1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как действует магнит

Почему магнит «магнитит»?

Все вы в своей жизни встречались с постоянными магнитами . Сегодня я вам предлагаю разобраться, как в нем все устроенно и почему он магнитит?

Для этого я предлагаю вам понять, что такое магнитное поле ?

Электричество было открыто еще где-то в 17 веке, но практическую пользу этого открытия люди поняли еще не скоро. Ученые заметили, что два проводника с током взаимодействуют друг с другом. Они попытались описать это взаимодействие. Но, как и для любой сферы физики требовалась математическая модель . Такой моделью послужило магнитное поле. В 1820 году Эрстед заметил, что проводник с током оказывает ориентирующее действие на магнитную стрелку. Разгадал эту загадку великий ученый — Майкл Фарадей .

Движущиеся заряды изменяют свойства окружающего пространства, то есть создают магнитное поле. А присутствие этого поля определяется тем, что на заряды, которые двигаются в нем, действует сила . По сути, эта сила обусловлена взаимодействием магнитных полей, создаваемых обоими зарядами. Про магнитное поле можно говорить еще очень много, но это уже выходит за рамки данной статьи. Если вам интересно , то дайте мне знать об этом и я выпущу отдельную статью, посвященную этой модели.

А сейчас мы пойдем дальше. Магнитное поле по особому ведет себя в веществе . Любая среда способна изменить характеристики поля, так как каждое вещество является магнетиком . Магнетики в свою очередь разделяются на 3 основных вида : диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Мы с вами будем рассматривать последний тип — ферромагнетики, так как именно из них делают постоянные магниты.

Ферромагнетики

Этот класс веществ отличается тем, что они способны сохранять свою намагниченность даже в отсутствие внешнего магнитного поля, но как им это удается? Все дело в том, что внутри этих материалов существуют области с однонаправленным магнитным моментом — так называемые домены.

Но подождите, не так быстро, это последний уровень абстракции. Начнем с уровня пониже. Многие элементарные частицы обладают собственным магнитным моментом. То есть сами по себе электроны уже являются мини-магнитами .

В атоме электроны находятся на электронных оболочках, и как мы выяснили ранее, их движение становится причиной появления магнитного поля. Это называется орбитальным магнетизмом . Но здесь есть небольшая загвоздка: согласно принципам квантовой механики, электроны движутся в разные стороны по орбиталям, и их суммарное магнитное поле , согласно принципу суперпозиции, обнуляется . Но вот если оболочка не до конца заполнена, то тогда направление и собственного магнитного момента электронов и их движения, совпадает. Поэтому, если у атома оболочка заполнена наполовину , то его собственное магнитное поле достаточно велико. Такими элементами являются хорошо вам известные: железо, никель, кобальт и так далее.

Читать еще:  Как блохи приспособились к паразитизму

И теперь наконец домены . Атомы в некоторых веществах могут объединяться в микро области, в которых магнитные магнитные моменты направлены в одну сторону. Именно благодаря наличию таких моментов вещество может обладать свойством постоянной намагниченности. В присутствии внешнего сильно магнитного поля, эти домены ориентируются по нему . А после они могут поддерживать друг друга, оставаясь таким образом в постоянной намагниченности.

Самым большим и мощным магнитом на нашей планете является сама Земля . Магнитное поле Земли защищает нас от пагубного солнечного ветра и других ионизирующих космических лучей. Спасибо за внимание, не забывайте ставить пальцы вверх и подписываться на канал , дальше вас ждет еще больше интересного!

Суть магнита. Почему магниты магнитят. Природа и принцип действия магнитов и электромагнитов.

Тема: что из себя представляет магнит, его суть, устройство и принцип действия.

Трудно найти человека, который бы не знал, что такое магнит. Точнее о том, что некий металлообразный кусок может притягивать к себе различные железные предметы, а также взаимно притягиваться или взаимно отталкиваться от другого такого же магнита. Но вот саму природу подобных явлений знает далеко не каждый. Хотя суть магнита не таит в себе особых тайн и сложностей. Всё в нём достаточно просто. Давайте же в этой статье рассмотрим причину и природу, что стоит в основе работы магнита.

Итак, прежде всего начнём со следующего. Думаю Вам приходилось слышать, что основой работы любых электрических приборов является движение электрического тока по внутренним цепям устройства. Электрический ток представляет собой маленькие электрические частицы, имеющие определённый электрический заряд и упорядоченно передвигаемые внутри проводников (всего того, что проводит через себя ток) при появлении такой возможности (когда возникает замкнутая цепь). Частицы с отрицательным зарядом принято называть электронами. Именно они в твёрдых веществах совершают свою работу (передвижение). В жидких и газообразных веществах передвигаются ионы, имеющие плюсовой заряд.

Какая же связь между электрически заряженными частицами и магнитами, выражающую его суть? А связь прямая! Учёными давно было установлено, что магнитное поле возникает именно вокруг движущегося электрического заряда. Также Вы могли слышать о том, что магнитные поля существуют вокруг обычных проводов, по которым дижится ток. Как только ток прекращает своё движение, то и электромагнитное поле также пропадает. Это суть и условие возникновения магнитного поля.

Из школьной физики известно, что любые окружающие нас вещи и предметы состоят из атомов и молекул (достаточно мелких элементарных частиц). Эти самые элементарные частицы, в свою очередь, имеют следующее строение. Внутри находится ядро (состоящее из протонов и нейтронов) (ядро имеет плюсовой заряд), а вокруг этого ядра с огромной скоростью вращаются более мелкие частички, это электроны (имеющие отрицательный заряд).

