Свободный магнит это

Причины магнетизма Является ли материал магнитом или нет, зависит от атомов материала

Является ли материал магнитом или нет, зависит от атомов материала.В таких материалах, как железо, никель и кобальт, группы атомов находятся в крошечных областях, называемых доменами.Расположение доменов в объекте определяет, является ли объект магнитом.При перемещении доменов магнит размагничивается или теряет свои магнитные свойства.

Посмотрим, что можно выжать из самой умной книжки «И.В.Савельев. Курс общей физики. Том 2. Электричество и магнетизм», — круче этой макулатуры, вы вряд ли сможете что-либо откопать. Значит так, в 1820 году некий чувак под фамилией Эрстед замутил опыт с проводником, и рядом стоящей с ним компасной стрелкой. Пуская электрический ток по проводнику в разных направлениях, он убедился в том, что стрелка чётко сориентируется понятно с чем. Из опыта баклан заключил, что магнитное поле имеет направленный характер. В более позднее время выяснили ( интересно, как ? ), что магнитное поле в отличие от электрического не оказывает действия на покоящийся заряд. Сила возникает лишь тогда, когда заряд движется ( возьмём на заметку ). Движущиеся заряды ( токи ) изменяют свойства окружающего их пространства и создают в нём магнитное поле. То есть отсюда следует, что магнитное поле порождается движущимися зарядами.

Вот видите, всё дальше в электричество уклоняемся. Ведь в магните-то ни фига не двигается и ток в нём не течёт. Вот, что по этому поводу сморозил Ампер: он предположил, что в молекулах вещества циркулируют круговые токи ( молекулярные токи ). Каждый такой ток обладает магнитным моментом и создаёт в окружающем пространстве магнитное поле. В отсутствие внешнего поля молекулярные токи ориентированы беспорядочным образом, вследствие чего обусловленное ими результирующее поле равно нулю ( прикольно, да ? ). Но этого мало: В силу хаотической ориентации магнитных моментов отдельных молекул суммарный магнитный момент тела также равен нулю. — Чувствуете, как ересь всё крепчает и крепчает 😉 ? Под действием поля магнитные моменты молекул приобретают преимущественную ориентацию в одном направлении, вследствие чего магнетик намагничивается — его суммарный магнитный момент становится отличным от нуля. Магнитные поля отдельных молекулярных токов в этом случае уже не компенсируют друг друга и возникает поле. Ура !

Ну, каково ?! — Оказывается материал магнетика всё время намагничен ( ! ), только хаотично. То есть, если начать делить большой кусок на более маленькие, и добравшись до самых микро-при-микро дребеней, получим таки нормально работающие магниты ( намагниченные ) без какого бы то ни было намагничивания !!! — Вот, ведь бред.

Небольшая справка, так, для общего развития: Намагничение магнетика характеризуется магнитным моментом единицы объёма. Эту величину называют намагниченностью и обозначают буквой «J».

Продолжим наше погружение. Маленько из электричества: А вы знаете, что линии магнитной индукции поля прямого тока представляют собой систему охватывающих провод концентрических окружностей ? Нет ? — Теперь знайте, но не верьте. По-простому если сказать, то представьте зонтик. Ручка зонтика это направление тока, а вот край самого зонтика ( к примеру ), т.е. окружность — это, типа, линия магнитной индукции. Причём начинается такая линия из воздуха, и заканчивается, понятно, тоже нигде ! — Вы себе этот бред физически представляете ? Под это дело подписали целых трех мужиков: закон Био-Савара-Лапласа называется. Вся запарка идёт оттого, что где-то не правильно представили саму сущность поля, — почему оно появляется, что оно есть, собственно, где начинается, куда и как распространяется.

