Ev / çıbanlar/ Mıknatıslar ve maddenin manyetik özellikleri. Neodim mıknatısın günlük yaşamda kullanımı

Mıknatıslar ve maddenin manyetik özellikleri. Neodim mıknatısın günlük yaşamda kullanımı

4. Mıknatısların uygulanması farklı bölgeler aktiviteler modern toplum

Mıknatıslar esas olarak elektrik mühendisliği, radyo mühendisliği, alet yapımı, otomasyon ve telemekanik alanlarında kullanılmaktadır. Burada ferromanyetik malzemeler manyetik devrelerin, rölelerin vb. üretiminde kullanılır. .

Elektrik makinesi jeneratörleri ve elektrik motorları, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine (jeneratörler) veya elektrik enerjisini mekanik enerjiye (motorlar) dönüştüren döner makinelerdir. Jeneratörlerin çalışması elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanmaktadır: manyetik alanda hareket eden bir telde bir elektromotor kuvvet (EMF) indüklenir. Elektrik motorlarının çalışması, enine manyetik alana yerleştirilen akım taşıyan tele bir kuvvetin etki etmesi gerçeğine dayanmaktadır.

Manyetoelektrik cihazlar. Bu tür cihazlar, hareketli parçanın sargısının dönüşlerinde manyetik alan ile akım arasındaki etkileşim kuvvetini kullanır ve bu, ikincisini döndürme eğilimindedir.

İndüksiyon elektrik sayaçları. Bir endüksiyon ölçer, iki sargılı (bir akım sargısı ve bir gerilim sargısı) düşük güçlü bir AC elektrik motorundan başka bir şey değildir. Sargılar arasına yerleştirilen iletken disk, tüketilen güçle orantılı bir torkun etkisi altında döner. Bu tork, sabit bir mıknatıs tarafından diskte indüklenen akımlarla dengelenir, böylece diskin dönüş hızı güç tüketimiyle orantılı olur.

Elektriksel kol saati minyatür bir pille çalışır. Çalıştırmak için çok daha az parçaya ihtiyaç duyarlar mekanik saat; Böylece, tipik bir elektrikli taşınabilir saatin devresi iki mıknatıs, iki indüktör ve bir transistör içerir.

Dinamometre - bir makinenin, takım tezgahının veya motorun çekiş kuvvetini veya torkunu ölçmek için kullanılan mekanik veya elektrikli bir cihaz.

Fren dinamometreleri çeşitli tasarımlara sahiptir; Bunlar arasında örneğin Prony freni, hidrolik ve elektromanyetik frenler bulunur.

Küçük boyutlu motorların özelliklerini ölçmeye uygun minyatür bir cihaz şeklinde bir elektromanyetik dinamometre yapılabilir.

Galvanometre zayıf akımları ölçmek için hassas bir araçtır. Bir galvanometre, at nalı şeklindeki kalıcı bir mıknatısın, mıknatısın kutupları arasındaki boşlukta asılı duran küçük bir akım taşıyan bobin (zayıf bir elektromıknatıs) ile etkileşimi sonucu üretilen torku kullanır. Tork ve dolayısıyla bobinin sapması, akımla ve hava boşluğundaki toplam manyetik indüksiyonla orantılıdır, böylece cihazın ölçeği, bobinin küçük sapmaları için neredeyse doğrusaldır. Buna dayalı cihazlar en yaygın cihaz türüdür.

Maddenin manyetik özellikleri bilim ve teknolojide yapıyı incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. farklı bedenler. Bilim böyle ortaya çıktı:

Manyetokimya, manyetik ve manyetik arasındaki ilişkiyi inceleyen bir fiziksel kimya dalıdır. kimyasal özellikler maddeler; Ek olarak manyetokimya, manyetik alanların kimyasal süreçler üzerindeki etkisini inceler. Manyetokimya, manyetik olayların modern fiziğine dayanmaktadır. Manyetik ve kimyasal özellikler arasındaki ilişkinin incelenmesi, özelliklerin açıklığa kavuşturulmasını mümkün kılar. kimyasal yapı maddeler.

Manyetik kusur tespiti, ferromanyetik malzemelerden yapılmış ürünlerdeki kusurlarda meydana gelen manyetik alan bozulmalarının incelenmesine dayanan bir kusur arama yöntemi.

Parçacık hızlandırıcı, elektrik ve manyetik alanlar kullanılarak, termal enerjiyi önemli ölçüde aşan enerjiye sahip yönlendirilmiş elektron, proton, iyon ve diğer yüklü parçacık ışınlarının elde edildiği bir tesis.

Modern hızlandırıcılar çok sayıda ve çeşitli teknoloji türlerini kullanır. güçlü hassas mıknatıslar.

Hızlandırıcılar tıbbi tedavi ve teşhiste önemli bir pratik rol oynar. Artık dünyanın dört bir yanındaki birçok hastane, tümörleri tedavi etmek için kullanılan yoğun X-ışınları üreten küçük elektron doğrusal hızlandırıcıların emrindedir. Daha az ölçüde, proton ışınları üreten siklotronlar veya sinkrotronlar kullanılır. Tümör tedavisinde protonların X-ışını radyasyonuna göre avantajı, daha lokalize bir enerji salınımıdır. Bu nedenle, proton tedavisi özellikle çevredeki sağlıklı dokulara verilecek zararın mümkün olduğu kadar az olması gereken beyin ve göz tümörlerinin tedavisinde etkilidir.

Çeşitli bilimlerin temsilcileri dikkate alıyor manyetik alanlar araştırmalarında. Bir fizikçi atomların ve temel parçacıkların manyetik alanlarını ölçer, bir gökbilimci yeni yıldızların oluşumu sürecinde kozmik alanların rolünü inceler, bir jeolog manyetik cevher birikintilerini bulmak için Dünya'nın manyetik alanındaki anormallikleri kullanır ve son zamanlarda biyoloji, aynı zamanda mıknatısların incelenmesi ve kullanılmasıyla da aktif olarak ilgilenmektedir.

20. yüzyılın ilk yarısının biyoloji bilimi, herhangi bir manyetik alanın varlığını hesaba katmadan hayati fonksiyonları güvenle tanımladı. Üstelik bazı biyologlar, güçlü bir yapay manyetik alanın bile biyolojik nesneler üzerinde hiçbir etkisinin olmadığını vurgulamayı gerekli gördüler.

Ansiklopediler manyetik alanların biyolojik süreçler üzerindeki etkisi hakkında hiçbir şey söylemiyordu. Her yıl, dünya çapındaki bilimsel literatürde manyetik alanların şu veya bu biyolojik etkisine ilişkin izole edilmiş olumlu düşünceler ortaya çıktı. Ancak bu zayıf damlama, sorunun formülasyonunda bile güvensizlik buzdağını eritemedi... Ve birdenbire fırtınalı bir akıntıya dönüştü. Manyetobiyolojik yayınların çığ gibi büyümesi, sanki bir zirveden düşüyormuş gibi, 60'lı yılların başından bu yana istikrarlı bir şekilde artıyor ve şüpheci ifadeleri bastırıyor.

Mıknatısın biyolojik etkisi 16. yüzyıl simyacılarından günümüze birçok kez hayran ve eleştirmen bulmuştur. Birkaç yüzyıl boyunca mıknatısların iyileştirici etkilerine olan ilgide tekrar tekrar dalgalanmalar ve düşüşler yaşandı. Onun yardımıyla sinir hastalıklarını, diş ağrısını, uykusuzluğu, karaciğer ve mide ağrısını - yüzlerce hastalığı tedavi etmeye çalıştılar (ve başarısız olmadılar).

Tıbbi amaçlar için, mıknatıslar muhtemelen ana yönleri belirlemekten daha önce kullanılmaya başlandı.

Mıknatıs, yerel bir dış çare ve muska olarak Çinliler, Hindular, Mısırlılar, Araplar, Yunanlılar, Romalılar vb. arasında büyük başarı elde etti. Filozof Aristoteles ve tarihçi Pliny eserlerinde şifalı özelliklerinden bahsetmektedir.

20. yüzyılın ikinci yarısında manyetik bilezikler yaygınlaştı ve tansiyon bozuklukları (hipertansiyon ve hipotansiyon) olan hastalar üzerinde faydalı etkisi oldu.

Kalıcı mıknatısların yanı sıra elektromıknatıslar da kullanılmaktadır. Ayrıca bilim, teknoloji, elektronik ve tıp alanlarındaki çok çeşitli problemler için de kullanılırlar ( sinir hastalıkları, ekstremitelerin damar hastalıkları, kardiyovasküler hastalıklar, kanser).

Bilim adamları, hepsinden önemlisi, manyetik alanların vücudun direncini artırdığını düşünme eğilimindedir.

Elektromanyetik kan hızı ölçerler, harici manyetik alanlar kullanarak kan damarları boyunca hareket ettirilerek onları genişletebilen, yolun belirli kısımlarından örnekler alabilen veya tersine, kapsüllerden çeşitli ilaçları yerel olarak çıkarabilen minyatür kapsüller vardır.

Metal parçacıkları gözden uzaklaştırmak için manyetik bir yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır.

Birçoğumuz kalp fonksiyonunun elektriksel sensörler (elektrokardiyogram) kullanılarak incelenmesine aşinayız. Kalbin ürettiği elektriksel uyarılar, maksimum değerlerde Dünya'nın manyetik alanının gücünün 10-6'sı kadar olan, kalbin manyetik alanını oluşturur. Manyetokardiyografinin değeri, kalbin elektriksel olarak "sessiz" bölgeleri hakkında bilgi edinmenize olanak sağlamasıdır.

Biyologların artık fizikçilerden manyetik alanın biyolojik etkisinin birincil mekanizması hakkında bir teori vermelerini istedikleri ve buna yanıt olarak fizikçilerin biyologlardan daha kanıtlanmış biyolojik gerçekler talep ettikleri belirtilmelidir. Çeşitli uzmanlar arasındaki yakın işbirliğinin başarılı olacağı açıktır.

Manyetobiyolojik problemleri birleştiren önemli bir bağlantı, sinir sisteminin manyetik alanlara tepkisidir. Herhangi bir değişikliğe ilk tepki veren beyindir. dış ortam. Manyetobiyolojideki birçok problemi çözmenin anahtarı olacak olan reaksiyonların incelenmesidir.

20. yüzyılın sonlarındaki teknolojik devrimler arasında en önemlilerinden biri tüketicilerin nükleer yakıta geçişidir. Bir kez daha manyetik alanlar odak noktasına geldi. Yalnızca onlar, radyoaktif uranyum ve toryum çekirdeklerinin fisyon reaksiyonlarının yerini alması gereken "barışçıl" bir termonükleer reaksiyonla asi plazmayı durdurabilecekler.

Başka neyi yakacaksın? - Enerji işçilerine her zaman eziyet eden soru, kulağa saplantılı bir nakarat gibi geliyor. Uzun bir süre yakacak odun bize yardımcı oldu, ancak enerji tüketimi düşük ve bu nedenle odun ateşi uygarlığı ilkel. Mevcut zenginliğimiz fosil yakıtların yakılmasına dayanıyor, ancak hazırda bulunan petrol, kömür ve doğal gaz rezervleri yavaş ama emin adımlarla tükeniyor. Willy-nilly, ülkenin yakıt ve enerji dengesini başka bir şeye yönlendirmeliyiz. Gelecek yüzyılda kimyanın hammadde ihtiyaçları için organik yakıt kalıntılarının korunması gerekecek. Ve bilindiği gibi enerjinin ana hammaddesi nükleer yakıt olacak.

