בכל יום בחיים ובכל מגזר נעשה שימוש במגנטים קבועים (כמו מגנט Neodymium / Samarium Cobalt Magnets) או אלקטרומגנטים וחשוב להיות מסוגלים להבחין בין שני המגנטים.
רקע כללי
ישנם סוגים שונים של מוצרים מגנטיים, החל מאלה שאנו משתמשים בבית, עבור משרדים ועד מגנטים תעשייתיים ניכרים שיכולים להרים ולהעביר בקלות מכוניות שלמות או חפצים חסרי כבוד אחרים עשויים מתכת פשוט בעוצמות המגנטיות שלהם. לפיכך, פונקציות מגנטיות שונות בכל תרחיש.
במקום זאת, המאמר יתמקד הן במגנטים הקבועים והן באלקטרומגנטים
באופן כללי, מגנט הוא חומר או אובייקט מתכתי המייצר שדה מגנטי; הוא מייצר כוח המושך חומרים פרומגנטיים אחרים כמו ברזל ומושך או דוחה אחרים. כל הגבישים בליבת החומרים המגנטיים תלויים בייצור קוטב צפון וקוטב דרום.
קטבים שונים או מנוגדים מושכים זה את זה בעוד שאותם מוטות או אותם קטבים דוחים. כלומר, הקוטב הצפוני והדרומי מושכים, ואילו צפון וצפון או דרום ודרום דוחים. מוצרים מגנטיים נמצאים ושימושיים במקומות שונים כמו מגורים, משרדים, תעשיות ואפילו בעבודות דמיון. אי אפשר להדגיש את חשיבותם של המגנטים.
עוצמות מגנטיות
השדות המגנטיים (המכונים שדות B או B-B) מיוצרים על ידי הזרמים החשמליים או המטענים הנעים. זרמים אלה הם זרמים בלתי נראים לעיניים רגילות בהן שברים טעונים זורמים.
שדה מגנטי הוא שדה וקטורי המתאר את ההשפעה המגנטית של מטענים חשמליים בתנועה יחסית וחומרים ממגנטיים. שדות מגנטיים נצפים במגוון רחב של מאזני גודל, החל מחלקיקים תת אטומיים לגלקסיות. בחיי היומיום נראים לרוב השפעות של שדות מגנטיים במגנטים קבועים, המושכים חומרים מגנטיים (כמו ברזל) ומושכים או דוחים מגנטים אחרים. שדות מגנטיים מקיפים ויוצרים על ידי חומר ממוגנט ועל ידי מטענים חשמליים נעים (זרמים חשמליים) כמו אלו המשמשים באלקטרומגנטים. שדות מגנטיים מפעילים כוחות על מטענים חשמליים נעים ומומנטים על מגנטים סמוכים. בנוסף, שדה מגנטי שמשתנה עם מיקום מפעיל כוח על חומרים מגנטיים. גם הכוח וגם הכיוון של שדה מגנטי משתנים בהתאם למיקום. ככזו, היא דוגמה לשדה וקטורי.
חלקיק טעון הנע במהירות קבועה מייצר שדה חשמלי כמו גם שדה מגנטי. משמעות הדבר, כאשר חלקיק טעון נע במהירות קבועה ללא תאוצה, הוא מייצר זרם חשמלי ושדה מגנטי.
מגנט קבוע.
מגנט קבוע מתקבל מחומרים עשירים בפחמן ומושך אליו חומרים פרומגנטיים, ferrimagnets או ferrites. פרומגנטים הם חפצים העשויים מחומרים שממגנטים ויוצרים שדה מגנטי מתמשך משלהם. מדובר בחומרים הנמשכים למגנט וכוללים את היסודות ברזל, ניקל, קובלט, כמה סגסוגות של מתכות אדירות נדירות וכמה מינרלים טבעיים המופיעים כמו אבן שקע.
מגנטים קבועים משמשים יום יום באזורים שונים כאמור לעיל, הדוגמא לכך היא רמקולים, פעמונים חשמליים, מגנט למקרר המשמש להחזקת תווים על דלת המקרר, ממסרים בין היתר.