Теперь немного о форме магнитного поля в проводниках с током ( как база для нашего дальнейшего разговора ). Эта тема бывает гораздо туманнее, чем мы привыкли то думать. Про прямой проводник я уже написал, — поле в форме тонкого цилиндра вдоль проводника. Если намотать катушечку на цилиндрической картонке и пустить ток, то поле у такой конструкции ( а называется она умно, — соленоид ) будет таким же, как и у аналогичного цилиндрического магнита, т.е. линии выходят с торца магнита ( или предполагаемого цилиндра ) и входят в другой торец, образуя в пространстве подобие эллипсов. Чем длиннее катушка или магнит, тем более плоские и вытянутые эллипсы получаются. У кольца с напругой прикольное поле: а именно в форме тора ( представьте поле прямого проводника свёрнутого в калачик ). С тороидом вообще хохма ( это теперь уже соленоид, свёрнутый в бублик ), — у него вне него самого магнитной индукции нет ( ! ). Если взять бесконечно длинный соленоид, — то та же фигня. Только мы знаем, что бесконечного ничего не бывает, вот поэтому у соленоида-то с торцов и брызжет, фонтанирует типа ;))) . А еще, — внутри соленоида и тороида поле однородно. Во как.

Хей, вы ещё не уснули ? Нет ? Тогда продолжим. Оказывается, все материалы в природе делятся не на два класса: магнитные и не магнитные, а на три ( в зависимости от знака и величины магнитной восприимчивости ): 1. Диамагнетики, у которых она мала и отрицательна по величине ( короче, практически нулевая, и намагнитить их ни за что не сможете ), 2. Парамагнетики, у которых она тоже невелика но положительна ( тоже около нуля; намагнитить можно маленько, но вы это всё равно не почувствуете, так что один фиг ), 3. Ферромагнетики, у которых она положительна и достигает просто гигантских значений ( в 1010 раз больше чем у парамагнетиков ! ), кроме того у ферромагнетиков восприимчивость является функцией напряжённости магнитного поля. На самом деле есть ещё один вид веществ, — это диэлектрики, у них совершенно обратные свойства и они нам не интересны.

Нас, конечно, интересуют ферромагнетики, которые называются так из за включений железа ( феррум ). Железо может быть заменено на аналогичные по свойствам хим. элементы: никель, кобальт, гадолиний, их сплавы и соединения, а также некоторые сплавы и соединения марганца и хрома. Вся эта байда с намагниченностью работает, только если вещество в кристаллическом состоянии. ( Намагниченность остаётся благодаря эффекту под названием «Петля Гистерезиса», — ну это вы все и так знаете ). Интересно узнать, что существует некая «температура Кюри», причём это не какая-то определённая температура, а для каждого материала своя, при превышении которой все ферромагнитные свойства исчезают. Совсем обалденно узнать, что существуют вещества и пятой группы, — называются антиферромагнетики ( эрбий, диспозий, сплавы марганца и МЕДИ !!! ). У этих спец материалов есть ещё одна температура: «антиферромагнитная точка Кюри» или «точка Нееля», — ниже которой устойчивые свойства этого класса также исчезают. ( Выше верхней точки вещество ведёт себя, как парамагнетик, а при температурах, меньших нижней точки Нееля, становится ферромагнетиком ).

Я почему это всё так спокойно рассказываю ? — Обращаю ваше внимание, что я никогда не говорил, что химия неправильная наука ( только физика ), — а это чистейшая химия. Представьте себе: берёте медь, охлаждаете её нехило, намагничиваете, — и у вас в руках ( в варежках 😉 лежит магнит. А ведь медь то не магнитная !!! — Правда, клёво.

Ещё нам из этой книжки могут понадобиться парочка вещей чисто электромагнитных, для создания альтернатора, например. Явление номер 1: В 1831 году Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Это явление называют электромагнитной индукцией, а возникающий ток индукционным. А теперь самое главное: Величина ЭДС индукции не зависит от способа, которым осуществляется изменение магнитного потока, и определяется лишь скоростью изменения потока ! — Созревает мысль: Чем быстрее крутится ротор со шторками, тем большего значения достигает наведённая ЭДС, и тем больше снимаемое напряжение со вторичной цепи альтернатора ( с катушек ). Правда, дядя Ленц нагадил нам своим «Правилом Ленца»: индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей. Позже объясню, как это дело в альтернаторе ( да и в других моделях ) обходится.

