Де використовуються магніти. Застосування магнітів

Магнітні носії інформації: VHS касети містять котушки з магнітної стрічки. Відео та звукова інформація кодується на магнітному покритті на стрічці. Також у комп'ютерних дискетах та жорстких дисках запис даних відбувається на тонкому магнітному покритті. Проте носії інформації є магнітами у сенсі, оскільки де вони притягують предмети. Магніти в жорстких дисках використовуються в ходовому та позиціонуючому електродвигунах.
Ш Кредитні, дебетові та ATM картки: Всі ці картки мають магнітну смугу на одній стороні. Ця смуга кодує інформацію, необхідну для з'єднання з фінансовою установою та зв'язку з їхніми рахунками.
Ш Звичайні телевізори та комп'ютерні монітори: телевізори та комп'ютерні монітори, що містять електронно-променеву трубку, використовують електромагніт для управління пучком електронів та формування зображення на екрані. Плазмові панелі та РК монітори використовують інші технології.
Ш Гучномовці та мікрофони: більшість гучномовців використовують постійний магніт і струмову котушку для перетворення електричної енергії (сигналу) на механічну енергію (рух, що створює звук). Обмотка намотана на котушку, прикріплюється до дифузора і нею протікає змінний струм, який взаємодіє з полем постійного магніту.
Інший приклад використання магнітів в звукотехніці - в головці звукознімача електрофона і в касетних диктофонах як економічна стиральна головка.
Ш Магнітний сепаратор важких мінералів
Ш Електродвигуни та генератори: деякі електричні двигуни (так само, як гучномовці) ґрунтуються на комбінації електромагніту та постійного магніту. Вони перетворюють електричну енергію на механічну енергію. Генератор, навпаки, перетворює механічну енергію на електричну енергію шляхом переміщення провідника через магнітне поле.
Трансформатори: пристрої передачі електричної енергії між двома обмотками дроту, які електрично ізольовані, але пов'язані магнітно.
Магніти використовуються в поляризованих реле. Такі пристрої запам'ятовують свій стан на час вимкнення живлення.
Компаси: компас (або морський компас) є намагніченим покажчиком, який може вільно обертатися і орієнтується на напрямок магнітного поля, найчастіше магнітного поля Землі.
Ш Мистецтво: вінілові магнітні листи можуть бути приєднані до живопису, фотографії та інших декоративних виробів, що дозволяє приєднувати їх до холодильників та інших металевих поверхонь.
Магніти часто використовуються в іграшках. M-TIC використовує магнітні стрижні, пов'язані з металевими сферами
Іграшки: Враховуючи їх здатність протистояти силі тяжіння на близькій відстані, магніти часто використовуються в дитячих іграшках із забавними ефектами.
Магніти можуть використовуватися для виробництва ювелірних виробів. Намиста та браслети можуть мати магнітну застібку, або можуть бути виготовлені повністю із серії зв'язаних магнітів та чорних намистин.
Магніти можуть піднімати магнітні предмети (залізні цвяхи, скоби, кнопки, скріпки), які або є занадто дрібними, або їх важко дістати або вони занадто тонкі щоб тримати їх пальцями. Деякі викрутки спеціально намагнічуються для цього.
Магніти можуть використовуватися при обробці металобрухту для відділення магнітних металів (заліза, сталі та нікелю) від немагнітних (алюмінію, кольорових сплавів і т. д.). Така сама ідея може бути використана в рамках так званого «Магнітного випробування», в якій кузов автомобіля обстежується з магнітом для виявлення областей, відремонтованих з використанням скловолокна або пластикової шпаклівки.
Ш Магльов: поїзд на магнітному підвісі, рухомий та керований магнітними силами. Такий потяг, на відміну від традиційних поїздів, у процесі руху не стосується поверхні рейки. Оскільки між поїздом і поверхнею руху існує зазор, тертя виключається, і єдиною силою, що гальмує, є сила аеродинамічного опору.
Магніти використовуються у фіксаторах меблевих дверей.
Якщо магніти помістити в губки, то ці губки можна використовувати для миття тонких листових немагнітних матеріалів відразу з обох боків, причому одна сторона може бути важкодоступною. Це може бути, наприклад, скло акваріума або балкона.
Магніти використовуються для передачі крутного моменту «крізь» стінку, якою може бути, наприклад, герметичний контейнер електродвигуна. Так було влаштовано іграшку НДР «Підводний човен».
Магніти спільно з герконом застосовуються в спеціальних датчиках положення. Наприклад, у датчиках дверей холодильників та охоронних сигналізацій.
Магніти спільно з датчиком Холла використовують для визначення кутового положення або кутової швидкості валу.
Магніти використовуються в іскрових розрядниках для прискорення гасіння дуги.
Магніти використовуються при неруйнівному контролі магнітопорошковим методом (МПК)
Магніти використовуються для відхилення пучків радіоактивних та іонізуючих випромінювань, наприклад при спостереженні в камерах.
Ш Магніти використовуються в показових приладах з стрілкою, що відхиляється, наприклад, амперметр. Такі прилади дуже чутливі та лінійні.
Магніти застосовуються у НВЧ вентилях і циркуляторах.
Магніти застосовуються у складі відхиляючої системи електронно-променевих трубок для підстроювання траєкторії електронного пучка.
Ш До відкриття закону збереження енергії було багато спроб використовувати магніти для побудови «вічного двигуна». Людей приваблювала, здавалося б, невичерпна енергія магнітного поля постійного магніту, відомі дуже давно. Але робочий макет так і не було збудовано.