Plazmanın manyetik ısı yalıtımı fikri, yörüngelerini bükmek ve alan çizgileri spirali boyunca hareket etmek için manyetik bir alanda hareket eden elektrik yüklü parçacıkların iyi bilinen özelliğine dayanmaktadır. Düzgün olmayan bir manyetik alanda yörüngenin bu eğriliği, parçacığın manyetik alanın daha zayıf olduğu bir bölgeye itilmesine neden olur. Görev, plazmayı her taraftan daha güçlü bir alanla çevrelemektir. Bu problem dünya çapında birçok laboratuvarda çözülmektedir. Plazmanın manyetik hapsi, 1950'de plazmanın manyetik tuzaklar (ya da sıklıkla adlandırıldığı gibi manyetik şişeler) adı verilen yerlerde hapsedilmesini öneren Sovyet bilim adamları tarafından keşfedildi.

Plazmanın manyetik olarak hapsedilmesi için çok basit bir sisteme örnek olarak manyetik fişli veya aynalı bir tuzak (ayna tuzağı) verilebilir. Sistem, içinde uzunlamasına bir manyetik alanın oluşturulduğu uzun bir borudur. Borunun uçlarında ortasına göre daha büyük sargılar sarılır. Bu durum borunun uçlarındaki manyetik alan çizgilerinin daha yoğun olmasına ve bu bölgelerdeki manyetik alanın daha güçlü olmasına yol açmaktadır. Bu nedenle, manyetik bir şişeye hapsolmuş bir parçacık sistemi terk edemez çünkü alan çizgilerini geçmesi ve Lorentz kuvveti nedeniyle bunların üzerine "sarılması" gerekir. Bu prensip üzerine Enstitüde başlatılan Ogra-1 kurulumunun devasa manyetik tuzağı inşa edildi. atomik Enerji adını I.V. Kurchatov, 1958. Ogra-1 vakum odası 19 m uzunluğa ve 1,4 m iç çapa sahiptir, manyetik alanı oluşturan sargının ortalama çapı 1,8 m, odanın ortasındaki alan kuvveti 0,5 T'dir. , trafik sıkışıklığında 0,8 T.

Termonükleer enerji santrallerinden elde edilen elektriğin maliyeti, hammaddenin (su) maliyetinin düşük olması nedeniyle çok düşük olacaktır. Enerji santrallerinin kelimenin tam anlamıyla okyanuslar kadar elektrik üreteceği zaman gelecek. Bu elektriğin yardımıyla, belki de sadece Dünya'daki yaşam koşullarını kökten değiştirmek - nehirleri geri çevirmek, bataklıkları, su çöllerini kurutmak - değil, aynı zamanda çevredeki uzayın görünümünü değiştirmek de mümkün olacak. Mars'ı bir atmosferle çevrelemek için Ay'ı doldurun ve "canlandırın".

Bu yoldaki ana zorluklardan biri, belirli bir geometri ve büyüklükte bir manyetik alanın yaratılmasıdır. Modern termonükleer tuzaklardaki manyetik alanlar nispeten küçüktür. Bununla birlikte, odaların muazzam hacimlerini, ferromanyetik çekirdeğin bulunmamasını ve bu tür sistemlerin oluşturulmasını zorlaştıran manyetik alanın şekline ilişkin özel gereklilikleri hesaba katarsak, mevcut tuzakların varlığını kabul etmeliyiz. büyük bir teknik başarıdır.

Yukarıdakilere dayanarak, şu anda mıknatısın veya manyetizma olgusunun kullanılmadığı bir endüstri olmadığı sonucuna varabiliriz.

5. Süper iletkenler ve uygulamaları mıknatıslı süper iletken

Süperiletkenlere genellikle geleceğin elektrik mühendisliğinin anahtarı denir. Bu onların gerçekten şaşırtıcı özellikleriyle açıklanmaktadır. Aslında süper iletkenler özel malzemeler olarak mevcut değildir. Bunlar, belirli koşullar altında ortaya çıkan, periyodik tablonun elementlerinden sıradan malzemelerdir. olağandışı özellikler. Örneğin alüminyum iyi bir iletken olarak kabul edilir, ısıyı iyi iletir ve kalınlığı nedeniyle manyetik alanı (paramanyetik) biraz artırır. 1,2 K'nin altına soğutulduğunda, alüminyumun elektrik iletkenliği süresiz olarak artar (süper iletken), termal iletkenlik de önemli ölçüde bozulur (ısı yalıtkanı) ve manyetik alan artık ona nüfuz edemez (diamanyetik). Görünüşe göre bu kadar kullanışlı niteliklere ulaşmak için çok fazla para ödemek gerekiyor - düşük sıcaklıklara ulaşmak ucuz bir zevk değil. Ancak buzdolaplarının maliyetinin ve soğuk bölgelerin termal korumasının, elde edilen faydalarla kıyaslanamaz olduğu ortaya çıktı. Aşırı maliyet olmadan, akım taşıyan baraların mütevazı kesitleriyle muazzam akımlar (geleneksel iletkenlerden birkaç bin kat daha fazla) ve muazzam manyetik alanlar elde etmek mümkün hale geldi: güçlü elektrikli güç cihazları oluştururken son derece önemli olan şey budur.

Daha büyük güce sahip jeneratörler yaratmak için yeni tasarım çözümlerine ve malzemelere ihtiyaç duyulacağı açıktır. Bu bağlamda bilim insanları ve mühendisler süperiletkenliğe özel umutlar bağlıyorlar. Süperiletken malzemeler alanında teorik ve deneysel araştırmaların bilimin gelişmesinin ana yönlerinden biri olarak planlanması ve teknolojinin gelişmesinin ana yönlerinden birinin süperiletken turbojeneratörlerin geliştirilmesi olması sebepsiz değildir. Süper iletken elektrikli ekipmanlar, cihaz elemanlarındaki elektrik ve manyetik yükleri önemli ölçüde artıracak ve dolayısıyla boyutlarını önemli ölçüde azaltacaktır. Süper iletken bir telde, geleneksel elektrikli ekipmanlardaki akım yoğunluğundan 10...50 kat daha yüksek bir akım yoğunluğuna izin verilir. Manyetik alanlar, geleneksel makinelerdeki 0,8...1 Tesla'ya kıyasla 10 Tesla düzeyindeki değerlere yükseltilebilir. Elektrikli cihazların boyutlarının izin verilen akım yoğunluğu ve manyetik alan indüksiyonunun çarpımı ile ters orantılı olduğunu hesaba katarsak, süper iletkenlerin kullanımının elektrikli ekipmanın boyutunu ve ağırlığını birçok kez azaltacağı açıktır!

Süperiletkenliğin etkisini kullanırsanız ve süperiletken malzemeler kullanırsanız birçok engel kendiliğinden ortadan kalkar. Daha sonra, doğru akım dirençle karşılaşmayacağından, rotor sargısındaki kayıplar pratik olarak sıfıra indirilebilir. Ve eğer öyleyse, makinenin verimliliği artar. Süper iletken uyarma sargısından akan yüksek akım, o kadar güçlü bir manyetik alan yaratıyor ki, artık herhangi bir elektrikli makine için geleneksel olan çelik manyetik çekirdeğin kullanılmasına gerek kalmıyor. Çeliğin ortadan kaldırılması rotor kütlesini ve ataletini azaltacaktır. Kriyojenik elektrikli makinelerin yaratılması modaya bir övgü değil, bir zorunluluk, doğal bir sonuçtur bilimsel ve teknolojik ilerleme. Ve yüzyılın sonuna gelindiğinde, 1000 MW'ın üzerinde kapasiteye sahip süper iletken turbojeneratörlerin güç sistemlerinde çalışacağına inanmak için her türlü neden var.

Enerji çalışanlarının soğuk jeneratörlerden daha fazlasına ihtiyacı var. Birkaç düzine süper iletken transformatör halihazırda üretilmiş ve test edilmiştir (bunlardan ilki 1961'de Amerikan McPhee tarafından yapılmıştır; transformatör 15 kW seviyesinde çalıştırılmıştır). 1 milyon kW'a kadar güce sahip süper iletken transformatör projeleri var. Yeterince yüksek güçlerde, süper iletken transformatörler, geleneksel transformatörlerle yaklaşık olarak aynı güç kayıpları ile geleneksel olanlardan %40...50 daha hafif olacaktır (bu hesaplamalarda sıvılaştırıcının gücü de dikkate alınmıştır). önemli dezavantajları da bulunmaktadır. Bunlar, aşırı yükler sırasında transformatörün süper iletken durumdan çıkmasından korunma ihtiyacı ile ilgilidir, kısa devreler, aşırı ısınma, manyetik alan, akım veya sıcaklık kritik değerlere ulaştığında.

İÇİNDE son yıllar Süperiletken enerji hatları hayali gerçeğe yaklaşıyor. Elektriğe olan talebin giderek artması, yüksek gücün uzun mesafelere iletimini oldukça cazip hale getiriyor. Sovyet bilim adamları süperiletken iletim hatlarının vaadini ikna edici bir şekilde gösterdiler. Hatların maliyeti, geleneksel havai enerji nakil hatlarının maliyetiyle karşılaştırılabilir olacaktır (bakır veya alüminyum tellerdeki ekonomik olarak uygun akım yoğunluğuyla karşılaştırıldığında kritik akım yoğunluğunun yüksek değeri dikkate alındığında bir süper iletkenin maliyeti küçüktür) ) ve kablo hatlarının maliyetinden daha düşüktür. Süper iletken enerji nakil hatlarının şu şekilde uygulanması önerilmektedir: son iletim noktaları arasına sıvı nitrojen içeren bir boru hattı döşenir. Bu boru hattının içinde sıvı helyum içeren bir boru hattı bulunmaktadır. Kaynak ve varış noktaları arasında basınç farkı oluşması nedeniyle helyum ve nitrojen boru hatlarından akar. Böylece sıvılaştırma-pompa istasyonları sadece hattın sonlarında olacaktır. Sıvı nitrojen dielektrik olarak da kullanılabilir. Helyum hattı, nitrojen hattının içinde dielektrik desteklerle desteklenir (çoğu yalıtkanın dielektrik özellikleri vardır) Düşük sıcaklık iyileşiyor). Helyum boru hattı vakumla yalıtılmıştır. Sıvı helyum boru hattının iç yüzeyi bir süper iletken tabaka ile kaplanmıştır. Böyle bir hattaki kayıplar, süperiletkenin normal sıcaklıklarda baralara bağlanması gereken hattın uçlarındaki kaçınılmaz kayıplar dikkate alındığında yüzde birkaç kesri geçmeyecektir ve geleneksel enerji hatlarında kayıplar şu şekildedir: 5...10 kat daha büyük!

Enerjinin temeli XXI'in başlangıcı yüzyılda son derece güçlü elektrik jeneratörlerine sahip nükleer ve termonükleer istasyonlar haline gelebilir. Elektrik alanları Süperiletken elektromıknatıslar tarafından üretilen güçlü nehirler, süperiletken enerji hatları boyunca süperiletken enerji depolama cihazlarına akabilecek ve tüketiciler tarafından ihtiyaç duyulduğunda buradan alınabilecek. Enerji santralleri hem gündüz hem de gece eşit miktarda enerji üretebilecek ve onları planlı modlardan kurtarmak, ana ünitelerin verimliliğini ve hizmet ömrünü artıracak.