Явление номер 2: Индукционные токи могут возбуждаться и в сплошных массивных проводниках. В этом случае их называют токами Фуко или вихревыми токами. Электрическое сопротивление массивного проводника мало, поэтому токи Фуко могут достигать очень большой силы. В соответствии с правилом Ленца токи Фуко выбирают внутри проводника такие пути и направления, чтобы своим действием возможно сильнее противиться причине, которая их вызывает. Поэтому движущиеся в сильном магните поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем. Это надо знать и учитывать. К примеру, в альтернаторе, если сделать по общепринятой неправильной схеме, то в движущихся шторках возникают токи Фуко, ну и тормозят процесс, конечно. Об этом, на сколько я понимаю, вообще никто не задумывался. (Примечание: Единственным исключением является униполярная индукция, открытая Фарадеем и усовершенствованная Теслой, при которой не возникает вредного влияния самоиндукции).

Явление номер 3: Электрический ток, текущий в любом контуре, создаёт пронизывающий этот контур магнитный поток. При изменениях тока изменяется также и магнитный поток, вследствие чего в контуре индуцируется ЭДС. Это явление называется самоиндукцией. В статье об альтернаторах расскажу и об этом явлении.

Теперь парочка интересных мыслей по поводу сущности постоянных магнитов. В машине Говарда Р. Джонсона, точнее в патентной документации к ней, высказана вот какая идея: «Данное изобретение относится к методу использования спинов непарных электронов в ферромагнетике и других материалах, которые являются источниками магнитных полей, для производства мощности без потока электронов, как это происходит в обычных электрических проводниках, и к моторам с постоянными магнитами для использования данного метода при создании источника мощности. В практике данного изобретения спины непарных электронов, находящихся внутри постоянных магнитов, используются для того, чтобы создать источник движущей мощности единственно путем сверхпроводящих характеристик постоянных магнитов и магнитного потока, созданного магнитами, который управляется и концентрируется таким образом, чтобы ориентировать магнитные силы для постоянного производства полезной работы, такой как смещение ротора относительно статора». Отметим, что Джонсон пишет в своем патенте о постоянном магните, как о системе со «сверхпроводящими характеристиками» ! Токи электронов в постоянном магните — проявление реальной сверхпроводимости, для которой не требуется система охлаждения проводников, чтобы обеспечить нулевое сопротивление. Более того, «сопротивление» должно быть отрицательным, чтобы магнит мог сохранять и возобновлять свое намагниченное состояние.

А что, вы думаете, что всё о «постоянниках» знаете ? Вот простой вопрос: — А как выглядит картина силовых линий простого ферромагнитного кольца ( магнит от обычного динамика ) ? Почему-то, исключительно все полагают, что также, как и у любого кольцевого проводника (а в книжках, естественно, ни в одной не нарисовано). И вот тут то вы и ошибаетесь !

На самом деле ( см. рисунок ) в области, прилегающей к отверстию кольца, с линиями происходит что-то непонятное. Вместо того чтобы непрерывно пронизывать его, они расходятся, очерчивая фигуру, напоминающую туго набитый мешок. Он имеет, как бы две завязки – вверху и внизу ( особые точки 1 и 2 ), — магнитное поле в них меняет направление.

Можно проделать классный опыт ( типа, нормально не объяснимый ;), — поднесём снизу к ферритовому кольцу стальной шарик, а к его нижней части металлическую гайку. Она тут же притянется к нему ( рис. а ). Здесь все понятно – шарик, попав в магнитное поле кольца, стал магнитом. Далее станем вносить шарик снизу вверх в кольцо. Здесь гайка отвалится и упадёт на стол ( рис. б ). Вот она, нижняя особая точка ! В ней изменилось направление поля, шарик стал перемагничиваться и перестал притягивать гайку. Подняв шарик выше особой точки, гайку вновь можно примагнитить к нему ( рис. в ). Эту приколку с магнитными линиями первым обнаружил М.Ф. Остриков.