Сьогодні постійні магніти знаходять корисне застосування у багатьох сферах людського життя. Іноді ми не помічаємо їхньої присутності, проте практично в будь-якій квартирі в різних електроприладах і в механічних пристроях, якщо уважно придивитися, можна виявити. Електробритва і динамік, відеоплеєр і настінний годинник, мобільний телефон і мікрохвильова піч, дверцята холодильника нарешті - усюди можна зустріти постійні магніти.

Вони застосовуються в медичній техніці і в вимірювальній апаратурі, в різних інструментах і в автомобільній промисловості, в двигунах постійного струму, в акустичних системах, в побутових електроприладах і багато де ще: радіотехніка, приладобудування, автоматика, телемеханіка і т. д. - жодна з цих областей не обходиться без використання постійних магнітів.

Конкретні рішення із застосуванням постійних магнітів можна було б перераховувати нескінченно, проте предметом цієї статті стане короткий огляд кількох застосувань постійних магнітів в електротехніці та електроенергетиці.

З часів Ерстеда та Ампера широко відомо, що провідники зі струмом та електромагніти взаємодіють з магнітним полем постійного магніту. На цьому принципі заснована робота багатьох двигунів та генераторів. За прикладами далеко не треба ходити. Вентилятор в блоці живлення комп'ютера має ротор і статор.

Крильчатка з лопатями є ротором з розташованими по колу постійними магнітами, а статор - це сердечник електромагніта. Перемагнічуючи статор, електронна схема створює ефект обертання магнітного поля статора, за магнітним полем статора, прагнучи до нього притягтися, слідує магнітний ротор - вентилятор обертається. Аналогічно реалізовано обертання жорсткого диска, і подібним чином працюють.

У електрогенераторах постійні магніти знайшли своє застосування. Синхронні генератори для домашніх вітряків, наприклад, - один із прикладних напрямків.

На статорі генератора по колу розташовуються генераторні котушки, які в процесі роботи вітряка перетинаються змінним магнітним полем постійних магнітів, що рухаються (під дією дме на лопаті вітру), закріплених на роторі. Підкоряючись провідники генераторних котушок, що перетинаються магнітами, направляють в ланцюг споживача струм.

Такі генератори використовуються не тільки у вітряках, а й у деяких промислових моделях, де замість обмотки збудження на роторі встановлені постійні магніти. Гідність рішень з магнітами – можливість отримати генератор із низькими номінальними оборотами.

У провідний диск обертається у полі постійного магніту. Струм споживання, схожий через диск, взаємодіє з магнітним полем постійного магніту, і диск обертається.

