Ферромагнетики і електромагніти

Ферромагнетики і електромагніти – опис, магнітні властивості, характеристика, сила намагнічування, застосування, температура Кюрі, магнітна проникність.

Є два типи магнітів і феромагнетиків, здатних підтримувати постійне магнітне поле, і електромагніти, сформовані потоком струму.

завдання навчання

  • Розібратися в типах магнітів.

Основні пункти

  • Потужні електромагнітних ефекти проявляються лише в певних матеріалах (нікель, залізо, кобальт і гадоліній). Їх називають феромагнітними.
  • Магнітні домени (ділянки з однорідною формою) орієнтовані безладно в немагнітному феромагнітному матеріалі, але можуть вирівнятися через вплив зовнішнього магнітного поля.
  • Якщо ферромагніт нагріти до температури Кюрі, то він втратить магнетизм.
  • У електромагніт магнітне поле формується потоком струму.
  • Соленоїд (потужний електромагніт) можна створити, обмотавши котушку проводами.

терміни

  • Соленоїд – котушка з проводами, що функціонує в якості магніту при проході електричного поля.
  • Температура Кюрі – відмітка, вище якої матеріал втрачає магнетизм.
  • Магнітний домен – ділянку в магнітному матеріалі з рівномірною намагниченностью.

Ферромагнетики і електромагніт

Дуже часто за магніт приймають постійний магніт, якими можна прикрасити холодильник. Правильно подібні об’єкти іменувати феромагнетиками. Є також електромагніти, де магнітне поле створюється при проході струму.

ферромагнетики

Тільки певні матеріали (кобальт, нікель, залізо) володіють сильними магнітними властивостями. За це їх називають феромагнетиками (від латинського ferrum – залізо). Є також і слабкі матеріали, чия чутливість вимірюється спеціальними приладами. Ферромагнетики не тільки активно реагують на присутність магніту, а й здатні намагнічуватися (можна перетворити в магніти).

Якщо наблизити магніт в немагнітних феррамагніту, то перший створює локальну намагніченість. При створенні струмом магнітного поля в мікроскопічному масштабі, з’являються ділянки в матеріалі (магнітні домени). В межах цих доменів полюса окремих атомів вирівнюються і кожен функціонує як мініатюрний магніт. Реагуючи на зовнішнє магнітне поле, домени здатні збільшуватися до міліметрового розміру і вирівнюватися. Подібна индуцированная намагніченість може стати стабільною, якщо матеріал нагріти і охолодити.

Струм (I), протікає крізь магнітне поле (В). Поле орієнтоване відповідно до правила правої руки

(А) – немагнітний частина заліза володіє випадково орієнтованими ділянками. (b) – При намагнічуванні зовнішнім полем домени демонструють серйозні вирівнювання, а деякі виростають за рахунок інших. Окремі атоми вирівнюються всередині доменів, і кожен атом функціонує як самостійний магніт

Постійний магніт здатний розмагнітитися при жорстких ударах або нагріванні у відсутності іншого магніту. Є певна температура для феромагнітних матеріалів – температура Кюрі. Якщо їх нагріти вище цієї позначки, то вони втратять намагніченість (1043 К або 770 ° С для заліза).

електромагніти

Магнітне поле формується через переміщення електричного струму. Воно вимкнеться, як тільки струм зникне. Їх активно застосовують в електричних пристроях (генератор, двигун, гучномовець, реле, жорсткий диск).

Електричний струм в проводі формує навколо нього магнітне поле. Щоб сконцентрувати його, на котушку безліч разів намотують дріт. Магнітне поле від кожного завитка проходить крізь центр котушки, формуючи всередині потужне магнітне поле. За формою котушка нагадує витягнуту трубу (спіраль) – соленоїд. Якщо всередині прихована серцевина (наприклад, з м’якого заліза), то потужність збільшується.

Простий електромагніт, представлений ізольованим проводом котушкою з залізним сердечником. Генерируемая магнітним полем сила виступає пропорційною величиною струму.

Напрямок магнітного поля крізь котушку можна порівняти з правилом правої руки. Якщо пальці імітують скручування котушки, то великий палець вкаже на напрямок поля всередині неї. Сторона магніту, з якої з’являються лінії поля, визначається як північний полюс. Головна перевага електромагніту в тому, що він здатний швидко створювати потрібний діапазон поля. Але для цього потрібно постійно додавати електричну енергію.

Ссылка на основную публикацию