Dragons’ Lord

Два типа магнитов: постоянные и непостоянные

Непостоянные: когда заряженные частицы движутся в пространстве, они создают магнитное поле (электромагниты)- искусственные магнитыПостоянные: Электроны имеют собственное магнитное поле, которое может складываться в определенном веществе, создавая магнитное поле (спин) -естественные и искусственные магниты

Постоянный естественный магнит

Постоянный искусственный магнит – это объект, изготовленный из материала, который намагничен и создает свое собственное постоянное магнитное поле

Постоянный искусственный магнит – это объект, изготовленный из материала, который намагничен и создает свое собственное постоянное магнитное поле.

Пример: магнит, используемый для хранения заметок на двери холодильника (постоянный искусственный магнит).

Создание искусственного магнита

Магнит можно создать, намагничивая кусок железа или стали(постоянный магнит) или используя электрический ток в электромагните (непостоянный магнит).

Использование магнитов Трансформеры

ТрансформерыЖесткие и гибкие диски для телефонов и компьютеровВидеомагнитофоны и кассетыКредитные картыКомпьютерные колонкиМоторы (как переменного, так и постоянного тока)Датчики скоростиСоленоиды для реле, клапанов и т. д.Магнетос (самолет с поршневым двигателем)

Есть другие минералы, которые являются естественными магнитами, но у них слабые магнитные свойства

Есть другие минералы, которые являются естественными магнитами, но у них слабые магнитные свойства. Некоторые из них – пирротин, феррит и колумбит.

Естественные магниты Естественный магнит – это магнит, который встречается в природе

Естественный магнит – это магнит, который встречается в природе. Все природные магниты являются постоянными магнитами, что означает, что они никогда не потеряют свою магнитную силу.Природные магниты можно найти в песчаных отложениях в разных частях света. Самым сильным природным магнитом является магнетит(магнитный железняк). Этот минерал черного цвета и очень блестящий при полировке. На самом деле этот магнит использовался в самых первых из когда-либо сделанных компасов. Поскольку естественные магниты являются постоянными магнитами, то если магниту позволят свободно вращаться, то он будет ориентироваться в магнитном поле Земли.

Поезда на магнитной подушке Magnetic +

Поезда на магнитной подушке

Magnetic + Levitation = maglevПоезда Maglev «плавают» над неподвижной стальной подушкой с электромагнитным приводом. Приводятся в движение током, движение происходит без двигателей, без колес и без дополнительных источников энергии. Система является экологически чистой, энергоэффективной и работает при любых погодных условиях.

Искусственные магниты Искусственные магниты изготавливаются путем

Искусственные магниты изготавливаются путем:Намагничивания железа, никеля, кобальта и сплавов вышеперечисленных металлов

Полюса магнитов Магниты являются наиболее сильными с двух сторон, называемых «северным полюсом» и «южным полюсом»

Магниты являются наиболее сильными с двух сторон, называемых «северным полюсом» и «южным полюсом»

В громкоговорителях вашего радио и в телевизорах имеются постоянные магниты, окружающие электромагнит, который прикреплен к мембране громкоговорителя

В громкоговорителях вашего радио и в телевизорах имеются постоянные магниты, окружающие электромагнит, который прикреплен к мембране громкоговорителя.

Изменяя электрический ток через провода вокруг электромагнита, диффузор(мембрана) динамика перемещается вперед и назад.

Результирующая вибрация конуса динамика будет создавать звуковые волны- голоса и музыку.

Искусственные магниты Искусственными магниты – это магниты, созданные человеком

Искусственными магниты – это магниты, созданные человеком. Именно эти магниты находятся на дверце вашего холодильника, и они обладают магнитной силой, как и те крошечные постоянные магниты, которые вы можете купить в магазине игрушек.

Основные выводы Все магниты имеют

Все магниты имеют Северный и Южный полюсаЛинии магнитного поля начинаются на севере и заканчиваются на южном полюсе.Линии магнитного поля не пересекаются.Магнетизм существует на атомном уровне.Магнетизм является результатом движущихся зарядов.Некоторые магниты являются непостоянными, в то время как другие являются постоянными.Типы магнетизма: ферромагнетизм, парамагнетизм, диамагнетизм.