Чим більше струм - тим вище частота обертання диска, оскільки крутний момент створюється силою Лоренца, що діє на заряджені частинки, що рухаються, всередині диска з боку магнітного поля постійного магніту. По суті, такий лічильник - це невелика потужність з магнітом на статорі.

Для вимірювання слабких струмів застосовують дуже чутливі вимірювальні прилади. Тут підковоподібний магніт взаємодіє з маленькою котушкою токонесучою, яка підвішена в зазорі між полюсами постійного магніту.

Відхилення котушки в процесі вимірювання відбувається завдяки моменту, що обертає, який створюється через магнітної індукції, що виникає при проходженні струму через котушку. Таким чином, відхилення котушки виявляється пропорційно значенню результуючої магнітної індукції у зазорі, і, відповідно, струму у дроті котушки. Для малих відхилень шкала гальванометра виходить лінійною.

Напевно на вашій кухні є мікрохвильова піч. І в ній є цілих два постійних магніти. Для генерації НВЧ-діапазону, в мікрохвильовій печі встановлено . Всередині магнетрону електрони рухаються у вакуумі від катода до анода, і в процесі руху їх траєкторія має викривлятися, щоб резонатори на аноді збуджувалися досить потужно.

Для викривлення траєкторії електронів, зверху та знизу вакуумної камери магнетрону встановлено кільцеві постійні магніти. Магнітне поле постійних магнітів викривляє траєкторії руху електронів так, що виходить потужний вихор з електронів, який збуджує резонатори, які генерують електромагнітні хвилі НВЧ-діапазону для розігріву їжі.

Щоб голівка жорсткого диска точно позиціонувалась, її рухи в процесі запису та зчитування інформації повинні дуже точно керуватися та контролюватись. Знову на допомогу приходить постійний магніт. Усередині жорсткого диска, магнітному полі закріпленого нерухомо постійного магніту, переміщається котушка зі струмом, пов'язана з головкою.

Коли на котушку головки подається струм, магнітне поле цього струму, залежно від його значення, відштовхує котушку від постійного магніту сильніше або слабше, в той чи інший бік, таким чином головка починає рухатися, причому з високою точністю. Цим рухом керує мікроконтролер.

З метою підвищення ефективності енергоспоживання у деяких країнах для підприємств споруджують механічні накопичувачі електроенергії. Це електромеханічні перетворювачі, що працюють на принципі інерційного накопичення енергії у формі кінетичної енергії маховика, що обертається, звані .

Так, наприклад, у Німеччині компанія ATZ розробила кінетичний накопичувач енергії на 20 МДж, потужністю 250 кВт, причому питома енергоємність становить приблизно 100 Вт-ч/кг. При вазі маховика в 100 кг, при обертанні зі швидкістю 6000 об/хв, циліндричної конструкції діаметром 1,5 метра потрібні якісні підшипники. У результаті нижній підшипник був виготовлений, звісно, з урахуванням постійних магнітів.

З тих пір, як на початку 80-х був винайдений неодимовий магніт, застосування його поширилося практично на всі сфери промисловості - від швейної та харчової до верстатобудівної та космічної. Сьогодні практично немає галузі, де б не використовувалися такі пристрої. Більше того, в більшості випадків вони практично витіснили традиційні феримагніти, які значно поступаються за своїми характеристиками.

У чому причина популярності виробів із неодиму?

У кількох словах скажемо про те, що таке неодимовий магніт і де застосовується

Магнітні властивості неодиму були відкриті порівняно недавно, а перша продукція з нього з'явилася лише 1982 року. Незважаючи на це, вона відразу стала набирати популярності. Причина в приголомшливих характеристиках сплаву, здатного притягувати залізні предмети в сотні разів більше за власну вагу і в десятки разів сильніші, ніж феромагнітні пристрої. Завдяки цьому, техніка, де застосовуються неодимові магніти, стала меншою за розмірами, але при цьому набагато ефективнішою.

У складі сплаву, крім неодиму, міститься залізо та бор. Щоб отримати потрібний виріб, ці речовини у вигляді порошку не розплавляють, а спікають, що призводить до одного суттєвого недоліку - крихкості. Позбутися від сколів та корозії допомагає шар мідно-нікелевого сплаву, завдяки якому виходить продукт готовий для повноцінного використання.