Yere konuşlu enerji santrallerine uzay güneş istasyonları eklenebilir. Gezegendeki sabit noktaların üzerinde gezinirken, odaklanmış enerji akışlarını yer tabanlı dönüştürücülere endüstriyel akımlara göndermek için güneş ışınlarını kısa dalga elektromanyetik radyasyona dönüştürmek zorunda kalacaklar. Yer uzayı elektrik sistemlerinin tüm elektrik ekipmanı süper iletken olmalıdır, aksi takdirde sonlu elektrik iletkenliğine sahip iletkenlerdeki kayıplar açıkça kabul edilemeyecek kadar büyük olacaktır.

Çözüm

Bir kişinin dünya görüşü ve refahı büyük ölçüde bilimin ilerlemesine bağlıdır.

Şaşırtıcı keşiflerimizi, bir ucu siyaha, diğer ucu kırmızıya boyanmış, titreyen küçük bir oka borçluyuz. Bilinmeyen dünyalar, egzotik hayvanlar, mis kokulu adalar, buzlu kıtalar ve medeniyetten habersiz halklar, küçük pusula iğnesiyle yollarını kontrol eden şaşkın "firkateyn sürücülerinin" gözleri önünde belirdi...

Büyük bir alet cephaneliğinde modern bilim Mıknatısın çok özel bir yeri vardır. Onsuz hiçbir araştırma, hiçbir bilim, hiçbir sanayi, hiçbir uygar yaşam mümkün değildir. Eğer Dünya'nın manyetik alanı olmasaydı, Mars gibi kozmik radyasyonla yanıp kül olmuş bir gezegen olacağını da hatırlarsak, o zaman mıknatıslara karşı şükran gibi bir şeyler hissedebiliriz.

Ancak minnettarlığın yanı sıra mıknatıs da saygıya layıktır; sonuçta, tarihsel ölçekte düşünürsek, mıknatısın çekiciliğinin doğası hakkında hala çok az şey söyleyebileceğimizi kabul etmeliyiz.

Manyetik çekim konusu, erkek çocukların ve bilim adamlarının zihinlerini yüzlerce yıl boyunca heyecanlandıracak. Bilgimizi abartmayalım. Bunu yapanlar çoğu zaman başı belaya giriyor. 1755'te Londra'daki haftalık bir dergide elektrik hakkında yazılanları hatırlayalım: “Elektrik, insanoğlunun iyi incelediği bir kuvvettir. Hastalıkların tedavisinde başarıyla kullanılıyor, bu gücü bitkilerin gelişimini hızlandırabiliyor.”

Bu sözler Faraday, Ampere ve Maxwell'den önce, artık rahatlıkla söyleyebileceğimiz gibi, insanların elektrik hakkında neredeyse hiçbir şey bilmediği bir dönemde yazılmıştı. Ve şimdi, 20. yüzyılın ikinci yarısında herhangi bir bilim insanının şunu söyleme cesaretini bulması pek mümkün değil: "Elektrik, insanoğlunun iyi incelediği bir güçtür."

Elektrik ve manyetizma hakkında çok şey biliyoruz ve her geçen gün daha fazlasını öğreniyoruz. Ancak bir sorunun arkasında, daha az karmaşık ve ilginç olmayan başka sorunlar da ortaya çıkıyor. Hayat her zaman gizemlerle dolu olacaktır. Ve en karmaşık olanlarla birlikte - yaşamın bilmecesi ve Evrenin bilmecesi - mıknatısın bilmecesi her zaman meraklı bir zihin için yiyecek sağlayacaktır.

Albert Einstein, dört yaşındaki bir çocuğa yeni bir oyuncak olan pusulanın verildiği günü hayatının geri kalanı boyunca hatırladı. Hayatı boyunca, mıknatısın harika özelliklerine, yani binlerce yıl önce atalarımızı heyecanlandıran çocukluk harikasına sahip oldu.

Bir gün “Mıknatısın bilmecesini anladım!” deme lütfunu üstlenecek birinin çıkması pek olası değildir. Ancak sırrın şaşırtıcı derecede küçük bir kısmını öğrenen bilim insanları, doğanın yarattığı en güçlü mıknatıslara rakip olabilecek cihazlar yaratmayı başardılar.

Kaynakça

1. Büyük Sovyet Ansiklopedisi. "Sovyet Ansiklopedisi" yayınevi, M., 1974.

2. Diaghilev, F.M. Fiziğin tarihinden ve yaratıcılarının yaşamlarından: öğreticiüniversiteler için / F.M. Diaghilev. - M.: Eğitim, 1986. – 280 sn.

3. Kabardey, O.F. Fizik: Referans. Materyaller: Ders Kitabı. Öğrenciler için bir el kitabı. / İLE İLGİLİ. Kabardey. - 3. baskı. - M.: Eğitim, 1991. – 367 s.: hasta.

4. Kartsev, V.P. Üç bin yıllık mıknatıs / V.P. Kartsev. - M.: Bilgi, 1986. – 230 sn.

5. Los, V.A. Bilim tarihi ve felsefesi. Kursun temelleri: ders kitabı / V.A. Elk. - M .: Yayınevi - ticaret şirketi "Dashkov ve K 0", 2004. - 404 s.

6. Milkovskaya, L.B. Fiziği tekrarlayalım: üniversiteler için bir ders kitabı / L.B. Milkovskaya. – M.: Yüksekokul, 1991– 307 s.: hasta.

7. Simonenko, O.D. 20. yüzyılın ilk yarısında elektrik mühendisliği bilimi. / Ö.D. Simonenko. - M.: Bilgi, 1988. – 325'ler.

8. Modern radyo elektroniği (50-80'ler) / V.P. Borisov [ve diğerleri]; tarafından düzenlendi Başkan Yardımcısı Borisova, V.M. Rodionova. - M .: Omega-L, 1993. – 340 s.

9.Kholodov, Yu.A. Manyetik Ağdaki Adam: / Yu.A. Kholodov. – M.: Bilgi, 1972 – 173 s.

10. Elektromanyetik dinamometreler // Bilim ve teknoloji. - 2008. - Sayı 5. - s.25-27

İki ana mıknatıs türü vardır: kalıcı ve elektromıknatıslar. Ana özelliklerine göre kalıcı bir mıknatısın ne olduğunu belirleyebilirsiniz. Kalıcı mıknatıs, mıknatıslığının her zaman “açık” olması nedeniyle adını alır. Demir çekirdeğin etrafına sarılmış telden yapılmış ve manyetik alan oluşturmak için akımın akmasını gerektiren elektromıknatısın aksine, kendi manyetik alanını üretir.

Manyetik özelliklerin incelenmesinin tarihçesi

Yüzyıllar önce insanlar bazı kaya türlerinin özgün bir özelliğe sahip olduğunu keşfettiler: Demir nesneler tarafından çekiliyorlardı. Manyetitten söz etmek eski tarihi kayıtlarda bulunur: iki bin yıldan fazla bir süre önce Avrupa'da ve çok daha erken bir zamanda Doğu Asya'da. İlk başta meraklı bir nesne olarak görülüyordu.

Daha sonra manyetit navigasyon için kullanıldı ve dönme özgürlüğü verildiğinde belirli bir konumu işgal etme eğiliminde olduğu görüldü. Bilimsel araştırma 13. yüzyılda P. Peregrine tarafından gerçekleştirilen çalışma, çeliğin manyetit ile ovularak bu özellikleri kazanabildiğini göstermiştir.

Mıknatıslanmış nesnelerin iki kutbu vardı: Dünyanın manyetik alanına göre “kuzey” ve “güney”. Peregrine'in keşfettiği gibi, bir manyetit parçasını ikiye bölerek kutuplardan birini izole etmek mümkün değildi; her bir parça kendi kutup çiftiyle sonuçlanıyordu.

Günümüz kavramlarına uygun olarak kalıcı mıknatısların manyetik alanı, elektronların tek bir yönde yönlendirilmesinden kaynaklanmaktadır. Yalnızca bazı malzeme türleri manyetik alanlarla etkileşime girer; çok daha az sayıda malzeme sabit bir manyetik alanı koruyabilir.

Kalıcı mıknatısların özellikleri

Kalıcı mıknatısların temel özellikleri ve oluşturdukları alan şunlardır:

iki kutbun varlığı;
zıt kutuplar çeker ve benzer kutuplar iter (pozitif ve negatif yükler gibi);
manyetik kuvvet uzayda fark edilmeden yayılır ve nesnelerin (kağıt, ahşap) içinden geçer;
Kutuplara yakın yerlerde MF şiddetinde bir artış gözlenmektedir.

Kalıcı mıknatıslar MP'yi dışarıdan yardım almadan destekler. Manyetik özelliklerine bağlı olarak malzemeler ana tiplere ayrılır:

ferromıknatıslar – kolayca mıknatıslanır;
paramanyetik malzemeler – büyük zorluklarla mıknatıslanır;
Diamıknatıslar - ters yönde mıknatıslanarak dış manyetik alanları yansıtma eğilimindedir.

Önemli!Çelik gibi yumuşak manyetik malzemeler, bir mıknatısa bağlandıklarında manyetizmayı iletirler, ancak mıknatıs kaldırıldığında bu durum durur. Kalıcı mıknatıslar sert manyetik malzemelerden yapılır.

Kalıcı mıknatıs nasıl çalışır?

Çalışmaları atomun yapısıyla ilgilidir. Tüm ferromıknatıslar, atomların çekirdeklerini çevreleyen elektronlar sayesinde, zayıf da olsa doğal bir manyetik alan oluşturur. Bu atom grupları kendilerini aynı yönde yönlendirebilirler ve manyetik alanlar olarak adlandırılırlar. Her alanın iki kutbu vardır: kuzey ve güney. Ferromanyetik bir malzeme mıknatıslanmadığında bölgeleri rastgele yönlerde yönlendirilir ve manyetik alanları birbirini iptal eder.

Kalıcı mıknatıslar oluşturmak için ferromıknatıslar çok yüksek sıcaklıklarda ısıtılır ve güçlü dış manyetik alanlara maruz bırakılır. Bu, malzemenin içindeki bireysel manyetik alanların, tüm alanlar hizalanıp manyetik doygunluk noktasına ulaşana kadar kendilerini dış manyetik alan yönünde yönlendirmeye başlamasına neden olur. Daha sonra malzeme soğutulur ve hizalanan alanlar yerine kilitlenir. Harici MF çıkarıldığında, sert manyetik malzemeler etki alanlarının çoğunu koruyacak ve kalıcı bir mıknatıs oluşturacaktır.

Kalıcı mıknatısın özellikleri

Manyetik kuvvet, artık manyetik indüksiyonla karakterize edilir. Belirlenmiş Br. Bu, harici MP'nin ortadan kaybolmasından sonra kalan güçtür. Testler (T) veya Gauss (G) ile ölçülür;
Demanyetizasyona karşı zorlama veya direnç - Ns. A/m cinsinden ölçülmüştür. Malzemenin manyetikliğini gidermek için harici MF yoğunluğunun ne olması gerektiğini gösterir;
Maksimum enerji – BHmax. Kalıcı manyetik kuvvet Br ile zorlayıcılık Hc çarpılarak hesaplanır. MGSE (megaussersted) cinsinden ölçülmüştür;
Artık manyetik kuvvetin sıcaklık katsayısı – Br'nin Тс'si. Br'nin sıcaklık değerine bağımlılığını karakterize eder;
Tmaks – en yüksek değer kalıcı mıknatısların ters toparlanma olasılığı ile özelliklerini kaybettiği sıcaklık;
Tcur, manyetik malzemenin özelliklerini geri dönülemez biçimde kaybettiği en yüksek sıcaklık değeridir. Bu göstergeye Curie sıcaklığı denir.

