คุณสมบัติขับไล่ของแม่เหล็กและการประยุกต์ในเทคโนโลยี
แม่เหล็กและสมบัติทางแม่เหล็กของสสาร
ปรากฎการณ์ที่ง่ายที่สุดของสนามแม่เหล็กเป็นที่รู้จักกันมาช้านานแล้ว และพวกเราส่วนใหญ่คุ้นเคยกันดี แม่เหล็กมีสองประเภท บางชนิดเรียกว่าแม่เหล็กถาวรซึ่งทำจากวัสดุ "แม่เหล็กแข็ง" อีกประเภทหนึ่งรวมถึงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่าแกนเหล็ก "แม่เหล็กอ่อน"
เป็นไปได้มากว่าคำว่า แม่เหล็ก"มาจากชื่อเมืองโบราณแมกนีเซียในเอเชียไมเนอร์ซึ่งมีแร่นี้อยู่เป็นจำนวนมาก
ขั้วแม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก
หากนำแท่งเหล็กที่ไม่เป็นแม่เหล็กมาใกล้ขั้วแม่เหล็กอันใดอันหนึ่ง อันหลังจะกลายเป็นแม่เหล็กชั่วคราว ในกรณีนี้ ขั้วของแท่งแม่เหล็กที่อยู่ใกล้กับขั้วของแม่เหล็กมากที่สุดจะอยู่ตรงข้ามในชื่อ และอันที่อยู่ไกลจะมีชื่อเดียวกัน
นักวิทยาศาสตร์ Coulomb ได้ตรวจสอบการทำงานร่วมกันของแม่เหล็กแบบยาวและแบบบางโดยใช้ความสมดุลของแรงบิด คูลอมบ์แสดงให้เห็นว่า เป็นไปได้ที่จะกำหนดลักษณะแต่ละขั้วด้วย "ปริมาณแม่เหล็ก" หรือ "ประจุแม่เหล็ก" ที่แน่นอน และกฎการปฏิสัมพันธ์ของขั้วแม่เหล็กก็เหมือนกับกฎอันตรกิริยาของประจุไฟฟ้า: ขั้วที่เหมือนกันสองขั้วจะขับไล่แต่ละขั้ว และขั้วตรงข้ามอีกสองขั้วดึงดูดกันด้วยแรงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับ "ประจุแม่เหล็ก" ที่กระจุกตัวอยู่ในขั้วเหล่านี้ และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมัน
การประยุกต์ใช้แม่เหล็ก
มีตัวอย่างมากมายของการใช้วัสดุแม่เหล็ก แม่เหล็กถาวรเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์หลายอย่างที่ใช้ในชีวิตประจำวันของเรา สามารถพบได้ในหัวปิ๊กอัพ ในลำโพง กีต้าร์ไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ไฟฟ้า ในมอเตอร์ขนาดเล็กของเครื่องบันทึกเทป ในไมโครโฟนวิทยุ มิเตอร์ไฟฟ้า และอุปกรณ์อื่นๆ พวกเขายังทำ "กรามแม่เหล็ก" เช่นกรามเหล็กที่มีแม่เหล็กแรงสูงซึ่งผลักซึ่งกันและกันดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ตัวยึด
แม่เหล็กใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ วัสดุแม่เหล็กจำเป็นสำหรับการทำงานในช่วงไมโครเวฟ สำหรับการบันทึกและเล่นด้วยแม่เหล็ก และสำหรับการสร้างอุปกรณ์จัดเก็บแม่เหล็ก ทรานสดิวเซอร์แม่เหล็กทำให้สามารถกำหนดความลึกของทะเลได้ จะทำได้ยากหากไม่มีเครื่องวัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กที่มีองค์ประกอบแม่เหล็กที่มีความไวสูง หากจำเป็นต้องวัดสนามแม่เหล็กที่อ่อนแรงเล็กน้อย โดยจะกระจายอย่างละเมียดละไมในอวกาศ