Читать еще:  Какие делать упражнения для похудения

Так вот, суть магнита заключается в следующем. Поскольку мы выяснили, что магнитное поле возникает вокруг движущихся электрических зарядов, а электроны есть во всех атомах и молекулах, и они постоянно движутся, следовательно атомы и молекулы имеют вокруг себя магнитные поля (они очень малы и по силе и по размерам). В добавок стоит учесть, что различные вещества и предметы имеют различные магнитные свойства. У одних магнитные свойства выраженные очень сильно, а у других на столько слабо, что свидетельствует о полном отсутствии полей.

Вот основа природы и сути магнита. Но ведь даже те вещества, которые имеют большую интенсивность проявления магнитных полей (это ферромагнетики, самым известным из которых является простое железо) не всегда магнитят. Почему же так? Потому что существует эффект однонаправленности и хаотичности. Поясню что это такое. Суть магнита (проявление магнетизма) зависит не только от вещества, но и от того положения атомов и молекул, которое имеется внутри вещества. Если два магнита соединить таким образом, что их полюса будут совпадать по направлению, то магнитная сила полей усилит друг друга и итоговое общее поле станет сильнее. Но если эти магниты расположить относительно друг друга противоположными полюсами, естественно, они будут угнетать друг друга, а их общее поле осклабится. Так и внутри веществ, чтобы получить наибольшее магнитное поле, необходимо что бы все атомы и молекулы магнитного вещества были однонаправленные своими полюсами. Это достигается различными способами.

И так, с самой сутью магнита и его природой действия разобрались. Теперь немного о том как делаются магниты. Если нужно изготовить постоянный магнит (обычный кусок магнита, который постоянно магнитит) берут материал из ферромагнетика, помещают его в магнитное поле достаточно большой интенсивности на определённое время. После чего этот ферромагнетик сам начинает обладать магнитными свойствами. В результате помещения его в магнитное поле большой интенсивности элементарные частицы вещества повернулись в одну сторону, что послужило возникновению эффекта однонаправленности атомов и молекул.

Для получения электромагнитов использую простые медные катушки, внутрь которых помещён сердечник из ферромагнетика, усиливающий общий магнитный эффект. То есть, когда через эту катушку пропускают постоянный ток она начинает притягивать к себе железные предметы. По катушки ведь течёт ток (заряженные частицы). Следовательно вокруг неё будет возникать и электромагнитное поле. А чем больше витков на катушке и чем больше тока будет проходить через неё, тем большая магнитная сила будет порождаться вокруг неё.

Читать еще:  Какие существуют стили дизайна

Почему магнит притягивает? Описание, фото и видео

Магниты, такие, как игрушки, прилепленные к вашему домашнему холодильнику, или подковы, которые вам показывали в школе, имеют несколько необычных черт. Прежде всего, магниты, притягиваются к железным и стальным предметам, например к двери холодильника. Кроме того, у них есть полюса.

Приблизьте друг к другу два магнита. Южный полюс одного магнита притянется к северному полюсу другого. Северный полюс одного магнита отталкивает северный полюс другого.

Магнитное и электрический ток

Магнитное поле генерируется электрическим током, то есть движущимися электронами. Электроны, движущиеся вокруг атомного ядра, несут отрицательный заряд. Направленное перемещение зарядов с одного места на другое называется электрическим током. Электрический ток формирует около себя магнитное поле.

Силовые линии магнитного поля

Это поле своими силовыми линиями, как петлей, охватывает путь электрического тока, подобно арке, которая стоит над дорогой. Например, когда включают настольную лампу и по медным проводам течет ток, то есть электроны в проводе перескакивают от атома к атому и вокруг провода создается слабое магнитное поле. В линиях высоковольтных передач ток намного сильнее, чем в настольной лампе, поэтому вокруг проводов таких линий формируется очень сильное магнитное поле. Таким образом, электричество и магнетизм — это две стороны одной и той же медали — электромагнетизма.

Движение электронов и магнитное поле

Движение электронов внутри каждого атома создает вокруг него крошечное магнитное поле. Движущийся по орбите электрон образует вихреобразное магнитное поле. Но большая часть магнитного поля создается не движением электрона по орбите вокруг ядра, а движением электрона вокруг своей оси, так называемым спином электрона. Спин характеризует вращение электрона вокруг оси, как движение планеты вокруг своей оси.

Почему материалы магнитятся и не магнитятся

В большинстве материалов, таких, как пластмассы, магнитные поля отдельных атомов ориентированы беспорядочно и взаимно гасят друг друга. Но в таких материалах, как железо, атомы можно сориентировать так, что их магнитные поля сложатся, поэтому кусок стали намагничивается. Атомы в материалах соединены в группы, которые называются магнитными доменами. Магнитные поля одного отдельного домена сориентированы в одну сторону. То есть каждый домен — это маленький магнитик.

Различные домены ориентированы в самых разнообразных направлениях, то есть неупорядоченно, и гасят магнитные поля друг друга. Поэтому стальная полоса — не магнит. Но если нам удастся сориентировать домены в одну сторону, чтобы силы магнитных полей сложились, вот тогда берегитесь! Стальная полоса станет мощным магнитом и притянет любой железный предмет от гвоздя до холодильника.

Источники:

http://zen.yandex.ru/media/id/5b76c5b62939bc00a9190dd3/5c1bdd473c8d5800a900be87
http://electrohobby.ru/sut-magn-pr-pr-dey-bcr.html
http://kipmu.ru/pochemu-magnit-prityagivaet-ili-vse-o-magnitnyx-polyax/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector