Естественные и искусственные магниты

Посреди стальных руд, добываемых для металлургической индустрии, встречается руда, именуемая магнитным железняком. Эта руда обладает свойством притягивать к для себя стальные предметы.

Кусочек таковой стальной руды именуется естественным магнитом, а проявляемое им свойство притяжения — магнетизмом.

В наше время явление магнетизма употребляется очень обширно в разных электронных установках. Но сейчас используют не естественные, а так именуемые искусственные магниты.

Искусственные магниты изготовляются из особых видов стали. Кусочек таковой стали особенным образом намагничивают, после этого он приобретает, магнитные характеристики, т. е. становится неизменным магнитом.

Форма неизменных магнитов может быть самая различная зависимо от их предназначения.

У неизменного магнита силами притяжения владеют только его полюсы. Конец магнита, обращенный к северу, договорились именовать северным полюсом магнита, а конец, обращенный к югу, — южным полюсом магнита. Каждый неизменный магнит имеет два полюса: северный и южный. Северный полюс магнита обозначается буковкой С либо N, южный полюс — буковкой Ю либо S.

Магнит притягивает к для себя железо, сталь, чугун, никель, кобальт. Все эти тела именуются магнитными телами. Все таки другие тела, которые не притягиваются к магниту, именуются немагнитными телами.

Строение магнита. Намагничивание

Хоть какое тело, в том числе и магнитное, состоит из мелких частиц — молекул. В отличие от молекул немагнитных тел, молекулы магнитного тела владеют магнитными качествами, представляя собой молекулярные магнитики. Снутри магнитного тела эти молекулярные магнитики размещены своими осями в разных направлениях, в итоге чего само тело никаких магнитных параметров не проявляет. Но если эти магнитики вынудить оборотиться вокруг собственных осей так, чтоб они своими северными полюсами были обращены в одну сторону, а южными в другую, то тело приобретет магнитные характеристики, т. е. станет магнитом.

Процесс, в итоге которого магнитное тело приобретает характеристики магнита, именуется намагничиванием. При изготовлении неизменных магнитов намагничивание делается с помощью электронного тока. Но можно намагнитить тело и другим методом, пользуясь обыденным неизменным магнитом.

Если прямолинейный магнит распилить по нейтральной полосы, то получатся два самостоятельных магнита, при этом полярность концов магнита сохранится, а на концах, приобретенных в итоге распила, возникнут обратные полюсы.

Любой из приобретенных магнитов можно также поделить на два магнита, и сколько бы мы ни продолжали такое деление, мы всегда будем получать самостоятельные магниты с 2-мя полюсами. Получить же брусок с одним магнитным полюсом нереально. Этот пример подтверждает то положение, что магнитное тело состоит из огромного количества молекулярных магнитиков.

Магнитные тела отличаются одно от другого степенью подвижности молекулярных магнитиков. Есть тела, которые стремительно намагничиваются и так же стремительно размагничиваются. И, напротив, есть тела, которые намагничиваются медлительно, но зато длительно сохраняют внутри себя магнитные характеристики.

Так железо стремительно намагничивается под действием стороннего магнита, но так же стремительно и размагничивается, т. е. теряет магнитные характеристики при удалении магнита. Сталь же, намагнитившись раз, долгое время сохраняет внутри себя магнитные характеристики, т. е. становится неизменным магнитом.

Свойство железа стремительно намагничиваться и размагничиваться разъясняется тем, что молекулярные магнитики железа очень подвижны, они просто поворачиваются под действием наружных магнитных сил, но зато так же стремительно приходят в прежнее хаотичное положение при удалении намагничивающего тела.

Но в железе маленькая часть магнитиков и после удаления неизменного магнита все таки продолжает оставаться некое время в положении, которое они приняли при намагничивании. Как следует, железо после намагничивания сохраняет внутри себя очень слабенькие магнитные характеристики. Это подтверждается тем, что при удалении стальной пластинки от полюса магнита не все опилки свалились с ее конца — маленькая часть их осталась еще притянутой к пластинке.

Свойство стали оставаться долгое время намагниченной разъясняется тем, что молекулярные магнитики стали с трудом поворачиваются в подходящем направлении при намагничивании, но зато сохраняют на длительное время установившееся положение и после удаления намагничивающего тела.

Способность магнитного тела проявлять магнитные характеристики после намагничивания именуется остаточным магнетизмом.

Явление остаточного магнетизма вызвано тем, что в магнитном теле действует так именуемая задерживающая сила, которая держит молекулярные магнитики в положении, занятом ими при намагничивании.

В железе действие задерживающей силы очень слабенькое, в итоге чего оно стремительно размагничивается и имеет очень небольшой остаточный магнетизм.

Свойство железа стремительно намагничиваться и размагничиваться очень обширно употребляется в электротехнике. Довольно сказать, что сердечники всех электромагнитов, используемых в электронных аппаратах, изготовляются из специального железа, владеющего очень малым остаточным магнетизмом.

Сталь обладает большой задерживающей силой, по этому в ней сохраняется свойство магнетизма. Потому неизменные магниты изготовляются из особых железных сплавов.

