготовленим з мідної петлі, що несе струм в кілька тисяч ампер. Для порівняння, струм у типовій лампочці становить 0,5 ампер.

Оскільки вирівнювання доменів матеріалу створює магніт, дезорганізація впорядкованого вирівнювання руйнує магнітні властивості матеріалу.

Термічне збудження, яке виникає в результаті нагрівання магніту при високій температурі, руйнує його магнітні властивості (Edwin Kashy, 2017).

Визначення та характеристики намагніченості

Намагніченість або намагніченість М діелектрика визначається:

Де N - кількість магнітних диполів на одиницю об'єму, μ - дипольний магнітний момент на диполь (Griffiths, 1998). Магнітність також може бути записана як:

Де β - намагнічуваність.

Ефект намагніченості полягає в тому, щоб викликати щільності об'єднаного струму всередині матеріалу

І поверхневий струм з'єднався на його поверхні

Де знаходиться одиниця, що вказує на зовнішній вигляд (Weisstein, 2007).

Чому деякі матеріали можуть бути намагнічені, а інші не можуть?

Магнітні властивості матеріалів пов'язані з спарюванням спинів у їхніх атомах або молекулах. Це явище квантової механіки.

Такі елементи, як нікель, залізо, кобальт і деякі рідкісні землі (dysprosium, gadolinium), демонструють унікальну магнітну поведінку, яку називають феромагнетизмом, причому залізо є найпоширенішим і найбільш драматичним прикладом..

Ці феромагнітні матеріали являють собою явище упорядкування на дальній відстані на атомному рівні, що призводить до того, що спини неспарених електронів будуть паралельно розташовані в області, що називається доменом.

У межах області магнітне поле інтенсивне, але в масовому зразку матеріал не буде зазвичай намагнічуватися, оскільки багато доменів будуть випадково орієнтовані по відношенню один до одного.

Феромагнетизм проявляється в тому, що невелике магнітне поле, введене зовні, скажімо, з соленоїда, може призвести до вирівнювання магнітних доменів один з одним і сказано, що матеріал намагнічений.

Потім магнітне водне поле буде збільшено великим коефіцієнтом, який зазвичай виражається як відносна проникність для матеріалу. Існує багато практичних застосувань феромагнітних матеріалів, таких як електромагніт (Ferromagnetism, S.F.).

З 1950 року, і особливо з 1960 року, було виявлено, що кілька іонічно зв'язаних сполук є феромагнітними, деякі з яких є електричними ізоляторами. Інші мають провідність величини, характерну для напівпровідників.

Над точкою Кюрі (яка також називається температурою Кюрі) спонтанна намагніченість феромагнітного матеріалу зникає і стає парамагнітною (тобто залишається слабомагнітною).

Це відбувається тому, що теплова енергія достатня для подолання сил внутрішнього вирівнювання матеріалу.

Температура Кюрі для деяких важливих феромагнітних матеріалів: залізо, 1043 К; Кобальт, 1394 К; Нікель, 631 К; І гадоліній, 293 К (Encyclopædia Britannica, 2014).

Матеріали, які не мають магнітних властивостей, називаються діамагнітними. Це пояснюється тим, що вони виявляють спінову пару у своїх орбітальних орбіталях.

Способи намагнічування матеріалу

1 - Протріть метал сильним магнітом

1. Зберіть необхідні матеріали. Для намагнічування металу за допомогою цього методу потрібно лише сильний магніт і шматок металу з відомим вмістом заліза. Метали без заліза не будуть магнітними.
2. Визначте Північний полюс магніту. Кожен магніт має два полюса, північний і південний полюс. Північний полюс - негативна сторона, а південний полюс - позитивна сторона. Деякі магніти мають полюси, позначені безпосередньо на них.
3. Протріть північний полюс від центру металу до кінця. З твердим тиском, швидко запустити магніт через шматок металу. Акт розтирання магніту через метал допомагає атомам заліза вирівнюватися в одному напрямку. Повторне погладжування металу дає атомам більше можливостей вибудовуватися.
4. Випробування магнетизму. Доторкніться до металу до купки кліпів або спробуйте приклеїти його до холодильника. Якщо затискачі прикріплюються або залишаються в холодильнику, метал стає достатньо намагніченим. Якщо метал не намагнічується, продовжуйте тертя магніт в тому ж напрямку через метал.
5. Продовжуйте тертя магніт проти об'єкта, щоб збільшити магнетизм. Обов'язково натискайте магніт в одному напрямку кожного разу. Після десяти ударів повторно перевірте магнетизм. Повторіть, доки магніт не буде достатньо міцним, щоб підняти затискачі. Якщо протерти його в протилежному напрямку з Північним полюсом, то це дійсно розмагнічує метал (Як магнітувати метал, С.Ф.).

2. Створіть електромагніт

1. Щоб зробити електромагніт, вам знадобиться ізольований мідний дріт, шматок металу з відомим вмістом заліза, 12-вольтова батарея (або інше джерело постійного струму), дротяні сепаратори та електричні різці, ізоляційна стрічка..
2. Обмотайте ізольований провід навколо шматка металу. Візьміть дріт і залиште хвіст близько дюйма, обмотайте дріт навколо металу кілька десятків разів. Чим більше обмоток котушки, тим сильнішим буде магніт. Залиште хвіст на іншому кінці дроту теж.
3. Зніміть кінці мідного дроту. Використовуючи подрібнювачі дроту, видаліть принаймні to дюйма до ½ дюймів з обох кінців дроту. Мідь повинна бути піддана таким чином, щоб вона могла контактувати з джерелом живлення та забезпечувати електроенергією систему.
4. Підключіть кабелі до акумулятора. Візьміть голий кінець дроту і оберніть його навколо негативного терміналу акумулятора. За допомогою електричної стрічки закріпіть її на місці й переконайтеся, що металевий дріт торкається дроту. Іншим кабелем оберніть його та закріпіть навколо позитивного висновку акумулятора.
5. Випробування магнетизму. Коли акумулятор правильно підключений, він забезпечить електричний струм, який змушує атоми заліза вибудовуватися, створюючи магнітні полюси. Це призводить до намагніченості металу. Доторкніться до металевих кліпів і подивіться, чи можете ви їх забрати (Ludic Science, 2015).

Список літератури

1. Едвін Каші, С. Б. (2017, 25 січня). Магнетизм. Відновлено з britannica.com.
2. Енциклопедія Британіка. (2014, 2 березня). Ферромагнетизм. Відновлено з britannica.com.
3. Ферромагнетизм. (S.F.). Отримано з hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
4. Griffiths, D. J. (1998). Вступ до електродинаміки, 3-е видання ... Енглвуд Кліфс, штат Нью-Джерсі: Prentice-Hall.
5. Як намастити металом. (S.F.). Отримано з wikihow.com.
6. Ludic Science. (2015, 8 травня). Магнітизація електроенергією. Відновлено з YouTube.
7. Магнітизація і магнітна інтенсивність. (2016, 6 жовтня). Отримано з byjus.com.
8. Weisstein, E.W. (2007). Магнітизація. Отримано з scienceworld.wolfram.com.