Ev / İnsanlarda egzama/ Teknolojide kullanılan mıknatıslar. Mıknatısların itici özellikleri ve teknolojide kullanımı; mıknatıslar ve maddenin manyetik özellikleri. Geçmişte mıknatıs

Teknolojide kullanılan mıknatıslar. Mıknatısların itici özellikleri ve teknolojide kullanımı; mıknatıslar ve maddenin manyetik özellikleri. Geçmişte mıknatıs

Er ya da geç her kadının kendi yuvasını kurma, onu şık ve işlevsel aksesuarlarla dekore etme, tasarım dekor çözümlerini kullanma isteği vardır.

Bazen amacı açıkça belli olan ilginç şeyleri başka nasıl kullanabileceğimizi bile bilmiyoruz. Örneğin kurutulmuş balkabağının verniklenebileceğini, ofisinizde veya tarla buketlerinizde vazo olarak uzun süre size hizmet edeceğini biliyor muydunuz? Ve çocuğunuz büyüdüğü andan itibaren sulu boya boyaları uzak bir çekmecede saklanmamalıdır çünkü banyodaki aynayı kolaylıkla süsleyebilirler.

Bugün mıknatıs gibi sevimli ve kullanışlı dekoratif eşyalardan bahsedeceğiz. Birçoğunu seyahatlerimizden getiriyoruz, en sevdiğimiz yerin hatıralarından bir parçayı korumaya çalışıyoruz. Diğer temalı biblolar bize akrabalarımız veya arkadaşlarımız tarafından verilebilir ve bazıları da çok eski zamanlardan beri büyükannemizden miras kalmıştır. İç kısımdaki bu küçük "arkadaşların" 10 kadarı olduğu ortaya çıktı. Farklı yollar aşina olacağımız kullanımlar.

1. Dekorasyon öğesi.Çoğu durumda buzdolabı veya buzdolabı gibi ev aletleri çamaşır makinesi. Bazen bir İsveç duvarını harf mıknatıslarıyla bile süsleyebilirsiniz. Önemli olan en azından bir tarzı korumaktır. Bir gün bir arkadaşımı ziyarete geldim ve o... çok sayıda mıknatıslar. Derme çatma sandviçlerin yanında bir kızın çıplak gövdesini görebilirsiniz, yanda Mısır'dan birkaç mıknatıs (gerçekte oldukları yer) ve ardından diğer ülkelerden - Vietnam, Tiflis, Gurzuf, Lvov, Londra ve bir düzine şey var. diğerleri. Her şey yoluna girecekti, ancak bu kaosun ortasında Rastishki yoğurdundan silah şeklinde mıknatıslarla çevrili birkaç harf mıknatısı gördüğümde şaşkınlığım sınır tanımadı! İnsanların sizi ziyaret ederken mıknatıs gibi küçük şeylere dikkat etmediklerini düşünüyorsanız, yanılıyorsunuz ve "gezileri ve başarıları" ile gösteriş yapan "pejmürde" bir aile olarak sonsuza kadar etiketlenme riskiyle karşı karşıyasınız.

2. Bir mıknatıs üzerinde fotoğraflar. Modern baskı endüstrisinin başka bir yenilik icat ettiğini çok az kişi biliyor: düz bir mıknatıs üzerinde kişisel fotoğraflar. Bu zevk anında, kelimenin tam anlamıyla birkaç saat içinde hazırlanabilir ve çok az maliyetli olacaktır. Anıları korumanın başka bir yolunu bulmakla kalmadınız, aynı zamanda bu kadar yoğun bir malzeme üzerine basılmış bir fotoğrafın aşınması ve yıpranması da çok daha az oldu. Mıknatıslardaki fotoğraflar, dikkatli bir şekilde saklamak için bir dolaba kaldırılabilir veya bunları dekoratif bir unsur olarak kullanabilirsiniz (örneğin, demir bir stand üzerinde bir aile ağacı).

3. Notların yanı sıra sabitleme için kullanışlı "tutucu". Mıknatısın bu işlevsel kullanımını bilmeyen çok az aile vardır. Oğlumun okulunda bile öğretmenler, eskisi gibi elle yeniden çizmeden, modern pano ve stantlara görsel materyaller, tablolar ve resimler ekliyorlar. Ailemizde mıknatıslar buzdolabının ayrılmaz parçalarıdır çünkü tüm günlük işler, operasyonel telefon numaraları, unutulmaz tarihler ve günlük rutinler bu küçük özellikler tarafından kaydedilir.

Sabitlemeye gelince, büyükbabam nesnelerdeki kırılmaları veya yara izlerini onarırken yapıştırıcının daha iyi yapışması için sıklıkla mıknatıs kullanırdı. Parçayı iki mıknatıs arasına yerleştirdi ve daha hızlı yapıştırmanın gelmesi uzun sürmedi.

Annem evdeki mıknatısın sabitleme özelliklerinin başka bir kullanım alanını buldu - güzel, uzun bir manyetik şerit satın aldı ve ona herhangi bir mutfak aletini (kızartma tavaları ve tencereler dahil) bağladı. Bu tür şeritler bıçak tutucusu olarak kullanılabilir; hatta mini bir mıknatıs kumaşa (tencere tutacağı, havlu) dikilebilir, böylece uygun şekilde konumlandırılabilir (hatta fırına bile takılabilir).

4. Çocuklar ve yetişkinler için eğlence. Bir psikoloğun ofisindeki birçok bulmaca, büyüleyici heykeller ve rahatlama cihazları uzun zamandır mıknatıslar kullanılarak yaratılmıştır. Küçük çocuklar özellikle havada asılı duran nesnelerin yanı sıra manyetik küpler, toplar, diskler ve diğer komik şeylerden çok hoşlanırlar. Bebeğiniz için bir "büyüme" tahtası oluşturmak için mıknatısları da kullanabilirsiniz; çocuğunuzun belirli bir süre içinde ulaştığı seviyeleri işaretlemek için komik bir mıknatıs kullanın.

5. Araba yağı arıtma.Şanzıman ve motor yağı dolumundan bahsediyoruz. Bu mıknatıs fonksiyonunu bana araba tamircisi olan ağabeyim gösterdi ve kocam bundan gerçekten hoşlandı. Kompakt mıknatıslar arabanızın motor tahliye tapasına güvenli bir şekilde oturur ve aşınan tüm parçalar onlara yapışır. Güçlü mıknatıslar yalnızca parçaların malzemesi için aşındırıcı olan parçacıkları yakalayacak ve bunları tüm kirletici maddelerin kolayca çıkarılabileceği yüzeylerinde toplayacaktır.

6. Nesneleri arayın.Çocuğunuz yeterince Amerikan filmi izlemişse ve tatil yerinde kayıp altın yüzükleri aramak istiyorsa onu rahatsız etmeyin. Bir keresinde oğlum bir arkeolojik araştırmacının becerilerini gösterdiğinde ona bir metal detektörü almıştım. Oğlumun eğlencesi gelir getirmeye başladığında yaşadığım şaşkınlığı tahmin edin. Tatilin iki haftası boyunca oğlum, sahil boyunca halka mıknatıslı bir ip geçirerek 2 altın yüzük, bir kolye ucu ve piercing için bir gümüş küpe getirdi. Kocam bu fikri beğendi, ancak bunu onarımlar için kullanıyor çünkü manyetik bir "prob" yardımıyla duvarlardaki vidaların, çivilerin ve bağlantı parçalarının yerini hızlı bir şekilde bulabilirsiniz.