במקרה של מגנטים קבועים, שדה זה נשאר לאורך זמן ללא היחלשות
כמה מגנטים קבועים הפתו
חימום האובייקט גבוה יותר מטמפרטורת הקארי שלו, ומאפשר לו להתקרר בשדה מגנטי ולהכות אותו בזמן שהוא מתקרר. זוהי השיטה היעילה ביותר והיא דומה לתהליכים התעשייתיים המשמשים ליצירת מגנטים קבועים.
הצבת הפריט בשדה מגנטי חיצוני תביא לכך שהפריט ישמור על חלק מהמגנטיות בעת ההסרה. רטט הוכח כמגביר את האפקט. הוכח כי חומרים ברזלים המתיישרים עם השדה המגנטי של כדור הארץ הכפופים לרטט (למשל מסגרת של מסוע) רוכשים מגנטיות שיורית משמעותית. באופן דומה, הכאת ציפורן פלדה המוחזקת על ידי אצבעות לכיוון NS עם פטיש תמגנט את הציפורן באופן זמני.
ליטוף: מגנט קיים מועבר מקצה אחד של הפריט לקצה שוב ושוב באותו כיוון (שיטת מגע יחיד) או שני מגנטים מועברים החוצה ממרכזו של שלישי (שיטת מגע כפול)
המגנטים הקבועים יכולים להמשיך להיות מגנטיים לחלוטין ללא כוח חיצוני כמו אנרגיית חום, שדות מגנטיים קשוחים אחרים או כוחות חזקים. אם הוא נתון להשפעות אלה הוא יכול להיות מאובחן באופן מלא.
מהם אלקטרומגנטים
אלקטרומגנט הוא סליל מתכת רך המופק למגנט על ידי מעבר זרם חשמלי דרך הסליל המקיף אותו. ככל שכמות הזרם הזורמת עם הסליל עולה בכוחו המגנטי של האלקטרומגנט. במילים אחרות, אלקטרומגנט מיוצר מסליל חוט הפועל כמגנט כאשר זרם חשמלי עובר דרכו אך מפסיק להיות מגנט כאשר הזרם נעצר. לעתים קרובות, הסליל עטוף סביב ליבה של חומר פרומגנטי "רך" כמו פלדה עדינה, מה שמשפר מאוד את השדה המגנטי המיוצר על ידי הסליל. סליל האלקטרומגנט מכונה סולנואיד.
אם סליל החוט עטוף סביב חומר ללא תכונות מגנטיות מיוחדות (למשל, קרטון), הוא נוטה ליצור שדה חלש מאוד. עם זאת, אם הוא עטוף סביב חומר פרומגנטי רך, כמו מסמר ברזל, אז שדה הרשת המיוצר עלול לגרום לעלייה של כמה מאות עד אלפי פי כוחות של שדה.
אלקטרומגנטים משמשים בכל מיני מכשירים חשמליים, כולל כונני דיסק קשיח, רמקולים, מנועים וגנרטורים, כמו גם בחצרות גרוטאות לאיסוף מתכת גרוטאות כבדה. הם אפילו משמשים במכונות MRI שמשתמשות במגנטים לצילום של חלקים פנימיים אנושיים.
ניתן להפעיל ולכבות אלקטרומגנטים וזה יכול לעשות זאת מכיוון שמדובר באלקטרומגנט. כאשר זרם זורם דרך חוט, נוצר שדה מגנטי סביב החוט ונוצר אלקטרומגנט. ניתן לכבות את השדה המגנטי על ידי כיבוי הזרם. סביב כל מגנט יש שדה מגנטי בלתי נראה. שדה מגנטי. יתר על כן, בניגוד למגנט קבוע, ניתן לשנות בקלות את כוחו של אלקטרומגנט על ידי שינוי כמות הזרם החשמלי הזורם דרכו. ניתן להפוך את הקטבים של אלקטרומגנט על ידי היפוך זרימת החשמל. אלקטרומגנט פועל מכיוון שזרם חשמלי מייצר שדה מגנטי.