และมีบางกรณีที่พวกเขาต่อสู้กับแม่เหล็ก เมื่อพวกเขากลายเป็นอันตราย นี่คือเรื่องราวจากสมัยมหาสงครามแห่งความรักชาติที่แสดงให้เห็นหน้าที่ความรับผิดชอบของผู้เชี่ยวชาญด้านแม่เหล็กในปีที่ยากลำบากเหล่านั้น... ยกตัวอย่าง การดึงดูดตัวเรือของเรือ การสะกดจิตแบบ "เกิดขึ้นเอง" ดังกล่าวไม่ได้เป็นอันตรายเลย: ไม่เพียงแต่วงเวียนของเรือจะเริ่ม "โกหก" เท่านั้น โดยนำสนามของตัวเรือไปใช้กับสนามของโลกและระบุทิศทางอย่างไม่ถูกต้อง เรือแม่เหล็กที่ลอยอยู่สามารถดึงดูดวัตถุที่เป็นเหล็กได้ หากวัตถุดังกล่าวเกี่ยวข้องกับทุ่นระเบิด ผลของแรงดึงดูดนั้นชัดเจน นั่นคือเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ต้องเข้าไปแทรกแซงในอุบายของธรรมชาติและล้างอำนาจแม่เหล็กของเรือเป็นพิเศษเพื่อที่พวกเขาจะได้ลืมว่าจะทำกับทุ่นระเบิดแม่เหล็กอย่างไร
การใช้งานหลักของแม่เหล็กอยู่ในวิศวกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมวิทยุ เครื่องมือวัด ระบบอัตโนมัติ และกลไกทางไกล
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้า -เครื่องโรตารี่ที่แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) หรือพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล (มอเตอร์) การทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขึ้นอยู่กับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า: แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ถูกเหนี่ยวนำในเส้นลวดที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก การกระทำของมอเตอร์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าแรงกระทำต่อลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านที่วางไว้ในสนามแม่เหล็กตามขวาง
ไดนาโมมิเตอร์ไฟฟ้าสามารถทำเป็นเครื่องจิ๋วเหมาะสำหรับวัดคุณลักษณะของเครื่องยนต์ขนาดเล็ก
คุณสมบัติทางแม่เหล็กของสสารถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อศึกษาโครงสร้างของวัตถุต่างๆ จึงเกิดขึ้น วิทยาศาสตร์:
แมกนีโตเคมี(magnetochemistry) - ส่วนของเคมีฟิสิกส์ที่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติทางแม่เหล็กและเคมีของสาร นอกจากนี้ แมกนีโตเคมียังตรวจสอบอิทธิพลของสนามแม่เหล็กที่มีต่อกระบวนการทางเคมีอีกด้วย แมกนีโตเคมีมีพื้นฐานมาจากฟิสิกส์สมัยใหม่ของปรากฏการณ์แม่เหล็ก การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติทางแม่เหล็กและทางเคมีทำให้สามารถอธิบายลักษณะเฉพาะของโครงสร้างทางเคมีของสสารได้
เทคโนโลยีไมโครเวฟ
การเชื่อมต่อ.คลื่นวิทยุไมโครเวฟใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการสื่อสาร นอกจากระบบวิทยุทางการทหารแล้ว ยังมีช่องไมโครเวฟเชิงพาณิชย์อีกจำนวนมากในทุกประเทศทั่วโลก เนื่องจากคลื่นวิทยุดังกล่าวไม่เป็นไปตามความโค้งของพื้นผิวโลก แต่แพร่กระจายเป็นเส้นตรง การเชื่อมโยงการสื่อสารเหล่านี้จึงมักประกอบด้วยสถานีถ่ายทอดที่ติดตั้งบนยอดเขาหรือบนเสาวิทยุเป็นระยะประมาณ 50 กม.
การรักษาความร้อนของผลิตภัณฑ์อาหารรังสีไมโครเวฟใช้สำหรับการอบชุบผลิตภัณฑ์อาหารที่บ้านและในอุตสาหกรรมอาหาร พลังงานที่เกิดจากหลอดสุญญากาศอันทรงพลังสามารถรวมเข้าด้วยกันในปริมาณเล็กน้อยเพื่อการปรุงอาหารที่มีประสิทธิภาพสูงในลักษณะที่เรียกว่า ไมโครเวฟหรือเตาไมโครเวฟ มีลักษณะความสะอาด ไม่มีเสียง และความกะทัดรัด อุปกรณ์ดังกล่าวใช้ในห้องครัวบนเครื่องบิน รถสำหรับรับประทานอาหารบนรถไฟ และเครื่องจำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ ซึ่งจำเป็นต้องมีการเตรียมอาหารจานด่วนและการปรุงอาหาร อุตสาหกรรมยังผลิตเตาอบไมโครเวฟในครัวเรือน