Неодимові магніти – застосування в побуті

Сьогодні кожен може купити бруски, диски чи кільця з неодиму та використовувати їх у домашньому господарстві. Залежно від завдань, можна вибрати потрібний розмір, вагу та форму виробу, узгоджуючи зі своїм гаманцем. Нижче ми наводимо кілька варіантів використання магнітних пристроїв, хоча, насправді сфера із вживання практично безмежна і обмежується лише фантазією власника.

Отже, де застосовується неодимовий магніт у побуті?

Пошук та збирання металевих предметів

Тепер у Вас не виникне проблем із пошуком залізних речей, що закотилися під меблі або впали в колодязь. Просто закріпіть, наприклад, магнітний диск на кінці палиці або прив'яжіть його на шнур і проведіть таким нехитрим пристроєм за місцем, куди ймовірно впав предмет. Буквально за кілька хвилин втрачене виявиться у Ваших руках цілим і неушкодженим.

Застосування неодимового магніту допоможе також зібрати металеву стружку або саморізи, що розсипалися. Для зручності оберніть предмет з неодиму в тканину, шкарпетку або поліетиленовий пакет. Це допоможе з одного боку захистити робочу поверхню від налипання залізного сміття, а з іншого - зняти разом все, що прилипло і не відокремлювати кожен шуруп окремо.

Тримачі

Розповідаючи про сфери, де застосовуються неодимові магніти в побуті, згадаємо про різні фіксатори. З їх допомогою Ви можете підвішувати на вертикальних поверхнях будь-які залізовмісні предмети: кухонне або слюсарне приладдя, садовий та будь-який інший інструмент. Просто закріпіть пластинки з неодиму на стенді в певному порядку і при необхідності прикріплюйте до них, наприклад, ножі або викрутки.

Застосування неодимового магніту у побуті можливе й у підвішування не металевих предметів: картин, дзеркал, поличок, антимоскітних сіток тощо. Для цього зафіксуйте на речі магнітну пластину, а на поверхню, куди плануєте кріпити її невеликий лист заліза.

Як ми вже говорили, сплав з неодиму досить крихкий, тому небажано порушувати його цілісність свердлінням або розрізанням, через що властивості металу суттєво постраждають. Як підвіси краще вибирати неодимові магніти, застосування яких не вимагає додаткової обробки. Благо інтернет-магазини пропонують вироби різних конфігурацій з отворами потрібного діаметра, з різними кріпленнями і вирізами. Тому Ви легко виберіть пристрій потрібної конфігурації. З таким же успіхом можна використовувати магнітні елементи як клямку на двері, для прикріплення бейджа або створення своїми руками магнітика на холодильник. Це далеко не повний перелік сфер, де застосовують неодимовий магніт.

Затискачі

Якщо потрібно склеїти дві поверхні, а через складність форми використовувати лещата не вийде, проблему знову допоможуть вирішити магнітні деталі. Просто розмістіть між ними предмети, що склеюються, які за рахунок притягуючої сили неодиму будуть щільно притиснуті один до одного.

Використовуючи такі затиски, Ви легко зможете почистити або помити поверхні, які здавались абсолютно недоступними. Де застосовують неодимові магніти безпосередньо? Для миття зовнішніх поверхонь скла балкона, чищення акваріума та інших важкодоступних скляних ємностей. Помістіть магнітний брусок усередину мочалки, яку зафіксуйте із зовнішнього боку балкона, утримуючи її іншим магнітом зсередини. Таким чином, ви можете спрямовувати зовнішню мочалку, куди побажаєте та ідеально очистити скло.

Авто

Від стружки та іншого металевого сміття в машинному маслі можна позбутися за допомогою застосування неодимового магніту, відео про це є в мережі. Закріпіть магнітний пристрій на зливному корку картера, неодим притягне мікрочастинки заліза, і вони не потраплять у робочі механізми авто.

За допомогою невеликої пластинки з неодиму можна також закріпити будь-які предмети на кузові авто, а за допомогою великих магнітних дисків або брусків можна навіть вирівнювати невеликі вм'ятини.