İlginç bir şekilde, denizin dibinden ağırlığı 300 kg'a kadar olan nesneleri bile kaldırabilen mıknatıslar satışta. Su altı korsan hazinesi fantezisi anında gerçekleşti... Ya olursa?!

7. Müzik aletlerinin onarımı. Arkadaşımın kızı uzun zamandır ziyaretime geliyor müzik Okulu Nefesli çalgı dersindeydi ve annesi, saksafonunu ve trompetini karakteristik eziklerinden kurtarmanın hızlı bir yolunu bulmaya çalışırken çoktan çılgına dönmüştü. Onlara ince kavisli bir tüple ulaşmak imkansızdır ve doğru tamir uzmanını bulmak o kadar kolay değildir (ve ucuz bir zevk de değildir). Ve böylece bir yerde mıknatısın bu zor konuda yardımcı olabileceği bilgisini okudu. Borunun çapına uygun bir demir bilye (tercihen çelikten yapılmış) alıp, harici bir mıknatıs yardımıyla göçüğün olduğu yere yönlendiriyoruz. Daha sonra mıknatısı göçüğün çevresi boyunca hareket ettirin; içeriden gelen top mıknatıs tarafından güçlü bir şekilde çekilecek ve yüzey mükemmel şekilde düzleştirilecektir. Bu tür onarımlar size çok ucuza ve sadece birkaç dakikaya mal olacak!

8. Giysilerde iz bırakmadan demir broş veya rozet takmak.Çok ilginç yolÇalışanlarımızdan birini gözetledim. Düzenli olarak zarif ipek, saten ve şifon bluzlar giyiyor ve isim levhası kıyafet yönetmeliğinin zorunlu bir unsuru. Kızın aklına, kıyafetlerinin arkasına mini bir mıknatıs yapıştırma fikri geldi ve bunun önüne sadece bir rozet iğnesi veya demir broş yerleştirdi. Şaşırtıcı bir şekilde, işaret güvenli bir şekilde duruyor ve en ince giysiler bile iz bırakmıyor.

9. Dekorasyon öğesi. Birçok kız toplardan, küplerden ve diğer geometrik şekillerden oluşan manyetik bilezikleri duymuştur. Bu tür takıların montajı çok hızlıdır; taban düzeneğinize birkaç tematik kolye ucu veya yaka kartı ekleyerek kişiselleştirebilirsiniz. Ayrıca manyetik parçaları diğer dekoratif unsurlarla (deri ekler, payetler, kürk, kumaş vb.) de değiştirebilirsiniz. Ayrıca mıknatıslardan yapılan takıların vücut için faydalı olduğu düşünülmektedir!

Bir keresinde bir kızın bir parti için gerçekten modaya uygun bir piercing yaptırmak istediği ancak ailesinin buna izin vermediği bir program izlemiştim. Zeki kız, vücutta "delik açmak" istemedi, sadece kulak memesinin bir tarafına küçük bir mıknatıs taktı ve diğer tarafına 3 gümüş üçgen ekledi. Bu dekorasyon acısız, hijyenik, hızlı bir şekilde ve ancak böyle bir “desen” giyme havasında olduğunuz günler için elde edilebilir.

10. Ev yapımı infüzyonların fermantasyonunu hızlandırır. Son olarak size arkadaşımın kulübesinde likör ve şarapları nasıl hazırladığını anlatacağım. Şişenin dibine birkaç mıknatıs yerleştirerek güçlü bir alan yarattığını ve her türlü alkollü içkiyi fermente etmek için ideal olduğunu söylüyor. Bir arkadaş, olgunlaşmanın birkaç kat daha hızlı (kelimenin tam anlamıyla bir ayda) gerçekleştiğini ve içeceğin, birkaç yıl yaşlandıktan sonra genellikle tentürlerde olgunlaşan aynı tat özelliklerini ve aromatik buketleri aldığını iddia ediyor!

Bugün mıknatısları günlük yaşamda kullanmanın gerçekten harika yollarına baktık. Yani, evinizde birkaç mıknatıs varsa, onları amacına uygun kullanarak onlara ikinci bir hayat vermenin zamanı gelmiştir.

İki farklı 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. Onlar tarafından yaratıldı manyetik alanlar esas olarak çekirdeği çevreleyen sarım telinden bir elektrik akımının geçmesinden kaynaklanmaktadır.

Manyetik kutuplar ve manyetik alan.

Bir çubuk mıknatısın manyetik özellikleri en çok uçlarına yakın yerlerde fark edilir. Böyle bir mıknatıs yatay düzlemde serbestçe dönebilecek şekilde orta kısımdan asılırsa, yaklaşık olarak kuzeyden güneye doğru yöne karşılık gelen bir konum alacaktır. Çubuğun kuzeyi gösteren ucuna kuzey kutbu, karşı ucuna ise güney kutbu denir. İki mıknatısın zıt kutupları birbirini çeker, aynı kutuplar ise birbirini iter.

Mıknatıslanmamış bir demir çubuk mıknatısın kutuplarından birine yaklaştırılırsa kutup geçici olarak mıknatıslanır. Bu durumda mıknatıslanmış çubuğun mıknatısın kutbuna en yakın kutbu zıt isimde olacak, uzaktaki ise aynı ismi taşıyacaktır. Mıknatısın kutbu ile onun çubukta oluşturduğu karşıt kutup arasındaki çekim, mıknatısın hareketini açıklar. Bazı malzemeler (çelik gibi) kalıcı bir mıknatısın veya elektromıknatısın yakınında olduktan sonra zayıf kalıcı mıknatıslar haline gelir. Bir çelik çubuk, bir çubuğun kalıcı mıknatısının ucunun ucu boyunca geçirilmesiyle mıknatıslanabilir.

Yani bir mıknatıs, diğer mıknatısları ve manyetik malzemelerden yapılmış nesneleri, onlara temas etmeden çeker. Belirli bir mesafedeki bu hareket, mıknatısın etrafındaki boşlukta bir manyetik alanın varlığıyla açıklanmaktadır. Bu manyetik alanın yoğunluğu ve yönü hakkında bir fikir, demir tozlarının bir mıknatıs üzerine yerleştirilmiş bir karton veya cam levha üzerine dökülmesiyle elde edilebilir. Talaş tarla yönünde zincirler halinde sıralanacak ve talaş çizgilerinin yoğunluğu bu alanın yoğunluğuna karşılık gelecektir. (Manyetik alan yoğunluğunun en büyük olduğu mıknatısın uçlarında en kalındırlar.)

M. Faraday (1791–1867) mıknatıslar için kapalı endüksiyon hatları kavramını tanıttı. İndüksiyon hatları, kuzey kutbundaki mıknatıstan çevredeki boşluğa uzanır, güney kutbundan mıknatısa girer ve güney kutbundan tekrar kuzeye doğru mıknatıs malzemesinin içinden geçerek kapalı bir döngü oluşturur. Bir mıknatıstan çıkan indüksiyon hatlarının toplam sayısına manyetik akı denir. Manyetik akı yoğunluğu veya manyetik indüksiyon ( İÇİNDE), birim büyüklükteki bir temel alandan normal boyunca geçen indüksiyon hatlarının sayısına eşittir.

Manyetik indüksiyon, bir manyetik alanın, içinde bulunan akım taşıyan bir iletkene etki ettiği kuvveti belirler. Akımın geçtiği iletken ise BEN, indüksiyon hatlarına dik olarak yerleştirilmişse, Ampere yasasına göre kuvvet Fİletkene etki eden, hem alana hem de iletkene diktir ve iletkenin manyetik indüksiyonu, akım gücü ve uzunluğu ile orantılıdır. Böylece manyetik indüksiyon için B bir ifade yazabilirsiniz

Nerede F– Newton cinsinden kuvvet, BEN– amper cinsinden akım, ben– metre cinsinden uzunluk. Manyetik indüksiyonun ölçü birimi Tesla'dır (T).