Bireysel mıknatıs özellikleri sıcaklığa bağlı olarak değişir. Şu tarihte: Farklı anlamlar Sıcaklıklar, farklı manyetik malzeme türleri farklı şekilde çalışır.

Önemli! Tüm kalıcı mıknatıslar, sıcaklık arttıkça manyetizmalarının bir yüzdesini kaybederler, ancak bu, türlerine bağlı olarak farklı oranlarda olur.

Kalıcı mıknatıs türleri

Her biri farklı özelliklere sahip malzemeler kullanılarak farklı şekilde üretilen beş tür kalıcı mıknatıs vardır:

alniko;
ferritler;
kobalt ve samaryum bazlı nadir toprak SmCo;
neodimyum;
polimer.

Alniko

Bunlar esas olarak alüminyum, nikel ve kobalt kombinasyonundan oluşan kalıcı mıknatıslardır ancak bakır, demir ve titanyum da içerebilirler. Alniko mıknatısların özellikleri nedeniyle, manyetizmalarını korurken en yüksek sıcaklıklarda çalışabilirler, ancak ferrit veya nadir toprak SmCo'ya göre daha kolay demanyetize olurlar. Bunlar, mıknatıslanmış metallerin ve pahalı elektromıknatısların yerini alan ilk seri üretilen kalıcı mıknatıslardı.

Başvuru:

elektrik motorları;
ısı tedavisi;
rulmanlar;
havacılık araçları;
askeri teçhizat;
yüksek sıcaklıkta yükleme ve boşaltma ekipmanı;
mikrofonlar.

Ferritler

Seramik olarak da bilinen ferrit mıknatısların yapımında 10/90 oranında stronsiyum karbonat ve demir oksit kullanılır. Her iki malzeme de bol miktarda bulunur ve ekonomiktir.

Düşük üretim maliyetleri, ısıya (250°C'ye kadar) ve korozyona dayanıklılıkları nedeniyle ferrit mıknatıslar günlük kullanımda en popüler mıknatıslardan biridir. Alnikodan daha fazla iç zorlayıcılığa sahiptirler, ancak neodimyum muadillerinden daha az manyetik güce sahiptirler.

Başvuru:

ses hoparlörleri;
güvenlik sistemi;
proses hatlarındaki demir kirliliğini gidermek için büyük plaka mıknatısları;
elektrik motorları ve jeneratörler;
Medikal enstrümanlar;
mıknatısları kaldırmak;
deniz arama mıknatısları;
girdap akımlarının çalışmasına dayalı cihazlar;
anahtarlar ve röleler;
frenler

Nadir Toprak SmCo Mıknatıslar

Kobalt ve samaryum mıknatıslar geniş bir sıcaklık aralığında çalışır, yüksek sıcaklık katsayılarına ve yüksek korozyon direncine sahiptir. Bu tip, mutlak sıfırın altındaki sıcaklıklarda bile manyetik özelliklerini korur ve bu da onları kriyojenik uygulamalarda popüler kılar.

Başvuru:

turbo teknolojisi;
pompa kaplinleri;
ıslak ortamlar;
yüksek sıcaklık cihazları;
minyatür elektrikli yarış arabaları;
Kritik koşullarda çalışmaya yönelik radyo-elektronik cihazlar.

Neodim mıknatıslar

Neodim, demir ve bor alaşımından oluşan mevcut en güçlü mıknatıslar. Muazzam güçleri sayesinde minyatür mıknatıslar bile etkilidir. Bu kullanım çok yönlülüğü sağlar. Her kişi sürekli olarak neodim mıknatıslardan birinin yakınındadır. Örneğin bir akıllı telefondalar. Elektrik motorlarının, tıbbi ekipmanların ve radyo elektroniklerinin imalatında ultra güçlü neodimyum mıknatıslar kullanılmaktadır. Ultra mukavemetleri, muazzam manyetik kuvvetleri ve manyetikliğin giderilmesine karşı dirençleri nedeniyle 1 mm'ye kadar numuneler mümkündür.

Başvuru:

sabit diskler;
ses üreten cihazlar – mikrofonlar, akustik sensörler, kulaklıklar, hoparlörler;
protezler;
manyetik olarak bağlanmış pompalar;
kapı kapatıcılar;
motorlar ve jeneratörler;
mücevher kilitleri;
MRI tarayıcıları;
manyetik terapi;
Arabalardaki ABS sensörleri;
kaldırma ekipmanları;
manyetik ayırıcılar;
kamış anahtarları vb.

Esnek mıknatıslar, bir polimer bağlayıcının içinde manyetik parçacıklar içerir. Katı analogların kurulumunun imkansız olduğu benzersiz cihazlar için kullanılır.

Başvuru:

görüntülü reklamcılık – sergilerde ve etkinliklerde hızlı sabitleme ve hızlı kaldırma;
araç tabelaları, eğitim okulu panoları, şirket logoları;
oyuncaklar, bulmacalar ve oyunlar;
boyama için yüzeylerin maskelenmesi;
takvimler ve manyetik yer imleri;
pencere ve kapı contaları.

Kalıcı mıknatısların çoğu kırılgandır ve yapısal bileşenler olarak kullanılmamalıdır. Standart formlarda üretilirler: halkalar, çubuklar, diskler ve bireysel: yamuklar, yaylar vb. Neodimyum mıknatıslar, yüksek demir içeriğinden dolayı korozyona karşı hassastır, bu nedenle nikel, paslanmaz çelik, Teflon, titanyum ile kaplanmıştır. , kauçuk ve diğer malzemeler.

Video

Çalışmanın en başında birkaç tanım ve açıklamaya yer vermek faydalı olacaktır.

Eğer bir yerde, hareketsiz veya yüksüz cisimlere etki etmeyen bir yük ile hareket eden cisimlere bir kuvvet etki ediyorsa, o zaman burada bir kuvvet vardır derler. manyetik alan daha genel formlardan birielektromanyetik alan.

Kendi etrafında manyetik alan oluşturabilen cisimler vardır (ve böyle bir cisim aynı zamanda manyetik alanın kuvvetinden de etkilenir); bunların mıknatıslandığı ve vücudun manyetik alan yaratma yeteneğini belirleyen manyetik bir momente sahip oldukları söylenir. . Bu tür cisimlere denir mıknatıslar.

Farklı malzemelerin harici manyetik alana farklı tepki verdiğine dikkat edilmelidir.

Kendi içlerinde dış alanın etkisini zayıflatan malzemeler var paramanyetik malzemeler ve kendi içlerindeki dış alanı geliştirmek Diamıknatıslar.

Kendi içlerindeki dış alanı güçlendirme konusunda büyük bir yeteneğe (binlerce kez) sahip malzemeler vardır - demir, kobalt, nikel, gadolinyum, alaşımlar ve bu metallerin bileşikleri, bunlara denirferromıknatıslar.

Ferromıknatıslar arasında, yeterince güçlü bir dış manyetik alana maruz kaldıktan sonra kendileri de mıknatıs haline gelen malzemeler vardır.sert manyetik malzemeler.

Harici bir manyetik alanı yoğunlaştıran ve aktifken mıknatıs gibi davranan malzemeler vardır; ancak dış alan ortadan kalkarsa mıknatıs haline gelmezleryumuşak manyetik malzemeler

GİRİİŞ

Mıknatısa alışkınız ve ona biraz küçümseyici bir şekilde okul fizik derslerinin modası geçmiş bir özelliği olarak davranıyoruz, bazen etrafımızda ne kadar mıknatıs olduğundan şüphelenmiyoruz bile. Dairelerimizde düzinelerce mıknatıs var: Elektrikli tıraş makinelerinde, hoparlörlerde, kayıt cihazlarında, saatlerde, çivi kavanozlarında. Biz kendimiz de mıknatısız: İçimizde akan biyoakımlar, etrafımızda tuhaf manyetik kuvvet çizgileri desenine yol açar. Üzerinde yaşadığımız dünya dev bir mavi mıknatıstır. Güneş sarı bir plazma topu, daha da görkemli bir mıknatıs. Teleskoplarla zar zor görülebilen galaksiler ve bulutsular, anlaşılmaz büyüklükte mıknatıslardır. Termonükleer füzyon, manyetodinamik elektrik üretimi, senkrotronlarda yüklü parçacıkların hızlandırılması, batık gemilerin kaldırılması - tüm bunlar benzeri görülmemiş büyüklükte muazzam mıknatısların gerekli olduğu alanlardır. Güçlü, süper güçlü, ultra güçlü ve hatta daha güçlü manyetik alanlar yaratma sorunu, modern fizik ve teknolojinin temel sorunlarından biri haline geldi.

Mıknatıs çok eski zamanlardan beri insanoğlu tarafından bilinmektedir. Bahsetmeler aldık

eserlerdeki mıknatıslar ve özellikleri hakkındaMilet Thales'i (yaklaşık MÖ 600) ve Platon (MÖ 427347). "Mıknatıs" kelimesinin kendisi, doğal mıknatısların Magnesia'da (Teselya) Yunanlılar tarafından keşfedilmesinden kaynaklanmaktadır.

Doğal (veya doğal) mıknatıslar doğada manyetik cevher birikintileri şeklinde oluşur. Bilinen en büyük doğal mıknatıs Tartu Üniversitesi'nde bulunmaktadır. Kütlesi 13 kg olup, 40 kg yük kaldırma kapasitesine sahiptir.

Yapay mıknatıslar, insan tarafından çeşitli temellere dayanarak oluşturulan mıknatıslardır.ferromıknatıslar. "Toz" mıknatıslar olarak adlandırılan (demir, kobalt ve diğer bazı katkı maddelerinden yapılmış) kendi ağırlıklarının 5.000 katından daha fazla yük tutabilirler.

İLE iki yapay mıknatıs var farklı şekiller:

Bazı sözdekalıcı mıknatıslar, den imal edilmiş "manyetik olarak sert» malzemeler. Manyetik özellikleri harici kaynakların veya akımların kullanımıyla ilgili değildir.

Başka bir tür, çekirdekli elektromıknatısları içerir. itibaren " yumuşak manyetik» bezi. Yarattıkları manyetik alanlar esas olarak çekirdeği çevreleyen sargı telinin geçmesinden kaynaklanmaktadır. elektrik.

1600 yılında kraliyet doktoru W. Gilbert'in “Mıknatıs, Manyetik Cisimler ve Büyük Mıknatıs - Dünya Üzerine” kitabı Londra'da yayınlandı. Bu çalışma, manyetik olayları bilimsel bir perspektiften incelemek için bildiğimiz ilk girişimdi. Bu çalışma, elektrik ve manyetizma hakkında o zamanlar mevcut olan bilgilerin yanı sıra yazarın kendi deneylerinin sonuçlarını da içermektedir.