Неодимовий магніт – застосування в побуті. Недосліджені моменти

Багато вчених вважають, що електромагнітні хвилі благотворно впливають на живі організми. У зв'язку з цим з'явилося безліч пристроїв, які, як вважається, сприяють росту рослин та оздоровлюють організм. Багато городників встромляють магнітні прутки поруч із посадженими рослинами, а тваринники поміщають предмети у клітинах із свійськими тваринами. Крім того, зараз популярні різні магнітні браслети, оздоблення неодимого одягу, очищення води та багато іншого.

Безумовно, у статті ми торкнулися лише малої сфери, де неодимові магніти знайшли застосування, відео та статті з іншими способами використання цих виробів ви можете знайти в мережі.

Спочатку потрібно зрозуміти, що таке магніт взагалі. Магніт - це природний енергетичний матеріал, який має у собі невичерпне енергетичне поле та два полюси, які називаються північним та південним. Хоча в наш час людство, звичайно, навчилося створювати це незвичайне явище штучно.

Силу двох полюсів магніту людина навчилася використовувати практично скрізь. Сучасне суспільство повсякденно користується вентилятором - у його двигуні стоять спеціальні магнітні щітки, абсолютно щодня і до глибокої ночі дивляться телевізор, працюють на комп'ютері, а в ньому достатньо велика кількістьцих елементів. У кожного в будинку на стіні висить годинник, всякі гарні маленькі іграшки на дверцятах холодильника, колонки на всьому звуковому устаткуванні працюють виключно завдяки цьому чудовому магніту.

На промислових підприємствах робітники користуються електродвигунами, зварювальними апаратами. У будівництві використовується магнітний підйомний кран, залізо-відділювальна стрічка. Вбудований у неї магнітний пристрій допомагає абсолютно відокремити стружку та окалину від готової продукції. Ці магнітні стрічки також використовуються у харчовій промисловості.

Ще магніт застосовується в ювелірних виробах, а це браслети, ланцюжки, всілякі кулони, кільця, сережки, і навіть шпильки для волосся.

Потрібно зрозуміти, що без цього природного елемента наше існування стане набагато складнішим. У багатьох предметах та пристроях використовуються магніти – від дитячих іграшок до цілком серйозних речей. Адже не дарма в електротехніці та фізиці є спеціальний розділ – електрика та магнетизм. Ці дві науки тісно пов'язані. Усі предмети, де є цей елемент, одразу й не перелічиш.

В наш час все більше з'являються нових винаходів і в багатьох є магніти, особливо якщо це пов'язано з електротехнікою. Навіть всесвітньо відомий колайдер працює виключно за допомогою електромагнітів.

Магніт також широко використовується в медичних цілях - наприклад, для резонансного сканування внутрішніх органів людини, а також у хірургічних цілях. Він використовується для усіляких магнітних поясів, масажних крісел тощо. Цілющі властивості магніту не вигадані – наприклад, у Грузії на Чорному морі є унікальний курорт Уреки, де пісок не звичайний – жовтий, а чорний – магнітний. Туди їдуть лікувати багато захворювань, особливо дитячі – ДЦП, нервові розлади, і навіть гіпертонію.

Ще магніти використовують на переробних підприємствах. Наприклад, старі автомобілі спочатку тиснуть пресом, а потім вантажать магнітним навантажувачем.

Також бувають звані неодимові магніти. Вони використовують у різних галузях промисловості, де температура не вище 80°C. Ці магніти використовують зараз практично скрізь.

Магніти зараз настільки тісно увійшли до нашого життя, що без них наше життя стане дуже складним – приблизно на рівні 18-19 століть. Якби прямо зараз усі магніти зникли, ми миттєво втратили б електрику – залишилися б тільки такі його джерела, як акумулятори та батареї. Адже у пристрої будь-якого генератора струму найважливіша частина – саме магніт. І не думайте, що Ваш автомобіль заведеться від акумулятора - адже стартер теж являє собою електричний двигун, де найважливіша частина - магніт. Так, можна жити і без магнітів, але жити при цьому доведеться так, як жили наші предки років 100 і більше.