Galvanometre.

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.

Mıknatıslanma kuvveti ve manyetik alan kuvveti.

Daha sonra, elektrik akımının manyetik etkisini karakterize eden başka bir niceliği tanıtmalıyız. Akımın, içinde mıknatıslanabilir bir malzeme bulunan uzun bir bobinin telinden geçtiğini varsayalım. Mıknatıslama kuvveti, bobindeki elektrik akımının ve dönüş sayısının çarpımıdır (dönüş sayısı boyutsuz bir miktar olduğundan bu kuvvet amper cinsinden ölçülür). Manyetik alan kuvveti N bobinin birim uzunluğu başına mıknatıslanma kuvvetine eşittir. Böylece değer N metre başına amper cinsinden ölçülür; bobinin içindeki malzemenin kazandığı mıknatıslanmayı belirler.

Vakumlu manyetik indüksiyonda B manyetik alan kuvvetiyle orantılı N:

Nerede M 0 – sözde Evrensel değeri 4 olan manyetik sabit P H 10 –7 H/dk. Birçok malzemede değer B yaklaşık olarak orantılı N. Ancak ferromanyetik malzemelerde arasındaki oran B Ve N biraz daha karmaşık (aşağıda tartışılacağı gibi).

İncirde. Şekil 1, yükleri kavramak için tasarlanmış basit bir elektromıknatısı göstermektedir. Enerji kaynağı bir DC pildir. Şekil aynı zamanda elektromıknatısın, demir tozlarının olağan yöntemiyle tespit edilebilen alan çizgilerini de göstermektedir.

Sürekli modda çalışan, demir çekirdekli ve çok sayıda amper dönüşü olan büyük elektromıknatıslar, büyük bir mıknatıslama kuvvetine sahiptir. Kutuplar arasındaki boşlukta 6 Tesla'ya kadar manyetik indüksiyon oluştururlar; bu indüksiyon yalnızca mekanik stres, bobinlerin ısınması ve çekirdeğin manyetik doygunluğu ile sınırlıdır. Bir dizi dev su soğutmalı elektromıknatıs (çekirdeksiz) ve darbeli manyetik alanlar oluşturmaya yönelik kurulumlar, Cambridge'de ve SSCB Bilimler Akademisi Fiziksel Sorunlar Enstitüsü'nde P.L. Kapitsa (1894–1984) tarafından tasarlandı ve F. Bitter (1902–1967), Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde. Bu tür mıknatıslarla 50 Tesla'ya kadar indüksiyon elde etmek mümkün oldu. Losalamos Ulusal Laboratuvarı'nda 6,2 Tesla'ya kadar alan üreten, 15 kW elektrik gücü tüketen ve sıvı hidrojenle soğutulan nispeten küçük bir elektromıknatıs geliştirildi. Kriyojenik sıcaklıklarda da benzer alanlar elde edilir.

Manyetik geçirgenlik ve manyetizmadaki rolü.

Manyetik geçirgenlik M bir malzemenin manyetik özelliklerini karakterize eden bir miktardır. Ferromanyetik metaller Fe, Ni, Co ve bunların alaşımları çok yüksek maksimum geçirgenliğe sahiptir - 5000'den (Fe için) 800.000'e (süper alaşım için). Nispeten düşük alan kuvvetlerinde bu tür malzemelerde H büyük indüksiyonlar meydana gelir B, ancak bu nicelikler arasındaki ilişki genel olarak konuşursak, aşağıda tartışılan doygunluk ve histerezis olgularından dolayı doğrusal değildir. Ferromanyetik malzemeler mıknatıslar tarafından güçlü bir şekilde çekilir. Curie noktasının üzerindeki sıcaklıklarda (Fe için 770° C, Ni için 358° C, Co için 1120° C) manyetik özelliklerini kaybederler ve indüksiyonun olduğu paramıknatıslar gibi davranırlar. Bçok yüksek gerilim değerlerine kadar H onunla orantılıdır; boşluktakiyle tamamen aynıdır. Birçok element ve bileşik tüm sıcaklıklarda paramanyetiktir. Paramanyetik maddeler, harici bir manyetik alanda mıknatıslanmalarıyla karakterize edilir; eğer bu alan kapatılırsa, paramanyetik maddeler mıknatıslanmamış bir duruma geri döner. Ferromıknatıslardaki mıknatıslanma, dış alan kapatıldıktan sonra bile korunur.

İncirde. Şekil 2, manyetik olarak sert (büyük kayıplara sahip) bir ferromanyetik malzeme için tipik bir histerezis döngüsünü göstermektedir. Manyetik olarak sıralanmış bir malzemenin mıknatıslanmasının, mıknatıslanma alanının gücüne belirsiz bağımlılığını karakterize eder. Başlangıç (sıfır) noktasından itibaren artan manyetik alan kuvvetiyle ( 1 ) mıknatıslanma kesikli çizgi boyunca meydana gelir 1 –2 ve değer M Numunenin mıknatıslanması arttıkça önemli ölçüde değişir. Noktada 2 doygunluk elde edilir, yani. voltajın daha da artmasıyla mıknatıslanma artık artmaz. Şimdi değeri yavaş yavaş azaltırsak H sıfıra, ardından eğri B(H) artık aynı yolu izlemez, ancak noktadan geçer 3 , "geçmiş tarih" hakkındaki malzemenin bir "hatırasını" açığa çıkarıyor, dolayısıyla "histerezis" adı da buradan geliyor. Bu durumda bir miktar artık mıknatıslanmanın korunduğu açıktır (segment 1 –3 ). Mıknatıslanma alanının yönü ters yöne değiştirildikten sonra eğri İÇİNDE (N) noktayı geçiyor 4 ve segment ( 1 )–(4 ) manyetikliğin giderilmesini önleyen zorlayıcı kuvvete karşılık gelir. Değerlerde daha fazla artış (- H) histerezis eğrisini üçüncü çeyreğe getirir - bölüm 4 –5 . Daha sonra değerdeki düşüş (- H) sıfıra ve ardından artan pozitif değerler H noktalardan histerezis döngüsünün kapanmasına yol açacaktır 6 , 7 Ve 2 .

Sert manyetik malzemeler, diyagram üzerinde önemli bir alanı kaplayan ve dolayısıyla büyük kalıcı mıknatıslanma (manyetik indüksiyon) ve zorlayıcı kuvvet değerlerine karşılık gelen geniş bir histerezis döngüsü ile karakterize edilir. Dar bir histerezis döngüsü (Şekil 3), yumuşak çelik ve yüksek manyetik geçirgenliğe sahip özel alaşımlar gibi yumuşak manyetik malzemelerin karakteristiğidir. Bu tür alaşımlar histerezisin neden olduğu enerji kayıplarını azaltmak amacıyla oluşturulmuştur. Ferritler gibi bu özel alaşımların çoğu, yalnızca manyetik kayıpları değil aynı zamanda girdap akımlarının neden olduğu elektriksel kayıpları da azaltan yüksek elektrik direncine sahiptir.