Bir kişinin karşılaştığı her şeyden önce pratik fayda elde etmeye çalışır. Mıknatıs da bu kaderden kaçamadı.

Çalışmamda mıknatısların insanlar tarafından savaş için değil barışçıl amaçlarla nasıl kullanıldığının izini sürmeye çalışacağım; mıknatısların biyoloji, tıp ve günlük yaşamda kullanımı da dahil.

MIKNATISLARIN KULLANILMASI.

PUSULA, Yerdeki yatay yönleri belirleyen bir cihaz. Bir geminin, uçağın veya kara aracının hareket ettiği yönü belirlemek için kullanılır; Yayanın yürüdüğü yön; bir nesneye veya yer işaretine giden yol tarifleri. Pusulalar iki ana sınıfa ayrılır: topograflar ve turistler tarafından kullanılan işaretçi tipindeki manyetik pusulalar ve jiroskop pusulası ve radyo pusulası gibi manyetik olmayan pusulalar.

11. yüzyıla gelindiğinde. Çinli Shen Kua ve Chu Yu'nun doğal mıknatıslardan pusula yapımı ve bunların navigasyonda kullanılması hakkındaki mesajına atıfta bulunmaktadır. Eğer

Doğal mıknatıstan yapılmış uzun bir iğne, yatay düzlemde serbestçe dönmesine izin veren bir eksen üzerinde dengelenirse, her zaman bir ucu kuzeye, diğer ucu güneye bakar. Kuzeyi gösteren ucu işaretleyerek böyle bir pusulayı yönleri belirlemek için kullanabilirsiniz.

Manyetik etkiler böyle bir iğnenin uçlarında yoğunlaşmıştı ve bu nedenle bunlara kutuplar (sırasıyla kuzey ve güney) adı verildi.

1820'de G. Oersted (17771851), akım taşıyan bir iletkenin manyetik bir iğneye etki ederek onu döndürdüğünü keşfetti. Sadece bir hafta sonra Ampere, aynı yönde akıma sahip iki paralel iletkenin birbirine çekildiğini gösterdi. Daha sonra tüm manyetik olayların akımlardan kaynaklandığını ve kalıcı mıknatısların manyetik özelliklerinin, bu mıknatısların içinde sürekli dolaşan akımlarla ilişkili olduğunu öne sürdü. Bu varsayım modern fikirlerle tamamen tutarlıdır.

Elektrikli makine jeneratörleri ve elektrik motorları -Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine (jeneratörler) veya elektrik enerjisini mekanik enerjiye (motorlar) dönüştüren döner makineler. Jeneratörlerin çalışması elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanmaktadır: manyetik alanda hareket eden bir telde bir elektromotor kuvvet (EMF) indüklenir. Elektrik motorlarının çalışması, enine manyetik alana yerleştirilen akım taşıyan tele bir kuvvetin etki etmesi gerçeğine dayanmaktadır.

Manyetoelektrik cihazlar.Bu tür cihazlar, hareketli parçanın sargısının dönüşlerinde manyetik alanın akım ile etkileşim kuvvetini kullanır ve ikincisini döndürme eğilimindedir.

İndüksiyon elektrik sayaçları. Bir endüksiyon ölçer, iki sargılı düşük güçlü bir AC elektrik motorundan başka bir şey değildir: bir akım sargısı ve bir gerilim sargısı. Sargılar arasına yerleştirilen iletken disk, tüketilen güçle orantılı bir torkun etkisi altında döner. Bu tork, sabit bir mıknatıs tarafından diskte indüklenen akımlarla dengelenir, böylece diskin dönüş hızı güç tüketimiyle orantılı olur.

Elektrikli kol saatiminyatür bir pille çalışır. Çalıştırmak için mekanik saatlerden çok daha az parçaya ihtiyaç duyarlar; Böylece, tipik bir elektrikli taşınabilir saatin devresi iki mıknatıs, iki indüktör ve bir transistör içerir.

Kilit - bir şeyin izinsiz kullanım olasılığını sınırlayan mekanik, elektrikli veya elektronik bir cihaz. Kilit, belirli bir kişinin elindeki bir cihaz (anahtar), o kişinin girdiği bilgiler (sayısal veya alfabetik kod) veya o kişinin bazı bireysel özellikleri (örneğin retina deseni) ile etkinleştirilebilir. Bir kilit genellikle iki düzeneği veya iki parçayı geçici olarak tek bir cihazda birbirine bağlar. Çoğu zaman kilitler mekaniktir, ancak elektromanyetik kilitler giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Manyetik kilitler. Bazı silindir kilit modellerinde manyetik elemanlar kullanılır. Kilit ve anahtar, kalıcı mıknatıslardan oluşan eşleşen kod setleriyle donatılmıştır. Anahtar deliğine yerleştirildiğinde doğru anahtar, kilidin iç manyetik elemanlarını çeker ve istenen konuma ayarlar, bu da kilidi açmanıza olanak tanır.

Dinamometre - bir makinenin, takım tezgahının veya motorun çekiş kuvvetini veya torkunu ölçmek için kullanılan mekanik veya elektrikli bir cihaz.

Fren dinamometreleriçok çeşitli tasarımlarla gelir; Bunlar arasında örneğin Prony freni, hidrolik ve elektromanyetik frenler bulunur.

Elektromanyetik dinamometreküçük boyutlu motorların özelliklerini ölçmeye uygun minyatür bir cihaz şeklinde yapılabilir.

Galvanometre zayıf akımları ölçmek için hassas bir cihaz. Bir galvanometre, at nalı şeklindeki kalıcı bir mıknatısın, mıknatısın kutupları arasındaki boşlukta asılı duran küçük bir akım taşıyan bobin (zayıf bir elektromıknatıs) ile etkileşimi sonucu üretilen torku kullanır. Tork ve dolayısıyla bobinin sapması, akımla ve hava boşluğundaki toplam manyetik indüksiyonla orantılıdır, böylece cihazın ölçeği, bobinin küçük sapmaları için neredeyse doğrusaldır. Buna dayalı cihazlar en yaygın cihaz türüdür.

Üretilen cihaz yelpazesi geniş ve çeşitlidir: doğru ve alternatif akım için santral cihazları (manyetoelektrik, doğrultucu ve elektromanyetik sistemlerle manyetoelektrik), kombine cihazlar, araçların elektrikli ekipmanlarının teşhisi ve ayarlanması için amper-voltmetreler, düz yüzeylerin sıcaklığının ölçülmesi , okul sınıflarını, test cihazlarını ve çeşitli elektriksel parametrelerin ölçüm cihazlarını donatmaya yönelik aletler

Aşındırıcı üretimi - Serbest veya serbest olarak kullanılan küçük, sert, keskin parçacıklar bağlı formçeşitli malzemelerin ve bunlardan yapılan ürünlerin (büyük çelik levhalardan kontrplak levhalara, optik camlara ve bilgisayar çiplerine kadar) mekanik işlenmesi (şekillendirme, kaba işleme, taşlama, cilalama dahil). Aşındırıcılar doğal veya yapay olabilir. Aşındırıcıların etkisi, malzemenin bir kısmının işlenen yüzeyden çıkarılmasına indirgenir.Yapay aşındırıcıların üretimi sırasında, karışımda bulunan ferrosilikon fırının tabanına çöker, ancak küçük miktarlar aşındırıcının içine gömülür ve daha sonra bir mıknatıs tarafından uzaklaştırılır.

Maddenin manyetik özellikleri bilim ve teknolojide çeşitli cisimlerin yapısını incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. İşte böyle ortaya çıktılar Bilimler:

Magnetokh ve Miya (manyetokimya) - maddelerin manyetik ve kimyasal özellikleri arasındaki ilişkiyi inceleyen bir fiziksel kimya dalı; Ek olarak manyetokimya, manyetik alanların kimyasal süreçler üzerindeki etkisini inceler. Manyetokimya, manyetik olayların modern fiziğine dayanmaktadır. Manyetik ve kimyasal özellikler arasındaki ilişkinin incelenmesi, bir maddenin kimyasal yapısının özelliklerini açıklığa kavuşturmayı mümkün kılar.

Manyetik kusur tespitiFerromanyetik malzemelerden yapılmış ürünlerdeki kusurlarda meydana gelen manyetik alan bozulmalarının incelenmesine dayanan kusurları arama yöntemi.

. Mikrodalga teknolojisi

Ultra yüksek frekans aralığı (UHF) - elektromanyetik radyasyonun frekans aralığı (100¸ 300.000 milyon hertz), ultra yüksek televizyon frekansları ile uzak kızılötesi frekanslar arasındaki spektrumda yer alır

Bağlantı. Mikrodalga radyo dalgaları iletişim teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeşitli askeri telsiz sistemlerinin yanı sıra dünyanın her ülkesinde çok sayıda ticari mikrodalga iletişim hattı bulunmaktadır. Bu tür radyo dalgaları dünya yüzeyinin eğimini takip etmediğinden ve düz bir çizgide ilerlediği için, bu iletişim bağlantıları tipik olarak yaklaşık 50 km aralıklarla tepelerin tepelerine veya radyo kulelerine kurulan aktarma istasyonlarından oluşur.

Mikrodalga teknolojisi alanındaki hızlı ilerleme, büyük ölçüde, büyük miktarda mikrodalga enerjisi üretebilen magnetron ve klistron gibi özel elektrovakum cihazlarının icadıyla ilişkilidir. Düşük frekanslarda kullanılan geleneksel bir vakum triyoduna dayanan bir jeneratörün, mikrodalga aralığında çok etkisiz olduğu ortaya çıktı.

Magnetron. İkinci Dünya Savaşı'ndan önce Büyük Britanya'da icat edilen magnetronda, bu dezavantajlar yoktur, çünkü hacimsel rezonatör prensibi olan mikrodalga radyasyonunun üretilmesine tamamen farklı bir yaklaşıma dayanmaktadır.

Magnetron, merkezde bulunan katodun etrafında simetrik olarak yerleştirilmiş birkaç hacimsel rezonatöre sahiptir. Cihaz güçlü bir mıknatısın kutupları arasına yerleştirilmiştir.

Gezici dalga lambası (TWT).Mikrodalga aralığında elektromanyetik dalgalar üretmek ve yükseltmek için kullanılan başka bir elektrovakum cihazı, yürüyen dalga lambasıdır. Odaklayıcı bir manyetik bobine yerleştirilmiş, içi boşaltılmış ince bir tüpten oluşur.

Parçacık hızlandırıcı, elektrik ve manyetik alanların yardımıyla, termal enerjiyi önemli ölçüde aşan enerjiye sahip yönlendirilmiş elektron, proton, iyon ve diğer yüklü parçacık ışınlarının elde edildiği bir kurulum.

Modern hızlandırıcılar çok sayıda ve çeşitli teknoloji türlerini kullanır. güçlü hassas mıknatıslar.

Tıbbi tedavi ve teşhistehızlandırıcılar önemli bir pratik rol oynamaktadır. Artık dünyanın dört bir yanındaki birçok hastane, tümörleri tedavi etmek için kullanılan yoğun X-ışınları üreten küçük elektron doğrusal hızlandırıcıların emrindedir. Daha az ölçüde, proton ışınları üreten siklotronlar veya sinkrotronlar kullanılır. Tümör tedavisinde protonların X-ışını radyasyonuna göre avantajı, daha lokalize bir enerji salınımıdır. Bu nedenle, proton tedavisi özellikle çevredeki sağlıklı dokulara verilecek zararın mümkün olduğu kadar az olması gereken beyin ve göz tümörlerinin tedavisinde etkilidir.