ด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็ก พวกเขาพยายามรักษาโรคทางประสาท (และไม่ประสบความสำเร็จ) ปวดฟัน นอนไม่หลับ ปวดในตับและกระเพาะอาหาร - โรคหลายร้อยชนิด
ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 กำไลแม่เหล็กเริ่มแพร่หลายโดยมีผลดีต่อผู้ป่วยโรคความดันโลหิต (ความดันโลหิตสูงและความดันเลือดต่ำ)
หนึ่ง " นักวิจัย"- ช่างทำรองเท้า สเปนซ์ จากเมือง Linlithgow ของสก็อตแลนด์ ซึ่งอาศัยอยู่ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 18 และ 19 อ้างว่าได้ค้นพบสารสีดำบางชนิดที่ทำให้แรงดึงดูดและแรงผลักของแม่เหล็กเป็นกลาง ตามที่เขาพูด ด้วยความช่วยเหลือของสารลึกลับนี้และแม่เหล็กถาวรสองตัว เขาถูกกล่าวหาว่าสามารถรักษาการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องของโทรศัพท์มือถือถาวรสองเครื่องที่ผลิตเองได้อย่างง่ายดาย เราอ้างอิงข้อมูลนี้ในปัจจุบันว่าเป็นตัวอย่างทั่วไปของความคิดที่ไร้เดียงสาและความเชื่อที่เรียบง่าย ซึ่งวิทยาศาสตร์มีปัญหาในการกำจัดแม้ในเวลาต่อมา อาจสันนิษฐานได้ว่าคนรุ่นเดียวกันของ Spence จะไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับความไร้เหตุผลของจินตนาการของช่างทำรองเท้าที่มีความทะเยอทะยาน อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ชาวสก็อตรู้สึกว่าจำเป็นต้องพูดถึงกรณีนี้ในจดหมายของเขา ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร " พงศาวดารของเคมีในปี พ.ศ. 2361 เขาเขียนว่า:
"... Mr. Playfair และ Captain Cater ได้ตรวจสอบเครื่องจักรทั้งสองนี้และแสดงความพึงพอใจที่ปัญหาของการเคลื่อนไหวถาวรได้รับการแก้ไขในที่สุด"
ดังนั้น ปรากฎว่าคุณสมบัติของแม่เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลาย ๆ ด้าน และค่อนข้างมีประโยชน์สำหรับมวลมนุษยชาติโดยรวม
ไม่ช้าก็เร็ว ผู้หญิงทุกคนมีความปรารถนาที่จะสร้างรังของตัวเอง ตกแต่งด้วยเครื่องประดับที่มีสไตล์และมีประโยชน์ใช้สอย และใช้โซลูชันการตกแต่งของดีไซเนอร์
บางครั้งเราไม่รู้ด้วยซ้ำว่าเราจะใช้สิ่งที่น่าสนใจได้อย่างไร ซึ่งดูเหมือนจุดประสงค์ที่ชัดเจนอยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น คุณรู้หรือไม่ว่าฟักทองตากแห้งสามารถเคลือบเงาได้และจะใช้เป็นแจกันสำหรับใส่เครื่องเขียนหรือช่อดอกไม้ได้เป็นเวลานาน และไม่ควรซ่อนสีน้ำตั้งแต่ตอนที่เด็กโตขึ้นในลิ้นชักที่อยู่ห่างไกล เพราะสามารถตกแต่งกระจกในห้องน้ำได้
วันนี้เราจะพูดถึงอุปกรณ์ตกแต่งที่น่ารักและมีประโยชน์เช่นแม่เหล็ก เรานำสิ่งเหล่านี้มามากมายจากการเดินทางของเรา พยายามเก็บความทรงจำเกี่ยวกับสถานที่โปรดของเราไว้ ญาติหรือเพื่อนสามารถนำเสนอเครื่องประดับเล็ก ๆ เฉพาะเรื่องให้เราได้ และยังมีเครื่องประดับอื่นๆ ที่สืบทอดมาจากคุณยายของเรามาแต่ไหนแต่ไรแล้ว ปรากฎว่า "เพื่อน" ตัวน้อยเหล่านี้มีการใช้งานที่แตกต่างกันมากถึง 10 แบบซึ่งเราจะคุ้นเคย