Yüksek geçirgenliğe sahip manyetik malzemeler, yaklaşık 1000 ° C sıcaklıkta tutularak gerçekleştirilen tavlama ve ardından temperleme (kademeli soğutma) ile üretilir. oda sıcaklığı. Bu durumda ön mekanik ve ısıl işlemin yanı sıra numunede yabancı maddelerin bulunmaması da çok önemlidir. 20. yüzyılın başındaki transformatör çekirdekleri için. silikon çelikler geliştirildi, değer M artan silikon içeriğiyle birlikte arttı. 1915 ile 1920 yılları arasında, karakteristik dar ve neredeyse dikdörtgen histerezis döngüsüne sahip permal alaşımlar (Ni ve Fe alaşımları) ortaya çıktı. Özellikle yüksek değerler manyetik geçirgenlik M küçük değerlerde H alaşımlar hipernik (%50 Ni, %50 Fe) ve mu-metal (%75 Ni, %18 Fe, %5 Cu, %2 Cr) bakımından farklılık gösterirken perminvar (%45 Ni, %30 Fe, %25) bakımından farklılık gösterir. Co) değeri M alan gücündeki geniş bir değişiklik aralığında pratik olarak sabittir. Modern manyetik malzemeler arasında, en yüksek manyetik geçirgenliğe sahip bir alaşım olan süper alaşımdan bahsetmek gerekir (%79 Ni, %15 Fe ve %5 Mo içerir).

Manyetizma teorileri.

İlk defa, manyetik olayların sonuçta elektriksel olaylara indirgendiği tahmini, 1825'te Ampere'nin bir mıknatısın her atomunda dolaşan kapalı iç mikro akımlar fikrini ifade etmesiyle ortaya çıktı. Bununla birlikte, maddede bu tür akımların varlığına dair herhangi bir deneysel onay olmadan (elektron, J. Thomson tarafından yalnızca 1897'de keşfedildi ve atomun yapısının açıklaması 1913'te Rutherford ve Bohr tarafından verildi), bu teori "soldu" .” 1852'de W. Weber her atomun manyetik madde küçük bir mıknatıs veya manyetik dipoldür, böylece bir maddenin tam mıknatıslanması, tüm bireysel atomik mıknatıslar belirli bir sırayla hizalandığında elde edilir (Şekil 4, B). Weber, moleküler veya atomik "sürtünmenin", bu temel mıknatısların, termal titreşimlerin rahatsız edici etkisine rağmen düzenlerini korumalarına yardımcı olduğuna inanıyordu. Teorisi, cisimlerin bir mıknatısla temas ettiğinde mıknatıslanmasını ve aynı zamanda çarpma veya ısınma durumunda manyetikliğini kaybetmesini açıklayabildi; son olarak mıknatıslanmış bir iğnenin veya manyetik çubuğun parçalara ayrılması sırasında mıknatısların "yeniden üretilmesi" de açıklandı. Ancak yine de bu teori, ne temel mıknatısların kökenini, ne de doygunluk ve histerezis olaylarını açıklıyordu. Weber'in teorisi, 1890'da atomik sürtünme hipotezini, kalıcı bir mıknatısı oluşturan temel dipollerin düzeninin korunmasına yardımcı olan atomlar arası sınırlayıcı kuvvetler fikriyle değiştiren J. Ewing tarafından geliştirildi.

Bir zamanlar Ampere tarafından önerilen soruna yaklaşım, 1905'te P. Langevin'in paramanyetik malzemelerin davranışını her atoma bir iç telafi edilmemiş elektron akımı atfederek açıklamasıyla ikinci bir hayat kazandı. Langevin'e göre, dış alan olmadığında rastgele yönlenen, ancak uygulandığında düzenli bir yön kazanan küçük mıknatıslar oluşturan bu akımlardır. Bu durumda tam düzene yaklaşım mıknatıslanmanın doygunluğuna karşılık gelir. Buna ek olarak Langevin, bireysel bir atomik mıknatıs için bir kutbun “manyetik yükünün” ve kutuplar arasındaki mesafenin çarpımına eşit olan manyetik moment kavramını ortaya attı. Dolayısıyla paramanyetik malzemelerin zayıf manyetizması, telafi edilmemiş elektron akımlarının yarattığı toplam manyetik momentten kaynaklanmaktadır.

1907'de P. Weiss, modern manyetizma teorisine önemli bir katkı haline gelen "alan" kavramını tanıttı. Weiss, alanları küçük atom "kolonileri" olarak hayal etti; burada tüm atomların manyetik momentleri, bazı nedenlerden dolayı aynı yönelimi korumaya zorlanır, böylece her alan doyuma kadar mıknatıslanır. Ayrı bir alan, 0,01 mm mertebesinde doğrusal boyutlara ve buna göre 10-6 mm3 mertebesinde bir hacme sahip olabilir. Alanlar, kalınlığı 1000 atom boyutunu aşmayan Bloch duvarları ile ayrılır. "Duvar" ve iki karşıt yönelimli alan, Şekil 2'de şematik olarak gösterilmektedir. 5. Bu tür duvarlar, alan mıknatıslanmasının yönünün değiştiği "geçiş katmanlarını" temsil eder.

Genel durumda, başlangıç mıknatıslanma eğrisinde üç bölüm ayırt edilebilir (Şekil 6). İlk bölümde, bir dış alanın etkisi altındaki duvar, kristal kafeste onu durduran bir kusurla karşılaşıncaya kadar maddenin kalınlığı boyunca hareket eder. Alan gücünü arttırarak, kesikli çizgilerin arasındaki orta kısımdan duvarı daha da ilerlemeye zorlayabilirsiniz. Bundan sonra alan kuvveti tekrar sıfıra düşerse, duvarlar artık eski durumuna dönmeyecektir. ilk pozisyon Böylece numune kısmen mıknatıslanmış kalacaktır. Bu mıknatısın histerezisini açıklar. Eğrinin son bölümünde, son düzensiz alanlar içindeki mıknatıslanmanın sırasına bağlı olarak numunenin mıknatıslanmasının doyması ile süreç sona erer. Bu süreç neredeyse tamamen tersine çevrilebilir. Manyetik sertlik, atomik kafesi alanlar arası duvarların hareketini engelleyen birçok kusur içeren malzemeler tarafından sergilenir. Bu mekanik olarak sağlanabilir ve ısı tedavisiörneğin toz haline getirilmiş malzemenin sıkıştırılması ve ardından sinterlenmesi yoluyla. Alniko alaşımlarında ve bunların analoglarında aynı sonuç, metallerin karmaşık bir yapıya kaynaştırılmasıyla elde edilir.

Paramanyetik ve ferromanyetik malzemelerin yanı sıra antiferromanyetik ve ferrimanyetik özelliklere sahip malzemeler de vardır. Bu manyetizma türleri arasındaki fark Şekil 2'de açıklanmaktadır. 7. Alan kavramına dayanarak, paramanyetizma, bireysel dipollerin birbirleriyle çok zayıf bir şekilde etkileşime girdiği (veya hiç etkileşime girmediği) küçük manyetik dipol gruplarının malzemedeki varlığından kaynaklanan bir fenomen olarak düşünülebilir ve bu nedenle , harici bir alanın yokluğunda yalnızca rastgele yönelimleri alın ( Şekil 7, A). Ferromanyetik malzemelerde, her bir alan içerisinde bireysel dipoller arasında güçlü bir etkileşim vardır ve bu da onların sıralı paralel hizalanmasına yol açar (Şekil 7, B). Antiferromanyetik malzemelerde ise tam tersine, bireysel dipoller arasındaki etkileşim onların antiparalel sıralı hizalanmasına yol açar, böylece her alanın toplam manyetik momenti sıfıra eşit(Şekil 7, V). Son olarak ferrimanyetik malzemelerde (örneğin ferritler) hem paralel hem de antiparalel sıralama vardır (Şekil 7, G), zayıf manyetizma ile sonuçlanır.