Çeşitli bilimlerin temsilcileri araştırmalarında manyetik alanları dikkate alıyor. Bir fizikçi atomların ve temel parçacıkların manyetik alanlarını ölçer, bir gökbilimci yeni yıldızların oluşumu sürecinde kozmik alanların rolünü inceler, bir jeolog manyetik cevher birikintilerini bulmak için Dünya'nın manyetik alanındaki anormallikleri kullanır ve son zamanlarda biyoloji, aynı zamanda mıknatısların incelenmesi ve kullanılmasıyla da aktif olarak ilgilenmektedir.

Biyolojik bilimilk yarı XX yüzyıllar, herhangi bir manyetik alanın varlığını hesaba katmadan hayati işlevleri güvenle tanımladı. Üstelik bazı biyologlar, güçlü bir yapay manyetik alanın bile biyolojik nesneler üzerinde hiçbir etkisinin olmadığını vurgulamayı gerekli gördüler.

Simyacılar XVI'dan yüzyıldan günümüze kadar mıknatısın biyolojik etkisi birçok kez hayran ve eleştirmen bulmuştur. Birkaç yüzyıl boyunca mıknatısların iyileştirici etkilerine olan ilgide tekrar tekrar dalgalanmalar ve düşüşler yaşandı. Onun yardımıyla sinir hastalıklarını, diş ağrısını, uykusuzluğu, karaciğer ve mide ağrısını - yüzlerce hastalığı - tedavi etmeye çalıştılar (ve başarılı olamadılar).

Tıbbi amaçlar için, mıknatıslar muhtemelen ana yönleri belirlemekten daha önce kullanılmaya başlandı.

Mıknatıs, yerel bir dış çare ve muska olarak Çinliler, Hintliler, Mısırlılar ve Araplar arasında büyük başarı elde etti. Yunanlılar, Romalılar vb. Filozof Aristoteles ve tarihçi Pliny eserlerinde şifalı özelliklerinden bahsetmektedir.

İkinci yarıda XX yüzyılda manyetik bilezikler yaygınlaştı ve tansiyon bozuklukları (hipertansiyon ve hipotansiyon) olan hastalar üzerinde faydalı bir etkiye sahip oldu.

Kalıcı mıknatısların yanı sıra elektromıknatıslar da kullanılmaktadır. Ayrıca bilimde, teknolojide, elektronikte, tıpta (sinir hastalıkları, ekstremite damar hastalıkları, kalp-damar hastalıkları, kanser) çok çeşitli problemlerde kullanılırlar.

Bilim adamları, hepsinden önemlisi, manyetik alanların vücudun direncini artırdığını düşünme eğilimindedir.

Metal parçacıkları gözden uzaklaştırmak için manyetik bir yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır.

Birçoğumuz kalp fonksiyonunun elektriksel sensörler (elektrokardiyogram) kullanılarak incelenmesine aşinayız. Kalbin ürettiği elektriksel uyarılar, kalpte manyetik bir alan yaratır. maksimum değerler 10-6 Dünyanın manyetik alanının gücü. Manyetokardiyografinin değeri, kalbin elektriksel olarak "sessiz" bölgeleri hakkında bilgi edinmenize olanak sağlamasıdır.

Manyetobiyolojik problemleri birleştiren önemli bir bağlantı, sinir sisteminin manyetik alanlara tepkisidir. Dış ortamdaki herhangi bir değişikliğe ilk tepki veren beyindir. Manyetobiyolojideki birçok problemi çözmenin anahtarı olacak olan reaksiyonların incelenmesidir.

Yukarıdakilerden çıkarılabilecek en basit sonuç, mıknatısların kullanılmadığı uygulamalı insan faaliyeti alanının bulunmadığıdır.

Referanslar:

TSB, ikinci baskı, Moskova, 1957.
Kholodov Yu.A. “Manyetik Ağdaki Adam”, “Znanie”, Moskova, 1972.
İnternet ansiklopedisinden materyaller
Putilov K.A. “Fizik Kursu”, “Fizmatgiz”, Moskova, 1964.

En şaşırtıcı doğa olaylarından biri, bazı malzemelerde manyetizmanın tezahürüdür. Kalıcı mıknatıslar eski çağlardan beri bilinmektedir. Elektrik alanındaki büyük keşiflerden önce, kalıcı mıknatıslar farklı ulusların doktorları tarafından tıpta aktif olarak kullanılıyordu. İnsanlar onları dünyanın bağırsaklarından manyetik demir cevheri parçaları şeklinde aldılar. Zamanla insanlar demir alaşımlarından yapılmış ürünleri yanlarına yerleştirerek yapay mıknatıslar oluşturmayı öğrendiler. doğal Kaynaklar manyetik alan.

Manyetizmanın doğası

Bir mıknatısın metal nesneleri kendine çekme özelliklerinin gösterilmesi insanlar arasında şu soruyu gündeme getiriyor: Kalıcı mıknatıslar nelerdir? Metal nesnelerin manyetite doğru çekilmesi gibi bir olgunun doğası nedir?

Manyetizmanın doğasına ilişkin ilk açıklama, büyük bilim adamı Ampere tarafından hipotezinde verilmiştir. Herhangi bir maddede değişen derecelerde kuvvette elektrik akımları akar. Aksi halde bunlara Amper akımları denir. Kendi eksenleri etrafında dönen elektronlar aynı zamanda atom çekirdeğinin etrafında da dönerler. Bu sayede birbirleriyle etkileşime girerek maddenin genel alanını oluşturan temel manyetik alanlar ortaya çıkar.

Potansiyel manyetitlerde, dış etkinin yokluğunda atomik kafes elemanlarının alanları rastgele yönlendirilir. Harici bir manyetik alan, malzeme yapısının mikro alanlarını kesin olarak tanımlanmış bir yönde "düzenler". Manyetitin zıt uçlarının potansiyelleri birbirini iter. İki şerit PM'nin aynı kutuplarını birbirine yaklaştırırsanız, kişinin elleri harekete karşı direnç hissedecektir. Farklı kutuplar birbirine yönelecektir.

Çelik veya demir alaşımı harici bir manyetik alana yerleştirildiğinde, metalin iç alanları kesinlikle tek yönde yönlendirilir. Sonuç olarak malzeme kalıcı mıknatısın (PM) özelliklerini kazanır.

Manyetik alan nasıl görülür?

Manyetik alanın yapısını görsel olarak algılamak için basit bir deney yapmak yeterlidir. Bunu yapmak için iki mıknatıs ve küçük metal talaşı alın.

Önemli! Günlük yaşamda kalıcı mıknatıslar iki biçimde bulunur: düz şerit ve at nalı şeklinde.

PM şeridini bir kağıtla kapladıktan sonra üzerine demir talaşı dökülür. Parçacıklar anında manyetik alan çizgileri boyunca sıralanıyor, bu da bu fenomen hakkında net bir fikir veriyor.

Mıknatıs türleri

Kalıcı mıknatıslar 2 tipe ayrılır:

doğal;
yapay.

Doğal

Doğada, doğal bir kalıcı mıknatıs, demir cevheri parçası şeklinde bir fosildir. Manyetik kayanın (manyetit) her millette kendi adı vardır. Ancak her isimde “sevgi dolu”, “metali çekmek” gibi bir kavram var. Magnitogorsk adı, şehrin dağlardaki doğal manyetit yataklarının yanındaki konumu anlamına gelir. Onlarca yıldır burada manyetik cevherin aktif madenciliği yapıldı. Bugün Manyetik Dağ'dan geriye hiçbir şey kalmadı. Bu, doğal manyetitin geliştirilmesi ve çıkarılmasıydı.

İnsanlık uygun bilimsel ve teknolojik ilerleme seviyesine ulaşana kadar, doğal kalıcı mıknatıslar çeşitli eğlence ve hilelere hizmet etti.

Yapay

Yapay PM'ler, çeşitli metaller ve alaşımları üzerinde harici bir manyetik alanın indüklenmesiyle elde edilir. Bazı malzemelerin elde edilen alanı uzun süre koruduğu fark edildi - bunlara katı mıknatıslar deniyor. Kalıcı mıknatısların özelliklerini hızla kaybeden malzemelere yumuşak mıknatıslar denir.

Fabrika üretim koşullarında karmaşık metal alaşımları kullanılır. Magnico alaşımının yapısında demir, nikel ve kobalt bulunur. Alniko alaşımı demir yerine alüminyum içerir.

Bu alaşımlardan yapılan ürünler güçlü elektromanyetik alanlarla etkileşime girer. Sonuç olarak oldukça güçlü PM'ler elde edilir.

Kalıcı mıknatısların uygulanması

PM, insan faaliyetinin çeşitli alanlarında küçük bir öneme sahip değildir. Uygulama kapsamına bağlı olarak Proje Yöneticileri farklı özellikler. İÇİNDE Son zamanlarda aktif olarak kullanılan temel manyetik alaşımNdFeBaşağıdaki kimyasal elementlerden oluşur:

“Nd” – niodyum,
"Fe" - demir,
"B" - bor.

Kalıcı mıknatısların kullanıldığı alanlar:

Ekoloji;
Elektrokaplama;
İlaç;
Ulaşım;
Bilgisayar teknolojileri;
Ev aletleri;
Elektrik Mühendisliği.

Ekoloji

Çeşitli atık arıtma sistemleri geliştirilmiş ve işletilmektedir. endüstriyel üretim. Manyetik sistemler amonyak, metanol ve diğer maddelerin üretimi sırasında sıvıları arındırır. Manyetik toplayıcılar, akıştaki tüm demir içeren parçacıkları “seçer”.

Halka şeklindeki PM'ler, gaz egzozlarını ferromanyetik kalıntılardan arındıran gaz kanallarının içine monte edilir.

Ayırıcı manyetik tuzaklar, endüstriyel atıkların işlenmesi için konveyör hatlarındaki metal içeren atıkları aktif olarak seçer.

Elektrokaplama

Elektrokaplama, yüklü metal iyonlarının doğru akım elektrotlarının zıt kutuplarına hareketine dayanmaktadır. PM'ler galvanik havuzda ürün tutucu rolünü oynarlar. Galvanik prosesli endüstriyel tesislerde yalnızca NdFeB alaşımından yapılmış mıknatıslar monte edilir.

İlaç

Son zamanlarda tıbbi ekipman üreticileri, kalıcı mıknatıslara dayalı cihaz ve cihazların geniş çapta reklamını yapıyor. Kalıcı yoğun alan NdFeB alaşımının özellikleri tarafından sağlanır.

Normalleştirme için kalıcı mıknatısların özelliği kullanılır kan dolaşım sistemi, inflamatuar süreçlerin söndürülmesi, kıkırdak dokusunun onarılması vb.

Ulaşım

Üretimdeki taşıma sistemleri PM kurulumlarıyla donatılmıştır. Hammaddelerin konveyör hareketi sırasında mıknatıslar gereksiz metalik kalıntıları diziden uzaklaştırır. Mıknatıslar farklı ürünleri farklı düzlemlere yönlendirmek için kullanılır.

Not! Kalıcı mıknatıslar, insanların varlığının sağlıkları üzerinde zararlı etki yaratabileceği malzemeleri ayırmak için kullanılır.