1. องค์ประกอบการตกแต่งในกรณีส่วนใหญ่ แม่เหล็กจะใช้ในการตกแต่งเครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น ตู้เย็นหรือเครื่องซักผ้า บางครั้งแม้แต่ผนังของสวีเดนก็สามารถตกแต่งด้วยแม่เหล็กตัวอักษรได้ สิ่งสำคัญคือต้องรักษาสไตล์ไว้อย่างน้อยที่สุด เมื่อฉันมาเยี่ยมเพื่อนคนหนึ่ง และเธอมีแม่เหล็กติดตู้เย็นไว้เป็นจำนวนมาก ถัดจากแซนด์วิชอย่างกะทันหัน คุณจะเห็นลำตัวเปลือยเปล่าของหญิงสาว ด้านข้างมีแม่เหล็กหลายอันจากอียิปต์ (ที่ซึ่งจริงๆ แล้วเป็น) และอีกหลายสิบอย่างจากประเทศอื่นๆ - เวียดนาม ทบิลิซี กูร์ซุฟ ลวิฟ ลอนดอน และคนอื่น ๆ. ทุกอย่างจะดี แต่เมื่อท่ามกลางความสับสนวุ่นวายนี้ ฉันเห็นตัวอักษรแม่เหล็กโยเกิร์ต Rastishki สองตัวล้อมรอบด้วยแม่เหล็กรูปอาวุธ ทำให้ฉันประหลาดใจอย่างไม่มีขีดจำกัด! หากคุณคิดว่าคนที่มาเยี่ยมคุณไม่สนใจเรื่องเล็ก ๆ น้อย ๆ เช่นแม่เหล็ก คุณจะถูกเข้าใจผิดและเสี่ยงตลอดกาลที่จะถูกตราหน้าว่าเป็นครอบครัวที่ "ไร้รส" ที่แสดง "การเดินทางและความสำเร็จ" ของพวกเขา
2. ภาพถ่ายบนแม่เหล็กไม่กี่คนที่รู้ว่าอุตสาหกรรมการพิมพ์สมัยใหม่ได้คิดค้นนวัตกรรมใหม่ นั่นคือ ภาพถ่ายส่วนตัวบนแม่เหล็กแบน ความสุขดังกล่าวถูกจัดเตรียมทันทีภายในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงและจะมีราคาค่อนข้างถูก คุณไม่เพียงแต่พบวิธีอื่นในการบันทึกความทรงจำเท่านั้น แต่การเสื่อมสภาพของภาพถ่ายที่พิมพ์บนวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงนั้นยังมีน้อยลงอีกด้วย ภาพถ่ายบนแม่เหล็กสามารถเก็บไว้ในตู้เสื้อผ้าเพื่อการจัดเก็บอย่างระมัดระวัง หรือคุณสามารถใช้เป็นองค์ประกอบตกแต่ง เช่น ต้นไม้ครอบครัวบนขาตั้งเหล็ก เป็นต้น
3. "ผู้ถือ" ที่สะดวกสำหรับบันทึกรวมถึงการตรึงมีเพียงไม่กี่ครอบครัวที่ไม่ทราบเกี่ยวกับการใช้งานแม่เหล็กดังกล่าว แม้แต่ที่โรงเรียนของลูกชายฉัน ครูยังแก้ไขสื่อการสอน ตารางและรูปภาพบนกระดานและขาตั้งที่ทันสมัย โดยไม่ต้องวาดใหม่ด้วยตนเองเหมือนเมื่อก่อน ในครอบครัวของเรา แม่เหล็กเป็นส่วนสำคัญของตู้เย็น เนื่องจากงานทั้งหมดในแต่ละวัน หมายเลขโทรศัพท์ที่ใช้งานได้ วันที่ที่น่าจดจำ และกิจวัตรประจำวันได้รับการแก้ไขโดยคุณลักษณะเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้
สำหรับการซ่อม คุณปู่ของฉันมักใช้แม่เหล็กเพื่อยึดเกาะกับกาวได้ดีขึ้นเมื่อซ่อมการแตกหักหรือรอยแผลเป็นบนวัตถุ เขาเพียงแค่วางส่วนนั้นไว้ระหว่างแม่เหล็กสองตัว และการยึดติดที่เร็วขึ้นก็ไม่นาน
แม่พบว่ามีการใช้คุณสมบัติการยึดของแม่เหล็กในครัวเรือนอีกครั้ง - เธอซื้อแถบแม่เหล็กที่ยาวและสวยงามและยึดติดกับเครื่องใช้ในครัว (รวมถึงกระทะและหม้อ) แถบดังกล่าวสามารถใช้เป็นที่ใส่มีดได้ แม่เหล็กขนาดเล็กสามารถเย็บเป็นผ้าได้ (ตะปู ผ้าขนหนู) เพื่อให้สามารถวางตำแหน่งได้อย่างสะดวก (แม้จะติดกับเตาอบ)