Alan adlarının varlığına dair iki ikna edici deneysel doğrulama vardır. Bunlardan ilki Barkhausen etkisi, ikincisi ise toz figür yöntemidir. 1919'da G. Barkhausen, bir ferromanyetik malzeme örneğine harici bir alan uygulandığında mıknatıslanmasının küçük ayrı kısımlarda değiştiğini tespit etti. Alan teorisi açısından bakıldığında bu, alanlar arası duvarın ani bir ilerlemesinden başka bir şey değildir ve yolda onu geciktiren bireysel kusurlarla karşılaşır. Bu etki genellikle içine ferromanyetik bir çubuk veya telin yerleştirildiği bir bobin kullanılarak tespit edilir. Güçlü bir mıknatısı dönüşümlü olarak numuneye doğru ve numuneden uzağa getirirseniz, numune mıknatıslanacak ve yeniden mıknatıslanacaktır. Numunenin mıknatıslanmasında ani değişiklikler bobin boyunca manyetik akıyı değiştirir ve içinde bir endüksiyon akımı uyarılır. Bobinde üretilen voltaj yükseltilir ve bir çift akustik kulaklığın girişine beslenir. Kulaklıklardan duyulan tıklamalar, mıknatıslanmada ani bir değişiklik olduğunu gösterir.

Toz şekli yöntemini kullanarak bir mıknatısın alan yapısını tanımlamak için, mıknatıslanmış bir malzemenin iyi cilalanmış bir yüzeyine bir damla ferromanyetik tozun (genellikle Fe304) kolloidal süspansiyonundan bir damla uygulanır. Toz parçacıkları esas olarak manyetik alanın maksimum homojen olmadığı yerlere - alanların sınırlarına yerleşir. Bu yapı mikroskop altında incelenebilir. Polarize ışığın şeffaf bir ferromanyetik malzemeden geçişine dayanan bir yöntem de önerilmiştir.

Weiss'in orijinal manyetizma teorisi, ana özellikleriyle bugüne kadar önemini korudu, ancak atomik manyetizmayı belirleyen bir faktör olarak telafi edilmemiş elektron dönüşleri fikrine dayanan güncellenmiş bir yorum aldı. Elektronun kendi momentumunun varlığına ilişkin hipotez, 1926'da S. Goudsmit ve J. Uhlenbeck tarafından ortaya atıldı ve günümüzde, "temel mıknatıslar" olarak kabul edilenler, spin taşıyıcıları olan elektronlardır.

Bu kavramı açıklamak için, tipik bir ferromanyetik malzeme olan serbest demir atomunu (Şekil 8) düşünün. İki kabuğu ( k Ve L), çekirdeğe en yakın olanlar elektronlarla doludur; birincisi iki, ikincisi sekiz elektron içerir. İÇİNDE k-kabuktaki elektronlardan birinin spini pozitif, diğerinin negatiftir. İÇİNDE L-kabuğunda (daha doğrusu, iki alt kabuğunda), sekiz elektrondan dördü pozitif spinlere ve diğer dördü negatif spinlere sahiptir. Her iki durumda da, bir kabuk içindeki elektron dönüşleri tamamen telafi edilir, böylece toplam manyetik moment sıfır olur. İÇİNDE M-kabukta durum farklıdır, çünkü üçüncü alt kabukta bulunan altı elektrondan beşi bir yöne yönlendirilmiş spinlere sahiptir ve yalnızca altıncısı diğer yöndedir. Sonuç olarak, demir atomunun manyetik özelliklerini belirleyen dört telafi edilmemiş spin kalır. (Dış ortamda N-kabuğun yalnızca iki değerlik elektronu vardır ve bunlar demir atomunun manyetizmasına katkıda bulunmaz.) Nikel ve kobalt gibi diğer ferromıknatısların manyetizması da benzer şekilde açıklanır. Bir demir numunesindeki komşu atomlar birbirleriyle güçlü bir şekilde etkileşime girdiğinden ve elektronları kısmen kollektif olduğundan, bu açıklama yalnızca gerçek durumun görsel fakat çok basitleştirilmiş bir diyagramı olarak değerlendirilmelidir.

Elektron dönüşünü dikkate alan atomik manyetizma teorisi, biri A. Einstein ve W. de Haas, diğeri S. Barnett tarafından gerçekleştirilen iki ilginç jiromanyetik deneyle desteklenmektedir. Bu deneylerin ilkinde, ferromanyetik malzemeden bir silindir Şekil 2'de gösterildiği gibi askıya alındı. 9. Sargı telinden akım geçtiğinde silindir kendi ekseni etrafında döner. Akımın (ve dolayısıyla manyetik alanın) yönü değiştiğinde ters yöne döner. Her iki durumda da silindirin dönüşü elektron dönüşlerinin düzenine bağlıdır. Barnett'in deneyinde ise tam tersine, keskin bir şekilde dönme durumuna getirilen asılı bir silindir, manyetik alanın yokluğunda mıknatıslanır. Bu etki, mıknatıs döndüğünde, dönme momentlerini kendi dönme ekseni yönünde döndürme eğiliminde olan bir jiroskopik momentin yaratılmasıyla açıklanmaktadır.

Komşu atom mıknatıslarını düzenleyen ve termal hareketin düzensiz etkisini ortadan kaldıran kısa menzilli kuvvetlerin doğası ve kökenine ilişkin daha kapsamlı bir açıklama için kuantum mekaniğine başvurulmalıdır. Bu kuvvetlerin doğasına ilişkin kuantum mekaniksel bir açıklama, 1928'de komşu atomlar arasındaki değişim etkileşimlerinin varlığını öne süren W. Heisenberg tarafından önerildi. Daha sonra G. Bethe ve J. Slater, atomlar arasındaki mesafe azaldıkça değişim kuvvetlerinin önemli ölçüde arttığını, ancak belirli bir minimum atomlar arası mesafeye ulaşıldığında bunların sıfıra düştüğünü gösterdi.

MADDENİN MANYETİK ÖZELLİKLERİ

Maddenin manyetik özelliklerine ilişkin ilk kapsamlı ve sistematik çalışmalardan biri P. Curie tarafından yapılmıştır. Manyetik özelliklerine göre tüm maddelerin üç sınıfa ayrılabileceğini tespit etti. İlk kategori, demirin özelliklerine benzer şekilde belirgin manyetik özelliklere sahip maddeleri içerir. Bu tür maddelere ferromanyetik denir; manyetik alanları önemli mesafelerde farkedilir ( santimetre. daha yüksek). İkinci sınıf paramanyetik adı verilen maddeleri içerir; Manyetik özellikleri genellikle ferromanyetik malzemelerinkine benzer, ancak çok daha zayıftır. Örneğin, güçlü bir elektromıknatısın kutuplarına olan çekim kuvveti, bir demir çekici elinizden koparabilir ve paramanyetik bir maddenin aynı mıknatısa olan çekimini tespit etmek için genellikle çok hassas analitik dengelere ihtiyacınız vardır. Son üçüncü sınıf, diyamanyetik maddeler olarak adlandırılan maddeleri içerir. Bir elektromıknatıs tarafından itilirler, yani. diyamanyetik malzemelere etki eden kuvvet, ferro ve paramanyetik malzemelere etki eden kuvvetin tersi yöndedir.

Manyetik özelliklerin ölçümü.