Кожен тримав у руках магніт і бавився їм у дитинстві. Магніти можуть бути різними за формою, розмірами, але всі магніти мають загальну властивість - вони притягують залізо. Схоже, що вони й самі зроблені із заліза, принаймні з якогось металу точно. Є, однак, і «чорні магніти» чи «камені», вони теж сильно притягують залізяки, і особливо один одного.

Але на метал вони не схожі, легко б'ються як скляні. У господарстві магнітів знаходиться безліч корисних справ, наприклад, зручно за допомогою «пришпилювати» паперові листи до залізних поверхонь. Магнітом зручно збирати втрачені голки, тож, як ми бачимо, це зовсім недаремна річ.

Наука 2.0 - Великий стрибок - Магніти

Магніт у минулому

Ще давні китайці більше 2000 років тому знали про магніти, принаймні те, що це явище можна використовувати для вибору напрямку подорожей. Тобто вигадали компас. Філософи в Стародавній Греції, люди цікаві, збираючи різні дивовижні факти, зіткнулися з магнітами на околицях міста Магнесса в Малій Азії. Там і виявили дивне каміння, яке могло притягувати залізо. На той час це було не менш дивним, ніж могли б стати в наш час інопланетяни.

Ще дивовижнішим здавалося, що магніти притягують далеко ще не всі метали, лише залізо, і саме залізо здатне ставати магнітом, хоча й таким сильним. Можна сміливо сказати, що магніт притягував як залізо, а й цікавість вчених, і сильно рухав вперед таку науку, як фізика. Фалес з Мілета писав про «душу магніту», а римлянин Тіт Лукрецій Кар – про «бурхливий рух залізної тирси та кілець», у своєму творі «Про природу речей». Вже міг помітити наявність двох полюсів у магніту, які потім, коли компасом почали користуватися моряки, отримали назви на честь сторін світла.

Що таке магніт Простими словами. Магнітне поле

За магніт взялися всерйоз

Природу магнітів тривалий час було неможливо пояснити. За допомогою магнітів відкривали нові континенти (моряки досі відносяться до компасу з величезною повагою), але про саму природу магнетизму, як і раніше, ніхто нічого не знав. Роботи велися лише з удосконалення компасу, чим займався ще географ і мореплавець Христофор Колумб.

В 1820 датський вчений Ганс Христиан Ерстед зробив найважливіше відкриття. Він встановив дію дроту з електричним струмом на магнітну стрілку, і як вчений з'ясував дослідами, як це відбувається в різних умовах. У тому ж році французький фізик Анрі Ампер виступив із гіпотезою про елементарні кругові струми, що протікають у молекулах магнітної речовини. У 1831-му році англієць Майкл Фарадей за допомогою котушки з ізольованого дроту та магніту проводить досліди, що показують, що механічну роботу можна перетворити на електричний струм. Він також встановлює закон електромагнітної індукції та вводить у обіг поняття «магнітне поле».

Закон Фарадея встановлює правило: для замкнутого контуру електрорушійна сила дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, що проходить через цей контур. На цьому принципі працюють усі електричні машини – генератори, електродвигуни, трансформатори.

У 1873 році шотландський вчений Джеймс К. Максвелл зводить магнітні та електричні явища в одну теорію, класичну електродинаміку.

Речовини, здатні намагнічуватись, отримали назву феромагнетиків. Ця назва пов'язує магніти із залізом, але крім нього, здатність до намагнічування виявляється ще у нікелю, кобальту, та деяких інших металів. Оскільки магнітне поле вже перейшло в сферу практичного використання, то й магнітні матеріали стали предметом великої уваги.

Почалися експерименти зі сплавами з магнітних металів та різними добавками в них. Коштували одержувані матеріали дуже дорого, і якби Вернер Сіменс не спала на думку ідея замінити магніт сталлю, що намагнічується порівняно невеликим струмом, то світ так би і не побачив електричного трамвая і компанії Siemens. Сіменс займався ще телеграфними апаратами, але тут у нього було багато конкурентів, а електричний трамвай дав фірмі багато грошей, і, зрештою, потяг за собою все інше.