4. ความบันเทิงสำหรับเด็กและผู้ใหญ่จากแม่เหล็ก ปริศนามากมาย ประติมากรรมที่น่าสนใจ และอุปกรณ์สำหรับการพักผ่อนในสำนักงานของนักจิตวิทยาได้ถูกสร้างขึ้นมาเป็นเวลานาน เด็กเล็กพอใจกับสิ่งของที่ลอยอยู่ในอากาศเป็นพิเศษ เช่นเดียวกับลูกบาศก์แม่เหล็ก ลูกบอล ดิสก์ และสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ที่ตลกขบขัน คุณยังสามารถสร้างกระดาน "การเจริญเติบโต" สำหรับลูกน้อยของคุณด้วยแม่เหล็ก - เพียงแค่ทำเครื่องหมายด้วยแม่เหล็กตลกๆ ว่าระดับที่ลูกของคุณเติบโตขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งๆ
5. การทำให้บริสุทธิ์ของน้ำมันรถยนต์เรากำลังพูดถึงกระปุกเกียร์และน้ำมันเครื่อง พี่ชายของฉันซึ่งเป็นช่างซ่อมรถยนต์ได้สาธิตฟังก์ชันของแม่เหล็กนี้ให้ฉันดู และสามีของฉันชอบมันมาก แม่เหล็กขนาดกะทัดรัดวางอย่างแน่นหนาบนปลั๊กท่อระบายน้ำเครื่องยนต์ของรถคุณ และชิ้นส่วนที่สึกหรอทั้งหมดจะติดอยู่กับมัน แม่เหล็กอันทรงพลังจะจับเฉพาะอนุภาคที่ขัดกับวัสดุของชิ้นส่วน และรวบรวมไว้บนพื้นผิวของพวกมัน ซึ่งการปนเปื้อนทั้งหมดจะง่ายต่อการกำจัด
6. ค้นหารายการหากบุตรหลานของคุณเคยดูหนังอเมริกันมามากพอและต้องการหาแหวนทองที่หายไปในรีสอร์ท คุณไม่ควรเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับเขา ครั้งหนึ่ง ฉันเคยซื้อเครื่องตรวจจับโลหะให้ลูกชายของฉัน เมื่อเขาแสดงทักษะของเขาในฐานะนักวิจัยทางโบราณคดี ลองนึกภาพฉันประหลาดใจเมื่อความสนุกของลูกชายเริ่มสร้างรายได้ ตลอดสองสัปดาห์ของรีสอร์ท ลูกชายของฉันนำแหวนทองคำ 2 วง จี้หนึ่งอัน และต่างหูเงินแบบเจาะ โดยเพียงแค่ร้อยด้ายพร้อมแหวนแม่เหล็กตามชายหาด สามีของฉันชอบความคิดนี้ แต่เขาใช้มันสำหรับการซ่อมแซม เพราะด้วยความช่วยเหลือของ "หัววัด" แม่เหล็ก คุณสามารถหาตำแหน่งของสกรู ตะปู และอุปกรณ์ในผนังได้อย่างรวดเร็ว
ที่น่าสนใจคือมีแม่เหล็กลดราคาที่สามารถยกสิ่งของได้แม้จากก้นทะเลที่มีน้ำหนักมากถึง 300 กก. จินตนาการเกี่ยวกับสมบัติโจรสลัดใต้น้ำเล่นทันที ... ถ้า!
7. ซ่อมเครื่องดนตรี.ลูกสาวของเพื่อนฉันเรียนดนตรีในโรงเรียนดนตรีมาเป็นเวลานานแล้ว และแม่ของเธอล้มลงจากพื้นแล้ว พยายามหาวิธีที่รวดเร็วในการกำจัดแซกโซโฟนและทรัมเป็ตจากรอยบุบที่มีลักษณะเฉพาะ เป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าถึงพวกเขาผ่านท่อโค้งบาง ๆ และการหาผู้เชี่ยวชาญการซ่อมที่เหมาะสมนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย (และความสุขก็ไม่ถูก) ดังนั้นเธอจึงอ่านข้อมูลที่แม่เหล็กสามารถช่วยในเรื่องที่ยากลำบากนี้ได้ เราเอาลูกเหล็ก (ควรทำจากเหล็ก) ซึ่งเหมาะสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ และนำมันด้วยแม่เหล็กภายนอกไปยังตำแหน่งบุ๋ม จากนั้นใช้แม่เหล็กลากไปตามขอบบุ๋ม ลูกบอลจากด้านในจะถูกดึงดูดเข้าหาแม่เหล็กอย่างแรง ปรับระดับพื้นผิวได้อย่างสมบูรณ์แบบ การซ่อมแซมดังกล่าวจะทำให้คุณเสียค่าใช้จ่ายในราคาถูกมากและในเวลาเพียงไม่กี่นาที!