Manyetik özellikleri incelerken iki tür ölçüm çok önemlidir. Bunlardan ilki, bir mıknatısın yakınındaki numuneye etki eden kuvvetin ölçülmesi; Numunenin mıknatıslanması bu şekilde belirlenir. İkincisi, maddenin mıknatıslanmasıyla ilişkili “rezonans” frekanslarının ölçümlerini içerir. Atomlar minik "jirolar"dır ve ölçülebilen bir frekansta (yerçekiminin yarattığı torkun etkisi altındaki normal bir tepe gibi) bir manyetik alan presinde bulunurlar. Ayrıca, tıpkı bir iletkendeki elektron akımı gibi, manyetik indüksiyon hatlarına dik açıyla hareket eden serbest yüklü parçacıklara da bir kuvvet etki eder. Parçacığın yarıçapı şu şekilde verilen dairesel bir yörüngede hareket etmesine neden olur:

R = mv/eB,

Nerede M– parçacık kütlesi, v– hızı, e onun sorumluluğu ve B– manyetik alan indüksiyonu. Bu tür dairesel hareketin frekansı

Nerede F hertz cinsinden ölçülür, e– kolyelerde, M– kilogram cinsinden, B- Tesla'da. Bu frekans, manyetik alanda bulunan bir maddedeki yüklü parçacıkların hareketini karakterize eder. Her iki hareket türü de (dairesel yörüngeler boyunca devinim ve hareket), belirli bir malzemenin "doğal" frekans karakteristiğine eşit rezonans frekanslarına sahip alternatif alanlar tarafından uyarılabilir. İlk durumda, rezonansa manyetik denir ve ikincisinde siklotron (döngüsel hareketle benzerliğinden dolayı) atom altı parçacık bir siklotronda).

Atomların manyetik özelliklerinden bahsederken açısal momentumlarına özellikle dikkat etmek gerekir. Manyetik alan, dönen atom dipolüne etki eder, onu döndürme ve alana paralel yerleştirme eğilimi gösterir. Bunun yerine atom, dipol momentine ve uygulanan alanın gücüne bağlı bir frekansla alanın yönü (Şekil 10) etrafında ilerlemeye başlar.

Atomik devinim doğrudan gözlemlenemez çünkü bir örnekteki tüm atomlar farklı bir fazda devinir. Sabit düzen alanına dik olarak yönlendirilmiş küçük bir alternatif alan uygularsak, devinim yapan atomlar arasında belirli bir faz ilişkisi kurulur ve bunların toplam manyetik momenti, bireysel manyetik momentlerin devinim frekansına eşit bir frekansla devinmeye başlar. Presesyonun açısal hızı önemlidir. Kural olarak bu değer, elektronlarla ilişkili mıknatıslanma için 10 10 Hz/T düzeyindedir ve atom çekirdeğindeki pozitif yüklerle ilişkili mıknatıslanma için 10 7 Hz/T düzeyindedir.

Nükleer izleme kurulumunun şematik diyagramı manyetik rezonans(NMR) Şekil 2'de gösterilmektedir. 11. Üzerinde çalışılan madde kutuplar arasındaki tekdüze sabit bir alana sokulur. Daha sonra test tüpünü çevreleyen küçük bir bobin kullanılarak bir radyofrekans alanı uyarılırsa, numunedeki tüm nükleer "jiroların" devinim frekansına eşit belirli bir frekansta bir rezonans elde edilebilir. Ölçümler, bir radyo alıcısının belirli bir istasyonun frekansına ayarlanmasına benzer.

Manyetik rezonans yöntemleri yalnızca belirli atomların ve çekirdeklerin manyetik özelliklerini değil aynı zamanda çevrelerinin özelliklerini de incelemeyi mümkün kılar. Gerçek şu ki, katılardaki ve moleküllerdeki manyetik alanlar atomik yüklerle bozuldukları için homojen değildir ve deneysel rezonans eğrisinin ayrıntıları, presesyon çekirdeğinin bulunduğu bölgedeki yerel alan tarafından belirlenir. Bu, belirli bir numunenin yapısal özelliklerini rezonans yöntemlerini kullanarak incelemeyi mümkün kılar.

Manyetik özelliklerin hesaplanması.

Dünya alanının manyetik indüksiyonu 0,5 x 10 –4 Tesla iken, güçlü bir elektromıknatısın kutupları arasındaki alan yaklaşık 2 Tesla veya daha fazladır.

Herhangi bir akım konfigürasyonu tarafından oluşturulan manyetik alan, bir akım elemanı tarafından oluşturulan alanın manyetik indüksiyonu için Biot-Savart-Laplace formülü kullanılarak hesaplanabilir. Farklı şekillerdeki devreler ve silindirik bobinler tarafından oluşturulan alanın hesaplanması birçok durumda çok karmaşıktır. Aşağıda birkaç basit durum için formüller bulunmaktadır. Akım taşıyan uzun düz bir telin oluşturduğu alanın manyetik indüksiyonu (tesla cinsinden) BEN

Mıknatıslanmış bir demir çubuğun alanı, uzun bir solenoidin dış alanına benzer; birim uzunluk başına amper-dönüş sayısı, çubuğun içindeki akımlar iptal edildiğinden, mıknatıslanmış çubuğun yüzeyindeki atomlardaki akıma karşılık gelir. (Şekil 12). Amper ismiyle böyle bir yüzey akımına Amper adı verilmektedir. Manyetik alan kuvveti Ha bir Amper akımının yarattığı çubuk birim hacmi başına manyetik momente eşittir. M.

Solenoide bir demir çubuk sokulursa, solenoid akımının manyetik bir alan yaratmasına ek olarak H Mıknatıslanmış çubuk malzemesindeki atomik dipollerin düzeni mıknatıslanmayı yaratır M. Bu durumda toplam manyetik akı, gerçek ve Amper akımların toplamı ile belirlenir, böylece B = M 0(H + Ha bir), veya B = M 0(H+M). Davranış M/H isminde manyetik duyarlılık ve Yunan harfiyle gösterilir C; C– Bir malzemenin manyetik alanda mıknatıslanma yeteneğini karakterize eden boyutsuz miktar.

Büyüklük B/H Bir malzemenin manyetik özelliklerini karakterize eden manyetik geçirgenlik olarak adlandırılır ve şu şekilde gösterilir: anne, Ve anne = M 0M, Nerede anne- mutlak ve M– bağıl geçirgenlik,

Ferromanyetik maddelerde miktar Cçok olabilir büyük değerler– 10 4 ve 10 6'ya kadar. Büyüklük C Paramanyetik malzemeler sıfırdan biraz daha fazladır ve diyamanyetik malzemeler biraz daha azdır. Yalnızca boşlukta ve çok zayıf büyüklükteki alanlarda C Ve M sabittir ve dış alandan bağımsızdır. İndüksiyon bağımlılığı B itibaren H genellikle doğrusal değildir ve grafiklerine sözde denir. farklı malzemeler için ve hatta mıknatıslanma eğrileri farklı sıcaklıklarönemli ölçüde değişebilir (bu tür eğrilerin örnekleri Şekil 2 ve 3'te gösterilmiştir).

Maddenin manyetik özellikleri çok karmaşıktır ve bunların derinlemesine anlaşılması, atomların yapısının, moleküller içindeki etkileşimlerinin, gazlardaki çarpışmalarının ve katı ve sıvılardaki karşılıklı etkilerinin dikkatli bir analizini gerektirir; Sıvıların manyetik özellikleri hala en az araştırılan konudur.

Mıknatısların itici özellikleri ve teknolojide kullanımı

Mıknatıslar ve maddenin manyetik özellikleri.