Електромагнітна індукція

Основні величини, пов'язані з магнітами у техніці

Ми будемо цікавитися в основному магнітами, тобто феромагнетиками, і залишимо трохи осторонь іншу, дуже велику область магнітних (краще сказати, електромагнітних, на згадку про Максвелла) явищ. Одиницями вимірювань у нас будуть ті, що прийняті в СІ (кілограм, метр, секунда, ампер) та їх похідні:

l Напруженість поля, H, А/м (ампер на метр).

Ця величина характеризує напруженість поля між паралельними провідниками, відстань між якими 1 м, і струм 1 А, що протікає по них. Напруженість поля є векторною величиною.

l Магнітна індукція, B, Тесла, щільність магнітного потоку (Вебер/м.кв.)

Це ставлення струму через провідник до довжини кола, у тому радіусі, у якому нас цікавить величина індукції. Коло лежить у площині, яку провід перетинає перпендикулярно. Сюди входить ще множник, який називається магнітною проникністю. Це — векторна величина. Якщо подумки дивитися в торець дроту і вважати, що струм тече в напрямку від нас, то магнітні силові кола обертаються за годинниковою стрілкою, а вектор індукції прикладений до дотичної і збігається з ними у напрямку.

l Магнітна проникність, μ (відносна величина)

Якщо прийняти магнітну проникність вакууму за 1, то інших матеріалів ми отримаємо відповідні величини. Так, наприклад, для повітря ми отримаємо величину, практично таку, як і для вакууму. Для заліза ми отримаємо значно більші величини, так що можна образно (і дуже точно) говорити, що залізо «втягує» в себе силові магнітні лінії. Якщо напруженість поля в котушці без сердечника дорівнюватиме H, то з осердям ми отримуємо μH.

l Коерцитивна сила, А/м.

Коерцитивна сила показує, наскільки магнітний матеріал пручається розмагнічування та перемагнічування. Якщо струм у котушці зовсім прибрати, то в осерді буде залишкова індукція. Щоб зробити її рівною нулю, потрібно створити поле певної напруженості, але зворотного, тобто пустити струм у зворотному напрямку. Ця напруженість і називається коерцитивною силою.

Оскільки магніти на практиці завжди використовуються в якомусь зв'язку з електрикою, то не варто дивуватися з того, що для опису їх властивостей використовується така електрична величина, як ампер.

Зі сказаного випливає можливість, наприклад, цвяхом, на який подіяли магнітом, самому стати магнітом, хоча й слабшим. На практиці виходить, що навіть діти, які бавляться магнітами, про це знають.

До магнітів у техніці висувають різні вимоги, залежно від того, куди йдуть ці матеріали. Феромагнітні матеріали діляться на «м'які» та «жорсткі». Перші йдуть виготовлення серцевиків для приладів, де магнітний потік постійний чи змінний. Гарного самостійного магніту з м'яких матеріалів не зробиш. Вони надто легко розмагнічуються і тут це якраз їхня цінна властивість, оскільки реле має «відпустити» якщо струм вимкнений, а електричний мотор не повинен грітися - на перемагнічування витрачається зайва енергія, яка виділяється у формі тепла.

ЯК ВИГЛЯДИТЬ МАГНІТНЕ ПОЛЕ НА САМІЙ СПРАВІ? Ігор Білецький

Постійні магніти, тобто ті, які називають магнітами, вимагають для свого виготовлення жорстких матеріалів. Жорсткість мається на увазі магнітна, тобто велика залишкова індукція та велика коерцитивна сила, оскільки, як ми бачили, ці величини тісно пов'язані між собою. На такі магніти йдуть вуглецеві, вольфрамові, хромисті та кобальтові сталі. Їхня коерцитивна сила досягає значень близько 6500 А/м.

Є особливі сплави, які називаються альні, альниси, альнико і безліч інших, як можна здогадатися в них входять алюміній, нікель, кремній, кобальт в різних поєднаннях, які мають більшу коерцитивну силу - до 20000 ... 60000 А / м. Такий магніт не так просто відірвати від заліза.