Otomobil taşımacılığı, PM'lerin ana rolü oynadığı çok sayıda alet, bileşen ve cihazla donatılmıştır. Bunlar elektronik ateşleme, otomatik camlar, rölanti kontrolü, benzin ve dizel pompaları, ön panel göstergeleri ve çok daha fazlasıdır.

Bilgisayar teknolojileri

Bilgisayar teknolojisindeki tüm mobil cihazlar ve cihazlar manyetik unsurlarla donatılmıştır. Liste yazıcıları, sürücü motorlarını, sürücü motorlarını ve diğer cihazları içerir.

Ev aletleri

Bunlar çoğunlukla küçük ev eşyaları için tutuculardır. Manyetik tutuculu, perde ve perde sabitlemeli, set tutuculu raflar mutfak bıçakları ve diğer birçok ev aleti.

Elektrik Mühendisliği

PM'ye dayalı elektrik mühendisliği, radyo cihazları, jeneratörler ve elektrik motorları gibi alanlarla ilgilidir.

Radyo mühendisliği

PM, radyo mühendisliği cihazlarının kompaktlığını artırmak ve cihazın özerkliğini sağlamak için kullanılır.

Jeneratörler

PM jeneratörleri, kontakların hareket ettirilmesi sorununu çözer - fırçalı halkalar. Geleneksel endüstriyel cihazlarda, ekipmanın karmaşık bakımı, parçaların hızlı aşınması ve uyarma devrelerinde önemli miktarda enerji kaybıyla ilgili ciddi sorunlar vardır.

Bu tür jeneratörlerin yaratılmasının önündeki tek engel, PM'nin dönen bir rotor üzerine monte edilmesi sorunudur. Son zamanlarda, rotorun uzunlamasına oluklarına düşük erime noktalı malzeme ile doldurulmuş mıknatıslar yerleştirildi.

Elektrik motorları

Ev aletlerinde ve bazı endüstriyel ekipmanlarda, sabit mıknatıslı senkron elektrik motorları yaygınlaştı - bunlar DC valfli motorlardır.

Yukarıda anlatılan jeneratörlerde olduğu gibi PM, sabit bir sargı ile statorların içinde dönen rotorlara monte edilir. Elektrik motorunun temel avantajı, rotor komütatöründe kısa ömürlü iletken kontakların bulunmamasıdır.

Bu tip motorlar düşük güçlü cihazlardır. Ancak bu hiçbir şekilde elektrik mühendisliği alanındaki yararlılığını azaltmaz.

Ek Bilgiler. Ayırt edici özellik cihazlar, rotor hızını düzenleyen bir Hall sensörünün varlığıdır.

Yazar, bu makaleyi okuduktan sonra okuyucunun kalıcı mıknatısın ne olduğu konusunda net bir fikre sahip olacağını umuyor. Kalıcı mıknatısların insan faaliyetlerine aktif olarak dahil edilmesi, gelişmiş manyetik özelliklere sahip yeni ferromanyetik alaşımların icat edilmesini ve yaratılmasını teşvik eder.

Video

Okuldaki yemekler iyi organize edilmelidir. Öğrenciye kantinde öğle yemeği ve sıcak kahvaltı verilmelidir. Birinci ve ikinci öğünler arasındaki aralık dört saati geçmemelidir. En iyi seçenek çocuğun kahvaltısını evde yapması olmalıdır; ikinci kahvaltıyı okulda yapar.

Çocukların okulda saldırganlığı ve öğrenme sürecindeki zorluklar
Çocukların saldırganlıkları ile öğrenme sürecindeki zorluklar arasında belli bir ilişki kurulmuştur. Her öğrenci okulda çok sayıda arkadaşının olmasını, iyi bir akademik performansa ve iyi notlara sahip olmasını ister. Çocuk bunu başaramadığında saldırgan davranışlarda bulunur. Her davranış bir şeye yöneliktir ve bir anlamı vardır.

Psikologlardan ebeveynlere tavsiyeler
Herhangi bir olimpiyatta ve her türlü yarışmada çocuk öncelikle kendini ifade eder ve gerçekleştirir. Çocukları entelektüel yarışmalara meraklıysa ebeveynler mutlaka desteklemelidir. Çocuğun kendisini rekabetçi ruh hallerinin hüküm sürdüğü bir entelektüeller toplumunun parçası olarak tanıması ve çocuğun başarılarını karşılaştırması önemlidir.

Bir çocuk okul kafeteryasında yemek yemeyi reddediyor
Seçici bir çocuk okul yemeklerini sevmeyebilir. Çoğu zaman bu, bir okul çocuğunun yemek yemeyi reddetmesinin en yaygın nedenidir. Bütün bunların nedeni okuldaki menünün her çocuğun zevk ihtiyaçlarını dikkate almamasıdır. Okulda hiç kimse bir çocuğun beslenmesinden herhangi bir ürünü çıkaramaz.

Ebeveynler okul hakkında ne düşünüyor?
Ebeveynlerin okul hakkında ne hissettiklerini anlamak için öncelikle yaş kategorileri çok çeşitli olan modern ebeveynleri karakterize etmek önemlidir. Buna rağmen çoğu, tüm nüfus için zor bir dönem olan doksanların kuşağına mensup ebeveynlerdir.

Okul üniforması
İlk okul toplantıları sonsuza kadar her birimizin anısına kalır. Ebeveynler ağustos ayından itibaren gerekli tüm ofis malzemelerini satın almaya başlıyor. Okulun ana özelliği öğrenci üniformasıdır. Birinci sınıf öğrencisinin kendinden emin hissetmesi için kıyafet dikkatlice seçilmelidir. Okul üniformalarının tanıtılması birçok nedenden dolayı haklıdır.

Sevgili okul çocukları ve öğrenciler!

Şimdiden sitede 20.000'den fazla özet, rapor, kısa not, ders çalışması ve tez kullanabilirsiniz.Yeni çalışmalarınızı bize gönderin, onları kesinlikle yayınlayalım. Gelin makale koleksiyonumuzu birlikte oluşturmaya devam edelim!!!

Özetinizi (diploma, ders çalışması vb.) göndermeyi kabul ediyor musunuz?

Koleksiyona katkınız için teşekkürler!

Mıknatısların uygulanması

Eklenme tarihi: Mart 2006

Çalışmanın en başında birkaç tanım ve açıklamaya yer vermek faydalı olacaktır. Eğer bir yerde, sabit veya yüksüz cisimlere etki etmeyen bir yüke sahip hareketli cisimler üzerinde bir kuvvet etki ediyorsa, o zaman bu yerde daha genel elektromanyetik alanın biçimlerinden biri olan bir manyetik alanın mevcut olduğu söylenir.

Farklı malzemelerin harici manyetik alana farklı tepki verdiğine dikkat edilmelidir.

Kendi içlerindeki dış alanın etkisini zayıflatan malzemeler (paramanyetik malzemeler) ve kendi içlerindeki dış alanı güçlendiren malzemeler (diamanyetik malzemeler) vardır. Kendi içlerindeki dış alanı güçlendirme konusunda muazzam bir yeteneğe (binlerce kez) sahip malzemeler vardır - demir, kobalt, nikel, gadolinyum, bu metallerin alaşımları ve bileşikleri, bunlara ferromıknatıs denir.

Ferromanyetik malzemeler arasında, yeterince güçlü bir dış manyetik alana maruz kaldıktan sonra kendileri mıknatıs haline gelen malzemeler vardır - bunlar sert manyetik malzemelerdir. Harici bir manyetik alanı yoğunlaştıran ve aktifken mıknatıs gibi davranan malzemeler vardır; ancak dış alan ortadan kalkarsa mıknatıs haline gelmezler; bunlar yumuşak manyetik malzemelerdir

GİRİİŞ

Mıknatısa alışkınız ve ona biraz küçümseyici bir şekilde okul fizik derslerinin modası geçmiş bir özelliği olarak davranıyoruz, bazen etrafımızda ne kadar mıknatıs olduğundan şüphelenmiyoruz bile. Dairelerimizde düzinelerce mıknatıs var: Elektrikli tıraş makinelerinde, hoparlörlerde, kayıt cihazlarında, saatlerde, çivi kavanozlarında. Biz kendimiz de mıknatısız: İçimizde akan biyoakımlar, etrafımızda tuhaf manyetik kuvvet çizgileri desenine yol açar. Üzerinde yaşadığımız dünya dev bir mavi mıknatıstır. Güneş sarı bir plazma topu, daha da görkemli bir mıknatıs. Teleskoplarla zar zor görülebilen galaksiler ve bulutsular, anlaşılmaz büyüklükte mıknatıslardır. Termonükleer füzyon, manyetodinamik elektrik üretimi, senkrotronlarda yüklü parçacıkların hızlandırılması, batık gemilerin kurtarılması - bunların hepsi benzeri görülmemiş büyüklükte muazzam mıknatısların gerekli olduğu alanlardır. Güçlü, süper güçlü, ultra güçlü ve hatta daha güçlü manyetik alanlar yaratma sorunu, modern fizik ve teknolojinin temel sorunlarından biri haline geldi.

Mıknatıs çok eski zamanlardan beri insanoğlu tarafından bilinmektedir. Mıknatıslardan ve özelliklerinden bahseden Miletoslu Thales'in (MÖ yaklaşık 600) ve Platon'un (MÖ 427-347) eserlerinde bize ulaşmıştır. "Mıknatıs" kelimesinin kendisi, doğal mıknatısların Magnesia'da (Teselya) Yunanlılar tarafından keşfedilmesinden kaynaklanmaktadır.

Yapay mıknatıslar, çeşitli ferromıknatıslara dayanan insan yapımı mıknatıslardır. "Toz" mıknatıslar olarak adlandırılan (demir, kobalt ve diğer bazı katkı maddelerinden yapılmış) kendi ağırlıklarının 5.000 katından daha fazla yük tutabilirler.

İki farklı yapay mıknatıs türü vardır:

Bazıları “sert manyetik” malzemelerden yapılmış kalıcı mıknatıslardır. Manyetik özellikleri harici kaynakların veya akımların kullanımıyla ilgili değildir.

Başka bir tür, "yumuşak manyetik" demirden yapılmış bir çekirdeğe sahip olan elektromıknatısları içerir. Yarattıkları manyetik alanlar esas olarak çekirdeği çevreleyen sargı telinden bir elektrik akımının geçmesinden kaynaklanmaktadır. 1600 yılında kraliyet doktoru W. Gilbert'in “Mıknatıs, Manyetik Cisimler ve Büyük Mıknatıs - Dünya Üzerine” kitabı Londra'da yayınlandı. Bu çalışma, manyetik olayları bilimsel bir perspektiften incelemek için bildiğimiz ilk girişimdi. Bu çalışma, elektrik ve manyetizma hakkında o zamanlar mevcut olan bilgilerin yanı sıra yazarın kendi deneylerinin sonuçlarını da içermektedir.

Bir kişinin karşılaştığı her şeyden önce pratik fayda elde etmeye çalışır. Mıknatıs da bu kaderden kaçamadı.

PUSULA, yerdeki yatay yönleri belirlemeye yarayan bir cihaz. Bir geminin, uçağın veya kara aracının hareket ettiği yönü belirlemek için kullanılır; Yayanın yürüdüğü yön; bir nesneye veya yer işaretine giden yol tarifleri. Pusulalar iki ana sınıfa ayrılır: topograflar ve turistler tarafından kullanılan işaretçi tipindeki manyetik pusulalar ve jiroskop pusulası ve radyo pusulası gibi manyetik olmayan pusulalar.