Manyetizmanın en basit tezahürleri çok uzun zamandır bilinmektedir ve çoğumuza aşinadır. İki farklı mıknatıs türü vardır. Bazıları “sert manyetik” malzemelerden yapılmış kalıcı mıknatıslardır. Başka bir tür, "yumuşak manyetik" demirden yapılmış bir çekirdeğe sahip olan elektromıknatısları içerir.

Büyük olasılıkla "kelimesi mıknatıs"Bu mineralin büyük yataklarının bulunduğu Küçük Asya'daki antik Magnesia şehrinin adından türetilmiştir.

Manyetik kutuplar ve manyetik alan.

Bilim adamı Coulomb, burulma dengelerini kullanarak iki uzun ve ince mıknatısın etkileşimini inceledi. Coulomb, her kutbun belirli bir "manyetizma miktarı" veya "manyetik yük" ile karakterize edilebileceğini ve manyetik kutupların etkileşim yasasının, elektrik yüklerinin etkileşim yasasıyla aynı olduğunu gösterdi: iki benzer kutup birbirini itiyor, ve iki farklı kutup birbirini, bu kutuplarda yoğunlaşan "manyetik yükler" ile doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle çeker.

Mıknatısların uygulanması

Manyetik malzemelerin kullanımına ilişkin sayısız örnek vardır. Kalıcı mıknatıslar, endüstrimizde kullanılan birçok cihazın çok önemli bir parçasıdır. Gündelik Yaşam. Alıcı kafasında, hoparlörde, elektro gitarda, araba elektrik jeneratöründe, kayıt cihazlarının küçük motorlarında, radyo mikrofonlarında, elektrik sayaçlarında ve diğer cihazlarda bulunabilirler. Hatta "manyetik çeneler", yani birbirlerini iten ve sonuç olarak bağlantı gerektirmeyen yüksek derecede mıknatıslanmış çelik çeneler bile yapıyorlar.

Mıknatıslar yaygın olarak kullanılmaktadır modern bilim. Mikrodalga aralıklarında çalışma, manyetik kayıt ve oynatma ve manyetik depolama cihazlarının oluşturulması için manyetik malzemelere ihtiyaç vardır. Manyetostriktif dönüştürücüler denizin derinliğini belirlemeyi mümkün kılar. Uzayda ne kadar karmaşık bir şekilde dağılmış olursa olsun, ihmal edilebilecek kadar zayıf manyetik alanları ölçmeniz gerekiyorsa, son derece hassas manyetik elemanlara sahip manyetometreler olmadan bunu yapmak zordur.

Zararlı oldukları ortaya çıktığında mıknatıslarla savaştıkları durumlar da oldu. İşte Büyük Vatanseverlik Savaşı döneminden kalma, o zorlu yıllarda manyetizma uzmanlarının sorumlu çalışmalarını gösteren bir hikaye... Örneğin bir gemi gövdesinin mıknatıslanmasını ele alalım. Bu tür "kendiliğinden" mıknatıslanma hiç de zararsız değildir: yalnızca geminin pusulaları "yalan söylemeye" başlamakla kalmaz, aynı zamanda geminin alanını Dünya'nın alanıyla karıştırır ve yönü yanlış gösterir, yüzen mıknatıslı gemiler demir nesneleri çekebilir. Bu tür nesnelerin mayınlarla ilişkilendirilmesi durumunda çekimin sonucu açıktır. Bu yüzden bilim adamları, manyetik mayınlara nasıl tepki vereceklerini unutmak için Doğa'nın hilelerine müdahale etmek ve özellikle gemilerin manyetikliğini gidermek zorunda kaldılar.

Mıknatıslar esas olarak elektrik mühendisliği, radyo mühendisliği, alet yapımı, otomasyon ve telemekanik alanlarında kullanılmaktadır.

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.

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

Maddenin manyetik özellikleri bilim ve teknolojide yapıyı incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. farklı bedenler. İşte böyle ortaya çıktılar Bilimler:

Manyetokimya(manyetokimya) - manyetik ve manyetik arasındaki ilişkiyi inceleyen bir fiziksel kimya dalı 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, bir maddenin kimyasal yapısının özelliklerini açıklığa kavuşturmayı mümkün kılar.

Mikrodalga teknolojisi

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 eğriliği takip etmediğinden yeryüzü Düz bir çizgide yayılan bu iletişim hatları tipik olarak tepelerin üzerine veya radyo kulelerine yaklaşık 50 km aralıklarla kurulan aktarma istasyonlarından oluşur.

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.

Bir mıknatıs yardımıyla sinir hastalıklarını, diş ağrısını, uykusuzluğu, karaciğer ve mide ağrısını - yüzlerce hastalığı - tedavi etmeye çalıştılar (ve başarılı olamadılar).

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

Bir " araştırmacı“- 18. ve 19. yüzyılların başında yaşayan İskoçya'nın Linlithgow kasabasından ayakkabıcı Spence, mıknatısın çekici ve itici güçlerini etkisiz hale getiren siyah bir madde keşfettiğini iddia etti. Ona göre, bu gizemli madde ve iki kalıcı mıknatısın yardımıyla, kendi yaptığı iki perpetuum mobile'ın sürekli hareketini kolaylıkla sürdürebildiği iddia ediliyor. Bilimin daha sonraki dönemlerde bile kurtulmakta zorlandığı naif fikirlerin ve basit inançların tipik bir örneği olarak bugün bu bilgileri sunuyoruz. Spence'in çağdaşlarının, hırslı ayakkabıcının fantezilerinin anlamsızlığı konusunda en ufak bir şüpheye bile sahip olmadığı varsayılabilir. Ancak İskoçyalı bir fizikçi, dergide yayınlanan mektubunda bu vakadan bahsetmeyi gerekli gördü. Kimya Yıllıkları" 1818'de şöyle yazıyor:

"... Bay Playfair ve Kaptan Cater bu makinelerin her ikisini de incelediler ve sürekli hareket sorununun nihayet çözülmüş olmasından duydukları memnuniyeti dile getirdiler."

Böylece mıknatısların özelliklerinin pek çok şeyde yaygın olarak kullanıldığı ve bir bütün olarak tüm insanlık için oldukça faydalı olduğu ortaya çıktı.

Günümüzde kalıcı mıknatıslar insan yaşamının birçok alanında faydalı uygulamalar bulmaktadır. Bazen onların varlığını fark etmiyoruz, ancak hemen hemen her dairede çeşitli elektrikli ev aletleri ve mekanik cihazlarda, yakından bakarsanız onları bulabilirsiniz. Elektrikli bir tıraş makinesi ve bir hoparlör, bir video oynatıcı ve bir duvar saati, bir cep telefonu ve bir mikrodalga fırın ve son olarak bir buzdolabı kapısı; kalıcı mıknatıslar her yerde bulunabilir.

Tıbbi teknolojide ve ölçüm ekipmanlarında, çeşitli cihazlarda ve otomotiv endüstrisinde, DC motorlarda, akustik sistemlerde, elektrikli ev aletlerinde ve daha pek çok yerde kullanılırlar: radyo mühendisliği, enstrüman yapımı, otomasyon, telemekanik vb. - Bu alanların hiçbiri kalıcı mıknatıs kullanılmadan tamamlanmış sayılmaz.

Kalıcı mıknatısların kullanıldığı özel çözümler sonsuz sayıda listelenebilir, ancak bu makalenin konusu, kalıcı mıknatısların elektrik mühendisliği ve enerji mühendisliğindeki çeşitli uygulamalarına kısa bir genel bakış olacaktır.