Є магніти спеціально призначені для роботи на підвищеній частоті. Це багатьом відомий "круглий магніт". Його «добувають» з непридатного динаміка з колонки музичного центру, або автомагнітоли чи навіть телевізора минулих років. Цей магніт виготовлений шляхом спікання оксидів заліза та спеціальних добавок. Такий матеріал називається феритом, але не кожен ферит спеціально так намагнічується. А в динаміках його застосовують із міркувань зменшення марних втрат.

Магніти. Discovery. Як це працює?

Що відбувається усередині магніту?

Завдяки тому, що атоми речовини є своєрідними «згустками» електрики, вони можуть створювати своє магнітне поле, але тільки в деяких металів, що мають подібну атомну будову, ця здатність дуже виражена. І залізо, і кобальт, і нікель стоять у періодичній системі Менделєєва поруч, і мають схожі будови електронних оболонок, що перетворює атоми цих елементів на мікроскопічні магніти.

Оскільки метали можна назвати застиглою сумішшю різних кристалів дуже маленького розміру, то зрозуміло, що магнітних властивостей таких сплавів може бути дуже багато. Багато груп атомів можуть «розгортати» свої власні магніти під впливом сусідів та зовнішніх полів. Такі «спільноти» називаються магнітними доменами, і утворюють досить химерні структури, які досі цікаво вивчаються фізиками. Це має велике практичне значення.

Як мовилося раніше, магніти можуть мати майже атомні розміри, тому найменший розмір магнітного домену обмежується розміром кристала, у якому вбудовані атоми магнітного металу. Цим пояснюється, наприклад, майже фантастична щільність запису на сучасні жорсткі диски комп'ютерів, яка, мабуть, ще зростатиме, доки у дисків не з'являться більш серйозні конкуренти.

Гравітація, магнетизм та електрика

Де використовуються магніти?

Сердечники яких є магнітами з магнітів, хоча зазвичай називають просто сердечниками, магніти знаходять ще безліч застосувань. Є канцелярські магніти, магніти для клацання меблевих дверей, магніти в шахах для мандрівників. Це відомі всім магніти.

До рідкісних видів відносяться магніти для прискорювачів заряджених частинок, це дуже значні споруди, які можуть важити десятки тонн і більше. Хоча зараз експериментальна фізика поросла травою, за винятком тієї частини, яка відразу приносить надприбутки на ринку, а сама майже нічого не варта.

Ще один цікавий магніт встановлений у медичному навороченому приладі, який називається магнітно-резонансним томографом. (Взагалі-то метод називається ЯМР, ядерний магнітний резонанс, але щоб не лякати народ, який у масі не сильний у фізиці, його перейменували.) Для приладу потрібно приміщення об'єкта (пацієнта), що спостерігається, в сильне магнітне поле, і відповідний магніт має жахливі розміри та форму диявольської труни.

Людину кладуть на кушетку, і прокочують через тунель у цьому магніті, поки датчики сканують місце, яке цікавить лікарів. Загалом нічого страшного, але в деяких клаустрофобія доходить до ступеня паніки. Такі охоче дадуть себе різати живцем, але не погодяться на обстеження МРТ. Втім, хто знає, як людина почувається у надзвичайно сильному магнітному полі з індукцією до 3 Тесла, після того, як заплатила за це хороші гроші.

Щоб отримати таке сильне поле часто використовують надпровідність, охолоджуючи котушку магніту рідким воднем. Це дає можливість "накачувати" поле без побоювань, що нагрівання дротів сильним струмом обмежить можливості магніту. Це дуже дорога установка. Але магніти зі спеціальних сплавів, які не вимагають підмагнічування струмом, коштують значно дорожче.

Наша Земля теж є великим, хоч і не дуже сильним магнітом. Він допомагає не лише власникам магнітного компасу, а й рятує нас від загибелі. Без нього ми були б убиті сонячною радіацією. Картина магнітного поля Землі, змодельована комп'ютерами за даними спостережень із космосу, виглядає дуже переконливо.

Ось невелика відповідь на питання про те, що таке магніт у фізиці та техніці.