11. yüzyıla gelindiğinde. Çinli Shen Kua ve Chu Yu'nun doğal mıknatıslardan pusula yapımı ve bunların navigasyonda kullanılması hakkındaki mesajına atıfta bulunmaktadır. Eğer

Doğal mıknatıstan yapılmış uzun bir iğne, yatay düzlemde serbestçe dönmesini sağlayacak bir eksen üzerinde dengelenirse, her zaman bir ucu kuzeye, diğer ucu güneye bakar. Kuzeyi gösteren ucu işaretleyerek böyle bir pusulayı yönleri belirlemek için kullanabilirsiniz.

Manyetik etkiler böyle bir iğnenin uçlarında yoğunlaşmıştı ve bu nedenle bunlara kutuplar (sırasıyla kuzey ve güney) adı verildi.

1820'de G. Oersted (1777–1851), akım taşıyan bir iletkenin manyetik bir iğneye etki ederek onu döndürdüğünü keşfetti. Sadece bir hafta sonra Ampere, aynı yönde akıma sahip iki paralel iletkenin birbirine çekildiğini gösterdi. Daha sonra tüm manyetik olayların akımlardan kaynaklandığını ve kalıcı mıknatısların manyetik özelliklerinin, bu mıknatısların içinde sürekli dolaşan akımlarla ilişkili olduğunu öne sürdü. Bu varsayım modern fikirlerle tamamen tutarlıdır.

Manyetoelektrik cihazlar. Bu tür cihazlar, hareketli parçanın sargısının dönüşlerinde manyetik alan ile akım arasındaki etkileşim kuvvetini kullanır ve bu da ikincisini döndürme eğilimindedir.İndüksiyon elektrik sayaçları. Bir endüksiyon ölçer, iki sargılı (akım ve gerilim sargıları) düşük güçlü bir AC elektrik motorundan başka bir şey değildir. Sargılar arasına yerleştirilen iletken disk, tüketilen güçle orantılı bir torkun etkisi altında döner. Bu tork, sabit bir mıknatıs tarafından diskte indüklenen akımlarla dengelenir, böylece diskin dönüş hızı güç tüketimiyle orantılı olur.

Elektrikli kol saatleri minyatür bir pille çalışır. Çalıştırmak için mekanik saatlerden çok daha az parçaya ihtiyaç duyarlar; Böylece, tipik bir elektrikli taşınabilir saatin devresi iki mıknatıs, iki indüktör ve bir transistör içerir. Kilit, bir şeyin yetkisiz kullanım olasılığını sınırlayan mekanik, elektrikli veya elektronik bir cihazdır. Kilit, belirli bir kişinin elindeki bir cihaz (anahtar), o kişinin girdiği bilgiler (sayısal veya alfabetik kod) veya o kişinin bazı bireysel özellikleri (örneğin retina deseni) ile etkinleştirilebilir. Bir kilit genellikle iki düzeneği veya iki parçayı geçici olarak tek bir cihazda birbirine bağlar. Çoğu zaman kilitler mekaniktir, ancak elektromanyetik kilitler giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Manyetik kilitler. Bazı silindir kilit modellerinde manyetik elemanlar kullanılır. Kilit ve anahtar, kalıcı mıknatıslardan oluşan eşleşen kod setleriyle donatılmıştır. Anahtar deliğine doğru anahtar takıldığında, kilidin iç manyetik elemanlarını çeker ve konumlandırır, böylece kilidin açılmasını sağlar.

Dinamometre - bir makinenin, takım tezgahının veya motorun çekiş kuvvetini veya torkunu ölçmek için kullanılan mekanik veya elektrikli bir cihaz.

Fren dinamometreleri çeşitli tasarımlara sahiptir; Bunlar arasında örneğin Prony freni, hidrolik ve elektromanyetik frenler bulunur.

Küçük boyutlu motorların özelliklerini ölçmeye uygun minyatür bir cihaz şeklinde bir elektromanyetik dinamometre yapılabilir.

Aşındırıcıların üretimi - çeşitli malzemelerin ve bunlardan yapılan ürünlerin (büyük çelik levhalardan kontrplak levhalara, optik camlara ve bilgisayarlara kadar) mekanik işlenmesi (şekillendirme, kaba işleme, taşlama, cilalama dahil) için serbest veya bağlı formda kullanılan küçük, sert, keskin parçacıklar cips). Aşındırıcılar doğal veya yapay olabilir. Aşındırıcıların etkisi, malzemenin bir kısmının işlenen yüzeyden çıkarılmasına indirgenir. Yapay aşındırıcıların üretimi sırasında, karışımda bulunan ferrosilikon fırının tabanına çöker, ancak küçük miktarlar aşındırıcının içine gömülür ve daha sonra bir mıknatıs tarafından uzaklaştırılır.

Maddenin manyetik özellikleri bilim ve teknolojide çeşitli cisimlerin yapısını incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilim böyle ortaya çıktı:

Manyetokimya (manyetokimya), maddelerin manyetik ve kimyasal özellikleri arasındaki ilişkiyi inceleyen bir fiziksel kimya dalıdır; Ek olarak manyetokimya, manyetik alanların kimyasal süreçler üzerindeki etkisini inceler. Manyetokimya, manyetik olayların modern fiziğine dayanmaktadır. Manyetik ve kimyasal özellikler arasındaki ilişkinin incelenmesi, bir maddenin kimyasal yapısının özelliklerini açıklığa kavuşturmayı mümkün kılar.

Manyetik kusur tespiti, ferromanyetik malzemelerden yapılmış ürünlerdeki kusurlarda meydana gelen manyetik alan bozulmalarının incelenmesine dayanan bir kusur arama yöntemi.

Mikrodalga teknolojisi

Ultra yüksek frekans aralığı (UHF) - ultra yüksek televizyon frekansları ile uzak kızılötesi bölgenin frekansları arasındaki spektrumda yer alan elektromanyetik radyasyonun frekans aralığı (100-300.000 milyon hertz)

Gıda ürünlerinin ısıl işlemi. Mikrodalga radyasyonu, evde ve gıda endüstrisinde gıda ürünlerinin ısıl işleminde kullanılır. Yüksek güçlü vakum tüpleri tarafından üretilen enerji, sözde ürünlerin yüksek verimli ısıl işlemi için küçük bir hacimde yoğunlaştırılabilir. temizlik, sessizlik ve kompaktlık ile karakterize edilen mikrodalga veya mikrodalga fırınlar. Bu tür cihazlar, hızlı yemek hazırlama ve pişirmenin gerekli olduğu uçak mutfaklarında, demiryolu yemek vagonlarında ve satış makinelerinde kullanılmaktadır. Endüstri aynı zamanda ev kullanımı için mikrodalga fırınlar da üretmektedir. Mikrodalga teknolojisi alanındaki hızlı ilerleme, büyük ölçüde, büyük miktarda mikrodalga enerjisi üretebilen özel elektrovakum cihazlarının (magnetron ve klistron) icadıyla ilişkilidir. Düşük frekanslarda kullanılan geleneksel bir vakum triyoduna dayanan bir jeneratörün, mikrodalga aralığında çok etkisiz olduğu ortaya çıktı.

Magnetron. İkinci Dünya Savaşı'ndan önce Büyük Britanya'da icat edilen magnetron, mikrodalga radyasyonunun üretilmesine tamamen farklı bir yaklaşıma (hacimsel rezonatör prensibi) dayandığı için bu dezavantajlara sahip değildir.

Magnetron, merkezde bulunan katodun etrafında simetrik olarak yerleştirilmiş birkaç hacimsel rezonatöre sahiptir. Cihaz güçlü bir mıknatısın kutupları arasına yerleştirilmiştir.

Gezici dalga lambası (TWT). Mikrodalga aralığında elektromanyetik dalgalar üretmek ve yükseltmek için kullanılan başka bir elektrovakum cihazı, yürüyen dalga lambasıdır. Odaklayıcı bir manyetik bobine yerleştirilmiş, içi boşaltılmış ince bir tüpten oluşur.

Modern hızlandırıcılar, güçlü hassas mıknatıslar da dahil olmak üzere çok sayıda ve çeşitli teknoloji türlerini kullanır.

Mıknatısın biyolojik etkisi 16. yüzyıl simyacılarından günümüze birçok kez hayran ve eleştirmen bulmuştur. Birkaç yüzyıl boyunca mıknatısların iyileştirici etkilerine olan ilgide tekrar tekrar dalgalanmalar ve düşüşler yaşandı. Onun yardımıyla sinir hastalıklarını, diş ağrısını, uykusuzluğu, karaciğer ve mide ağrısını - yüzlerce hastalığı - tedavi etmeye çalıştılar (ve başarılı olamadılar).

Tıbbi amaçlar için, mıknatıslar muhtemelen ana yönleri belirlemekten daha önce kullanılmaya başlandı.

Mıknatıs, yerel bir dış çare ve muska olarak Çinliler, Hintliler, Mısırlılar ve Araplar arasında büyük başarı elde etti. YUNANLILAR, Romalılar vb. Filozof Aristoteles ve tarihçi Pliny eserlerinde şifalı özelliklerinden bahsetmişlerdir.

20. yüzyılın ikinci yarısında manyetik bilezikler yaygınlaştı ve tansiyon bozuklukları (hipertansiyon ve hipotansiyon) olan hastalar üzerinde faydalı etkisi oldu.

Bilim adamları, hepsinden önemlisi, manyetik alanların vücudun direncini artırdığını düşünme eğilimindedir.

Metal parçacıkları gözden uzaklaştırmak için manyetik bir yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yukarıdakilerden çıkarılabilecek en basit sonuç, mıknatısların kullanılmadığı uygulamalı insan faaliyeti alanının bulunmadığıdır.

Referanslar:
TSB, ikinci baskı, Moskova, 1957.

Kholodov Yu.A. “Manyetik Ağdaki Adam”, “Bilgi”, Moskova, 1972. İnternet ansiklopedisinden materyaller

Putilov K. A. “Fizik Kursu”, “Fizmatgiz”, Moskova, 1964.

Mıknatıslar ve maddenin manyetik özellikleri. Neodim mıknatısın günlük yaşamda kullanımı

Manyetik özelliklerin incelenmesinin tarihçesi

Kalıcı mıknatısların özellikleri

Kalıcı mıknatıs nasıl çalışır?

Kalıcı mıknatısın özellikleri

Kalıcı mıknatıs türleri

Alniko

Ferritler

Nadir Toprak SmCo Mıknatıslar

Neodim mıknatıslar

Video

Harici bir manyetik alanı yoğunlaştıran ve aktifken mıknatıs gibi davranan malzemeler vardır; ancak dış alan ortadan kalkarsa mıknatıs haline gelmezleryumuşak manyetik malzemeler

Manyetizmanın doğası

Manyetik alan nasıl görülür?

Mıknatıs türleri

Doğal

Yapay

Kalıcı mıknatısların uygulanması

Ekoloji

Elektrokaplama

İlaç

Ulaşım

Bilgisayar teknolojileri

Ev aletleri

Elektrik Mühendisliği

Radyo mühendisliği

Jeneratörler

Elektrik motorları

Video

Mıknatısların uygulanması

Şifre kurtarma