8. ยึดเข็มกลัดหรือป้ายเหล็กโดยไม่มีเครื่องหมายบนเสื้อผ้าวิธีที่น่าสนใจเช่นนี้ ฉันได้สอดแนมพนักงานคนหนึ่งของเรา เธอสวมเสื้อเบลาส์ผ้าไหม ซาติน และชีฟองเรียบหรู โดยมีป้ายชื่อที่ต้องมีในการแต่งกาย เด็กสาวคิดว่าจะติดแม่เหล็กขนาดเล็กไว้ด้านในเสื้อผ้า และข้างหน้า เธอเพียงแค่พิงหมุดหรือเข็มกลัดเหล็กติดไว้ น่าแปลกที่จานถูกยึดไว้อย่างแน่นหนาและแม้แต่เสื้อผ้าที่บางที่สุดก็ไม่ทิ้งร่องรอย
9. องค์ประกอบการตกแต่งผู้หญิงหลายคนเคยได้ยินเกี่ยวกับกำไลแม่เหล็กที่เรียกว่าลูกบอล ลูกบาศก์ และรูปทรงเรขาคณิตอื่นๆ เครื่องประดับดังกล่าวประกอบได้รวดเร็วมาก คุณสามารถทำให้เป็นเครื่องประดับแต่ละชิ้นได้โดยเพิ่มจี้ตามธีมหรือป้ายชื่อบางส่วนลงในชุดฐานของคุณ คุณยังสามารถสลับรายละเอียดที่เป็นแม่เหล็กกับองค์ประกอบตกแต่งอื่นๆ ได้ เช่น เม็ดมีดหนัง เลื่อม ขน ผ้า ฯลฯ นอกจากนี้ เครื่องประดับแม่เหล็กยังมีประโยชน์ต่อร่างกายอีกด้วย!
ครั้งหนึ่งฉันเคยดูรายการที่ผู้หญิงคนหนึ่งอยากจะเจาะลึกลงไปในงานปาร์ตี้ แต่พ่อแม่ของเธอไม่อนุญาต เด็กหญิงที่เฉลียวฉลาดไม่ต้องการ "เจาะรู" ร่างกาย เธอเพียงติดแม่เหล็กขนาดเล็กไว้ที่ด้านหนึ่งของใบหูส่วนล่าง และอีกด้านเพิ่มสามเหลี่ยมเงิน 3 อัน การตกแต่งนี้สามารถรับได้โดยไม่เจ็บปวด ถูกสุขอนามัย รวดเร็วและเฉพาะในวันนั้นเมื่อคุณอยากใส่ "ลวดลาย" ดังกล่าวเท่านั้น
10. เร่งการหมักของทิงเจอร์โฮมเมดสุดท้ายนี้ ฉันจะบอกคุณเกี่ยวกับวิธีการที่น่าอัศจรรย์ซึ่งเพื่อนของฉันเตรียมสุราและไวน์ในบ้านในชนบทของเขา อย่างที่เขาพูด โดยการวางแม่เหล็กไว้ที่ด้านล่างของขวด เขาจะสร้างสนามพลังอันทรงพลัง เหมาะสำหรับการหมักวิญญาณใดๆ เพื่อนคนหนึ่งอ้างว่าการสุกจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นหลายเท่า (ในหนึ่งเดือนอย่างแท้จริง) และเครื่องดื่มก็ได้รับคุณสมบัติด้านรสชาติและกลิ่นหอมที่เหมือนกันซึ่งมักจะทำให้สุกในสีย้อมหลังจากอายุสองสามปี!
วันนี้เรามาดูวิธีที่น่าทึ่งอย่างแท้จริงในการใช้แม่เหล็กในชีวิตประจำวัน ดังนั้น หากคุณมีแม่เหล็กสองสามตัวที่ค้างอยู่ที่บ้าน ก็ถึงเวลาที่จะให้ชีวิตใหม่กับพวกมัน โดยใช้มันตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้
ที่บ้าน ที่ทำงาน ในรถของเราเองหรือในระบบขนส่งสาธารณะ เราถูกล้อมรอบด้วยแม่เหล็กประเภทต่างๆ พวกมันขับเคลื่อนมอเตอร์ เซ็นเซอร์ ไมโครโฟน และสิ่งของทั่วไปอื่นๆ อีกมากมาย ในเวลาเดียวกันในแต่ละพื้นที่จะใช้อุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติและคุณสมบัติต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว แม่เหล็กประเภทนี้มีความโดดเด่น:
แม่เหล็กคืออะไร
แม่เหล็กไฟฟ้าการออกแบบผลิตภัณฑ์ดังกล่าวประกอบด้วยแกนเหล็กซึ่งมีการพันขดลวด ด้วยการใช้กระแสไฟฟ้าที่มีพารามิเตอร์ขนาดและทิศทางต่างกัน สามารถรับสนามแม่เหล็กของความแรงและขั้วที่ต้องการได้