Oersted ve Ampere'nin zamanlarından bu yana, akım taşıyan iletkenlerin ve elektromıknatısların kalıcı bir mıknatısın manyetik alanıyla etkileşime girdiği yaygın olarak bilinmektedir. Birçok motor ve jeneratörün çalışması bu prensibe dayanmaktadır. Örnekleri uzaklarda aramanıza gerek yok. Bilgisayarınızın güç kaynağındaki fanın bir rotoru ve bir statörü vardır.

Kanatlı pervane, daire şeklinde düzenlenmiş kalıcı mıknatıslara sahip bir rotordur ve stator, bir elektromıknatısın çekirdeğidir. Statorun mıknatıslanmasını tersine çevirerek, elektronik devre statorun manyetik alanının dönme etkisini yaratır; manyetik rotor, statorun manyetik alanını takip ederek ona çekilmeye çalışır - fan döner. Sabit sürücünün dönüşü de benzer şekilde uygulanır ve benzer şekilde çalışırlar.

Kalıcı mıknatıslar elektrik jeneratörlerinde de uygulama alanı bulmuştur. Örneğin ev rüzgar türbinleri için senkron jeneratörler uygulanan alanlardan biridir.

Jeneratör statorunda, çevre çevresinde, yel değirmeninin çalışması sırasında, rotor üzerine monte edilmiş kalıcı mıknatısların (kanatlar üzerinde esen rüzgarın etkisi altında) hareketli alternatif manyetik alan tarafından kesilen jeneratör bobinleri vardır. Buna uygun olarak, jeneratör bobinlerinin iletkenleri mıknatıslarla geçerek akımı tüketici devresine yönlendirir.

Bu tür jeneratörler yalnızca rüzgar türbinlerinde değil, aynı zamanda rotor üzerine uyarma sargısı yerine kalıcı mıknatısların yerleştirildiği bazı endüstriyel modellerde de kullanılır. Mıknatıslı çözümlerin avantajı, düşük nominal hızlara sahip bir jeneratör elde edebilme yeteneğidir.

İletken disk kalıcı bir mıknatısın alanında döner. Diskten geçen akım tüketimi, kalıcı mıknatısın manyetik alanıyla etkileşime girer ve disk döner.

Akım ne kadar büyükse, diskin dönme frekansı da o kadar yüksek olur, çünkü tork, kalıcı bir mıknatısın manyetik alanından diskin içindeki yüklü parçacıkları hareket ettiren Lorentz kuvveti tarafından oluşturulur. Temelde böyle bir sayaç, stator üzerinde mıknatıs bulunan düşük güçlü bir sayaçtır.

Zayıf akımları ölçmek için çok hassas ölçüm cihazları kullanılır. Burada, bir at nalı mıknatısı, kalıcı bir mıknatısın kutupları arasındaki boşlukta asılı duran küçük bir akım taşıyan bobin ile etkileşime girer.

Bobinin ölçüm işlemi sırasında sapması, bobinden akım geçtiğinde oluşan manyetik indüksiyon nedeniyle oluşan tork nedeniyle meydana gelir. Böylece, bobinin sapması, boşlukta ortaya çıkan manyetik indüksiyonun değeriyle ve buna göre bobin telindeki akımla orantılı olduğu ortaya çıkar. Küçük sapmalar için galvanometre ölçeği doğrusaldır.

Mutfağınızda mutlaka bir mikrodalga vardır. Ve iki kalıcı mıknatısı var. Mikrodalga aralığını oluşturmak için bir mikrodalga kurulur. Magnetronun içinde elektronlar, katottan anoda bir vakum içinde hareket eder ve hareket sırasında, anottaki rezonatörlerin yeterince güçlü bir şekilde uyarılması için yörüngelerinin bükülmesi gerekir.

Elektron yörüngesini bükmek için magnetronun vakum odasının üstüne ve altına halka kalıcı mıknatıslar yerleştirilir. Kalıcı mıknatısların manyetik alanı, elektronların yörüngelerini bükerek güçlü bir elektron girdabı elde edilir, bu da rezonatörleri harekete geçirir, bu da gıdayı ısıtmak için mikrodalga aralığında elektromanyetik dalgalar üretir.

Sabit disk kafasının doğru konumlandırılabilmesi için bilgi yazma ve okuma işlemi sırasındaki hareketlerinin çok hassas bir şekilde kontrol edilmesi ve kontrol edilmesi gerekir. Bir kez daha kalıcı bir mıknatıs kurtarmaya geliyor. Sabit sürücünün içinde, sabit bir kalıcı mıknatısın manyetik alanında, kafaya bağlı akım taşıyan bir bobin hareket eder.

Baş bobine akım uygulandığında, bu akımın manyetik alanı, değerine bağlı olarak, bobini sabit mıknatıstan daha güçlü veya daha zayıf bir yönde veya başka bir yönde iter, böylece kafa yüksek doğrulukla hareket etmeye başlar. . Bu hareket bir mikrodenetleyici tarafından kontrol edilir.

Enerji verimliliğini artırmak amacıyla bazı ülkelerde işletmelere yönelik mekanik enerji depolama cihazları inşa ediliyor. Bunlar, dönen bir volanın kinetik enerjisi formunda atalet enerjisinin birikmesi prensibiyle çalışan elektromekanik dönüştürücülerdir.

Örneğin Almanya'da ATZ, 20 MJ kapasiteli, 250 kW gücünde ve yaklaşık 100 Wh/kg spesifik enerji yoğunluğuna sahip bir kinetik enerji depolama cihazı geliştirdi. 100 kg volan ağırlığına sahip, 6000 devir/dakika hızla dönen, 1,5 metre çapında silindirik yapıya sahip, kaliteli rulmanlara ihtiyaç vardı. Sonuç olarak, alt yatak elbette kalıcı mıknatıslara dayalı olarak yapıldı.

Okuldaki yemekler iyi organize edilmelidir. Öğrenciye kantinde öğle yemeği ve sıcak kahvaltı verilmelidir. Birinci ve ikinci öğünler arasındaki aralık dört saati geçmemelidir. En en iyi seçenekÇocuğun kahvaltıyı evde yapması gerekir ama okulda ikinci kahvaltısını 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.

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 mıknatıs denir.

bu not alınmalı farklı malzemeler harici bir manyetik alana farklı tepki verirler.

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 büyük 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.

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, 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, her şeyden önce onu çıkarmaya çalışır. pratik fayda. 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.

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.

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

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.

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 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 çok daha az parçaya ihtiyaç duyarlar mekanik saat; 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 en çok gelir çeşitli tasarımlar; Bunlar arasında örneğin Prony freni, hidrolik ve elektromanyetik frenler bulunur.

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

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

Aşındırıcıların 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. 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) - frekans aralığı Elektromanyetik radyasyon(100х300.000 milyon hertz), ultra yüksek televizyon frekansları ile uzak kızılötesi frekanslar arasındaki spektrumda bulunur

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.

Gıda ürünlerinin ısıl işlemi. Mikrodalga radyasyonu, evde ve evde gıda ürünlerinin ısıl işleminde kullanılır. Gıda endüstrisi. 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.

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

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 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.

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 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. Onun hakkında Tıbbi özellikler Filozof Aristoteles ve tarihçi Pliny eserlerinde bahseder.

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. Onlar için de kullanılırlar geniş aralık bilim, teknoloji, elektronik ve tıptaki sorunlar ( 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 alanların yardımıyla hareket ettirilebilen minyatür kapsüller var. kan damarları bunları genişletmek için yolun belirli kısımlarından örnekler alın veya tam tersine, çeşitli ilaçları kapsüllerden yerel olarak çıkarın.

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.

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.