На свойствах неизменного магнита негативно сказываются удары, сотрясения и резкие колебания температуры. Если, к примеру, неизменный магнит подогреть докрасна и потом дать остыть, то он совсем растеряет свои магнитные характеристики. Точно так же, если подвергать неизменный магнит ударам, то сила его притяжения приметно уменьшится.

Разъясняется это тем, что при сильном нагреве либо ударах преодолевается действие задерживающей силы и тем нарушается упорядоченное размещение молекулярных магнитиков. Вот почему с неизменными магнитами и устройствами, имеющими неизменные магниты, нужно обращаться с осторожностью.

Магнитные силовые полосы. Взаимодействие полюсов магнитов

Вокруг хоть какого магнита существует так называемое магнитное поле.

Магнитным полем именуется место, в каком действуют магнитные силы. Магнитным полем неизменного магнита является та часть места, в каком действуют поля прямолинейного магнита магнитные силы этого магнита.

Магнитные силы магнитного поля действуют в определенных направлениях. Направления деяния магнитных сил договорились именовать магнитными силовыми линиями. Этим термином обширно пользуются при исследовании электротехники, но нужно держать в голове, что магнитные силовые полосы не вещественны: это — условное понятие, введенное только для облегчения осознания параметров магнитного поля.

Форма магнитного поля, т. е, размещение в пространстве магнитных силовых линий, находится в зависимости от формы самого магнита.

Магнитные силовые полосы владеют рядом параметров: они всегда замкнуты, никогда не пересекаются, имеют рвение пойти по кратчайшему пути и оттолкнуться друг от друга, если ориентированы в одну сторону. Принято считать, что силовые полосы выходят из северного полюса магнита и входят в его южный полюс; снутри магнита они имеют направление от южного полюса к северному.

Одноименные магнитные полюсы отталкиваются, разноименные магнитные полюса притягиваются.

В корректности обоих выводов несложно убедиться фактически. Возьмите компас и поднесите к ней один из полюсов прямолинейного магнита, к примеру северный. Вы увидите, что стрелка мгновенно оборотится своим южным концом к северному полюсу магнита. Если стремительно повернуть магнит на 180°, то сразу оборотится на 180° и магнитная стрелка, т. е. ее северный конец будет обращен к южному полюсу магнита.

Магнитная индукция. Магнитный поток

Сила воздействия (притяжения) неизменного магнита на магнитное тело убывает с повышением расстояния меж полюсом магнита и этим телом. Самую большую силу притяжения магнит проявляет конкретно у его полюсов, т. е. как раз там, где более густо размещены магнитные силовые полосы. По мере удаления от полюса густота силовых линий миниатюризируется, они размещаются все пореже и пореже, совместно с этим слабеет и сила притяжения магнита.

Таким макаром, сила притяжения магнита в различных точках магнитного поля неодинакова и характеризуется густотой силовых линий. Для свойства магнитного поля в разных его точках вводится величина, именуемая магнитной индукцией поля.

Магнитная индукция поля численно равна количеству силовых линий, проходящих через площадку 1 см2, расположенную перпендикулярно их направлению.

Означает, чем больше густота силовых линий в данной точке поля, тем больше в этой точке магнитная индукция.

Полное количество магнитных силовых линий, проходящих через какую-либо площадь, именуется магнитным потоком.

Магнитный поток обозначается буковкой Ф и связан с магнитной индукцией последующим соотношением:

Ф = BS,

где Ф — магнитный поток, В — магнитная индукция поля; S — площадь, пронизываемая данным магнитным потоком.

Эта формула справедлива только при условии, если площадь S размещена перпендикулярно направлению магнитного потока. В неприятном случае величина магнитного потока будет зависеть к тому же от того, под каким углом размещена площадь S, тогда и формула воспримет более непростой вид.

Магнитный поток неизменного магнита определяется полным числом силовых линий, проходящих через поперечное сечение магнита. Чем больше магнитный поток неизменного магнита, тем большей силой притяжения этот магнит обладает.

Магнитный поток неизменного магнита находится в зависимости от свойства стали, из которой магнит сделан, от размеров самого магнита и от степени его намагничивания.

Магнитная проницаемость

Свойство тела пропускать через себя магнитный поток именуется магнитной проницаемостью. Магнитному сгустку легче пройти через воздух, чем через немагнитное тело.

Чтоб иметь возможность ассоциировать разные вещества по их магнитной проницаемости, принято считать магнитную проницаемость воздуха равной единице.

Вещества, у каких магнитная проницаемость меньше единицы, именуются диамагнитными. К ним относятся медь, свинец, серебро и др.

Алюминий, платина, олово и др. владеют магнитной проницаемостью малость больше единицы и носят заглавие парамагнитных веществ.

Вещества, магнитная проницаемость которых существенно больше единицы (измеряется тыщами), именуются ферромагнитными. К ним относятся никель, кобальт, сталь, железо и др. Из этих веществ и их сплавов делают различные магнитные и электрические приборы и детали разных электронных машин.

Практический энтузиазм для техники связи представляют особые сплавы железа с никелем, получившие заглавие пермаллоев.