Hvad er billeddannelse?

den magnetisering, også kaldet magnetisering eller magnetisk polarisation, er densiteten af ​​magnetiske dipolmomenter, som induceres i et magnetisk materiale, når de placeres nær en magnet.

De magnetiske effekter af et materiale kan også induceres ved at lede en elektrisk strøm gennem materialet.

Den magnetiske effekt er forårsaget af elektronernes bevægelse i atomer, eller elektronens eller kernens spinding (magnetisering og magnetisk intensitet, 2016).

Set fra et simpelt synspunkt er det omdannelsen af ​​et materiale (almindeligvis jern) til en magnet. Navnet magnetisering stammer fra det franske ord aimantation som oversætter til magnet.

Når det placeres i et inhomogent felt, er materien tiltrukket eller afstødt i retning af feltgradienten. Denne egenskab er beskrevet af materielets magnetiske modtagelighed og afhænger af graden af ​​magnetisering af sagen i marken.

Magnetisering afhænger af størrelsen af ​​dipolmomenterne i atomerne i et stof og i hvilken grad dipolmomenterne er indrettet med hinanden.

Visse materialer, såsom jern, udviser meget stærke magnetiske egenskaber på grund af tilpasningen af ​​de magnetiske øjeblikke af deres atomer inden for visse små områder kaldet domæner.

Under normale forhold har forskellige domæner felter, der afbryder hinanden, men de kan også justeres for at producere ekstremt store magnetfelter.

Flere legeringer, såsom NdFeB (en legering af neodym, jern og bor), holder deres domæner oprettet og bruges til at lave permanente magneter.

Det stærke magnetfelt, der produceres af en typisk tre millimeter tyk magnet af dette materiale, er sammenlignelig med en elektromagnet lavet af en kobbersløjfe med en strøm på flere tusinde ampere. Til sammenligning er strømmen i en typisk pære 0,5 ampere.

Da tilpasningen af ​​domænerne af et materiale frembringer en magnet ødelægger uorganiseringen af ​​den ordnede opstilling materialets magnetiske egenskaber.

Den termiske agitation, der er resultatet af opvarmning af en magnet ved høj temperatur ødelægger dens magnetiske egenskaber (Edwin Kashy, 2017).

Definition og karakteristika ved magnetisering

Magnetiseringen eller magnetiseringen M af en dielektrisk defineres af:

Hvor N er antallet af magnetiske dipoler pr. Volumen, og μ er dipolmagnetisk moment per dipol (Griffiths, 1998). Magnetiseringen kan også skrives som:

Hvor β er magnetiserbarheden.

Effekten af ​​magnetisering er at inducere sammenføjede strømtætheder inden for et materiale

Og en overfladestrøm forbinder på overfladen

Hvor er enheden pegende udad normal (Weisstein, 2007).

Hvorfor nogle materialer kan magnetiseres, mens andre ikke kan?

Materialernes magnetiske egenskaber er forbundet med parringen af ​​spins i deres atomer eller molekyler. Dette er et fænomen af ​​kvantemekanik.

Elementer som nikkel, jern, kobolt og nogle af de sjældne jordarter (dysprosium, gadolinium) udviser en unik magnetisk opførsel kaldet ferromagnetisme, jern er det mest almindelige og mest dramatiske eksempel.

Disse ferromagnetiske materialer frembyder et fænomen med lang rækkebestilling på atomniveau, der bevirker, at spindene af uparvede elektroner skal justeres parallelt med hinanden i et område kaldet domæne.

Inden for domænet er magnetfeltet intenst, men i en bulkprøve vil materialet normalt ikke magnetisere, fordi de mange domæner vil blive tilfældigt orienteret i forhold til hinanden.

Ferromagnetismen manifesteres i det faktum, at et lille magnetfelt pålagt eksternt, siger fra en magnetventil, kan forårsage magnetiske domæner at rette sig mod hinanden, og det siges at materialet er magnetiseret.

Det magnetiske drivfelt vil derefter blive forøget med en stor faktor, der normalt udtrykkes som en relativ permeabilitet for materialet. Der er mange praktiske anvendelser af ferromagnetiske materialer, såsom elektromagneten (Ferromagnetism, S.F.).

Siden 1950 og især siden 1960 er det blevet opdaget, at flere ionisk bundet forbindelser er ferromagnetiske, hvoraf nogle er elektriske isolatorer. Andre har en konduktivitet af størrelse typisk for halvledere.