ชื่อของแม่เหล็กกลุ่มนี้เป็นตัวย่อของชื่อส่วนประกอบต่างๆ ได้แก่ อลูมิเนียม นิกเกิล และโคบอลต์ ข้อได้เปรียบหลักของโลหะผสมอัลนิโกคือความคงตัวของอุณหภูมิที่ไม่มีใครเทียบได้ของวัสดุ แม่เหล็กประเภทอื่นไม่สามารถอวดได้ว่าสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง +550 ⁰ C ในขณะเดียวกัน วัสดุน้ำหนักเบานี้มีลักษณะเฉพาะด้วยแรงบีบบังคับที่อ่อนแอ ซึ่งหมายความว่าสามารถล้างอำนาจแม่เหล็กได้อย่างสมบูรณ์เมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็กภายนอกที่รุนแรง ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากราคาที่เอื้อมถึงได้ อัลนิโก้จึงเป็นโซลูชั่นที่ขาดไม่ได้ในภาควิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมจำนวนมาก
ผลิตภัณฑ์แม่เหล็กสมัยใหม่
ดังนั้นเราจึงหาโลหะผสม ตอนนี้เรามาดูกันว่าแม่เหล็กคืออะไรและพวกมันมีการใช้งานแบบใดในชีวิตประจำวัน อันที่จริง มีตัวเลือกมากมายสำหรับผลิตภัณฑ์ดังกล่าว:
3) แม่เหล็กสำนักงานสำหรับการนำเสนอและการประชุม ใช้กระดานแม่เหล็กซึ่งช่วยให้คุณสามารถนำเสนอข้อมูลด้วยภาพและในรายละเอียด พวกเขายังมีประโยชน์อย่างมากในห้องเรียนของโรงเรียนและห้องเรียนของมหาวิทยาลัย
แม่เหล็กถาวรคืออะไร
ผลิตภัณฑ์เฟอร์โรแมกเนติกที่สามารถคงสภาพแม่เหล็กตกค้างที่มีนัยสำคัญไว้ได้หลังจากการขจัดสนามแม่เหล็กภายนอกออกเรียกว่าแม่เหล็กถาวร แม่เหล็กถาวรทำมาจากโลหะหลายชนิด เช่น โคบอลต์ เหล็ก นิกเกิล แรร์เอิร์ธ โลหะผสม (สำหรับแม่เหล็กนีโอไดเมียม) รวมถึงจากแร่ธาตุธรรมชาติ เช่น แมกนีไทต์
ขอบเขตของแม่เหล็กถาวรในปัจจุบันกว้างมาก แต่จุดประสงค์ของแม่เหล็กถาวรนั้นเหมือนกันทุกแห่ง - เนื่องจากเป็นแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กคงที่โดยไม่มีแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นแม่เหล็กจึงเป็นวัตถุที่มีในตัวเอง
คำว่า "แม่เหล็ก" นั้นมาจากวลีภาษากรีกซึ่งแปลว่า "หินจากแมกนีเซีย" ตามชื่อเมืองในเอเชียซึ่งมีการค้นพบแร่แมกนีไทต์หรือแร่เหล็กแม่เหล็กในสมัยโบราณ จากมุมมองทางกายภาพ แม่เหล็กระดับประถมศึกษาคืออิเล็กตรอน และคุณสมบัติทางแม่เหล็กของแม่เหล็กโดยทั่วไปจะถูกกำหนดโดยโมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนที่ประกอบเป็นวัสดุที่เป็นแม่เหล็ก
ลักษณะของส่วนล้างอำนาจแม่เหล็กของวัสดุที่ใช้แม่เหล็กถาวรเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของแม่เหล็กถาวร: ยิ่งแรงบีบบังคับ Hc สูงขึ้น และการเหนี่ยวนำแม่เหล็กตกค้าง Br ยิ่งสูง แม่เหล็กยิ่งแข็งแกร่งและเสถียรมากขึ้น
แรงบีบบังคับ (แปลตามตัวอักษรจากภาษาละติน - "แรงยึด") - นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการล้างอำนาจแม่เหล็กโดยสมบูรณ์ของสารเฟอร์โรหรือเฟอร์ริแมกเนติก ดังนั้น ยิ่งแม่เหล็กบางตัวมีแรงบีบบังคับมากเท่าใด แม่เหล็กก็ยิ่งต้านทานต่อปัจจัยล้างอำนาจแม่เหล็กได้มากขึ้นเท่านั้น
หน่วยวัดแรงบีบบังคับคือแอมแปร์/เมตร และอย่างที่คุณทราบ คือปริมาณเวกเตอร์ ซึ่งเป็นคุณลักษณะกำลังของสนามแม่เหล็ก ค่าลักษณะเฉพาะของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กตกค้างของแม่เหล็กถาวรคือประมาณ 1 เทสลา
ชนิดและคุณสมบัติของแม่เหล็กถาวร
เฟอร์ไรต์