Over Curie-punktet (også kaldet Curie-temperatur) forsvinder den spontane magnetisering af det ferromagnetiske materiale og bliver paramagnetisk (det vil sige forbliver svagt magnetisk).

Dette opstår, fordi den termiske energi er tilstrækkelig til at overvinde kræfterne af indvendig justering af materialet.

Curie temperaturer for nogle vigtige ferromagnetiske materialer er: jern, 1043 K; Cobalt, 1394 K; Nickel, 631 K; Og gadolinium, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Materialer, der ikke har magnetiske egenskaber, kaldes diamagnetiske. Dette skyldes, at de udviser en spin-parring i deres molekylære orbitale orbitale orbitaler.

Måder at magnetisere et materiale

1- Gnid et metal med en stærk magnet

1. Saml de nødvendige materialer. For at magnetisere metal med denne metode behøver du kun en stærk magnet og et metalstykke med kendt jernindhold. Metaller uden jern vil ikke være magnetiske.
2. Identificer magnetens nordpol. Hver magnet har to poler, en nord og en sydpæl. Nordpolen er den negative side, mens sydpolen er den positive side. Nogle magneter har polerne mærket direkte på dem.
3. Gnid nordpolen fra midten af ​​metallet til enden. Med fast tryk kan du hurtigt køre magneten gennem metalstykket. Handlingen med at gnide magneten gennem metallet hjælper jernatomerne til at justere i en retning. Gentagne strejker metallet giver atomer mere mulighed for at lineere op.
4. Test magnetismen. Rør metalet mod en flok klip eller prøv at sætte det i køleskabet. Hvis klipene holder sig eller bliver i køleskabet, er metallet blevet tilstrækkeligt magnetiseret. Hvis metallet ikke magnetiseres, skal du fortsætte med at gnide magneten i samme retning gennem metalen.
5. Fortsæt med at gnide magneten mod objektet for at øge magnetismen. Sørg for at gnide magneten i samme retning hver gang. Efter ti stropper skal du kontrollere magnetismen igen. Gentag, indtil magneten er stærk nok til at samle klip. Hvis du gnider det i modsat retning med Nordpolen, vil det virkelig demagnetisere metallet (How to Magnetize Metal, S.F.).

2- Opret en elektromagnet

1. For at lave en elektromagnet skal du have en isoleret kobbertråd, et metalstykke med et kendt jernindhold, et 12 volt batteri (eller anden DC-strømkilde), trådafskærmere og elektriske skær og isoleringstape..
2. Sæt den isolerede wire rundt om metalstykket. Tag tråden og lad en hale omkring en tomme, vikle ledningen rundt om metallet et par dusin gange. Jo flere gange spolen er indpakket, jo stærkere magneten bliver. Lad også en hale på den anden ende af ledningen ligge.
3. Fjern enderne af kobbertråden. Brug wire shredders, fjern mindst ¼ tommer til ½ tommer fra begge ender af ledningen. Kobberet skal være eksponeret, så det kan komme i kontakt med strømforsyningen og levere elektricitet til systemet.
4. Tilslut kablerne til batteriet. Tag en ledig ende af ledningen og pakk den omkring batteriets negative klemme. Ved hjælp af et elektrisk tape skal du fastgøre det på plads og sørge for, at metaltråden rører på ledningskablet. Med det andet kabel skal du pakke det fast og fastgøre det omkring batteriets positive klemme.
5. Test magnetismen. Når batteriet er korrekt tilsluttet, vil det give en elektrisk strøm, der får jernatomerne til at rette op på at skabe magnetiske poler. Dette fører til metallet, der er magnetiseret. Rør metalet mod nogle klip og se om du kan samle dem op (Ludic Science, 2015).

referencer

1. Edwin Kashy, S. B. (2017, 25. januar). Magnetisme. Gendannet fra britannica.com.
2. Encyclopædia Britannica. (2014, marts 2). ferromagnetism. Gendannet fra britannica.com.
3. ferromagnetism. (S.F.). Hentet fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
4. Griffiths, D.J. (1998). Introduktion til elektrodynamik, 3. ed ... Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
5. Sådan magnetiserer du metal. (S.F.). Hentet fra wikihow.com.
6. Ludic Science. (2015, maj 8). Magnetisering med elektricitet. Gendannet fra youtube.
7. Magnetisering og magnetisk intensitet. (2016, oktober 6). Hentet fra byjus.com.
8. Weisstein, E. W. (2007). magnetisering. Hentet fra scienceworld.wolfram.com.