แม่เหล็กเฟอร์ไรต์ถึงแม้จะเปราะบาง แต่ก็มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ซึ่งทำให้ราคาต่ำที่สุด เป็นแม่เหล็กที่พบได้บ่อยที่สุด แม่เหล็กดังกล่าวทำมาจากโลหะผสมของเหล็กออกไซด์กับแบเรียมหรือสตรอนเทียมเฟอร์ไรท์ องค์ประกอบนี้ช่วยให้วัสดุสามารถคงคุณสมบัติทางแม่เหล็กไว้ได้ในช่วงอุณหภูมิกว้าง - ตั้งแต่ -30°C ถึง +270°C
ผลิตภัณฑ์แม่เหล็กในรูปของวงแหวนเฟอร์ไรต์ แท่ง และเกือกม้า มีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในอุตสาหกรรมและในชีวิตประจำวัน ในด้านเทคโนโลยีและอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ในระบบเสียงในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใน ในอุตสาหกรรมยานยนต์ แม่เหล็กเฟอร์ไรท์ถูกติดตั้งไว้ที่สตาร์ท กระจกไฟฟ้า ระบบทำความเย็น และพัดลม
แม่เหล็กเฟอร์ไรท์มีลักษณะเฉพาะด้วยแรงบีบบังคับประมาณ 200 kA/m2 และการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่เหลือประมาณ 0.4 เทสลา โดยเฉลี่ยแล้วแม่เหล็กเฟอร์ไรต์สามารถอยู่ได้นาน 10 ถึง 30 ปี
Alnico (อะลูมิเนียม-นิกเกิล-โคบอลต์)
แม่เหล็กถาวรที่ใช้โลหะผสมของอลูมิเนียม นิกเกิล และโคบอลต์นั้นมีความทนทานต่ออุณหภูมิและความเสถียรที่ไม่มีใครเทียบได้: สามารถรักษาสมบัติทางแม่เหล็กที่อุณหภูมิสูงถึง +550 ° C แม้ว่าลักษณะแรงบีบบังคับของพวกมันจะค่อนข้างเล็ก ภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก แม่เหล็กดังกล่าวจะสูญเสียสมบัติทางแม่เหล็กเดิมไป
ตัดสินด้วยตัวคุณเอง: แรงบีบบังคับโดยทั่วไปคือประมาณ 50 kA/m โดยมีค่าแรงแม่เหล็กที่เหลือประมาณ 0.7 เทสลา อย่างไรก็ตาม แม้จะมีคุณลักษณะนี้ แม่เหล็ก Alnico ก็จำเป็นสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์บางอย่าง
เนื้อหาทั่วไปของส่วนประกอบในโลหะผสม Alnico ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กสูงจะแตกต่างกันไปในช่วงต่อไปนี้: อะลูมิเนียม - ตั้งแต่ 7 ถึง 10% นิกเกิล - จาก 12 ถึง 15% โคบอลต์ - ตั้งแต่ 18 ถึง 40% และทองแดง 3 ถึง 4%
ยิ่งโคบอลต์มาก การเหนี่ยวนำความอิ่มตัวและพลังงานแม่เหล็กของโลหะผสมก็จะยิ่งสูงขึ้น สารเติมแต่งในรูปของไททาเนียม 2 ถึง 8% และไนโอเบียมเพียง 1% เท่านั้นที่มีส่วนช่วยในการรับแรงบีบบังคับที่มากขึ้น - สูงถึง 145 kA/m2 การเติมซิลิกอน 0.5 ถึง 1% ช่วยให้มั่นใจถึงคุณสมบัติทางแม่เหล็กของไอโซโทรปี
วงศ์สะมาเรีย
หากคุณต้องการความต้านทานการกัดกร่อน การเกิดออกซิเดชัน และอุณหภูมิที่สูงถึง +350 ° C เป็นพิเศษ แสดงว่าคุณต้องการโลหะผสมแม่เหล็กของซาแมเรียมและโคบอลต์
ในแง่ของราคา แม่เหล็กซาแมเรียม-โคบอลต์มีราคาแพงกว่าแม่เหล็กนีโอไดเมียมเนื่องจากโลหะที่หายากและมีราคาแพงกว่า - โคบอลต์ อย่างไรก็ตาม แนะนำให้ใช้หากจำเป็นต้องมีขนาดและน้ำหนักขั้นต่ำของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
วิธีนี้เหมาะสมที่สุดในยานอวกาศ เทคโนโลยีการบินและคอมพิวเตอร์ มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กและข้อต่อแม่เหล็ก ในอุปกรณ์และอุปกรณ์สวมใส่ได้ (นาฬิกา หูฟัง โทรศัพท์มือถือ ฯลฯ)
เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนแบบพิเศษ จึงเป็นแม่เหล็กซาแมเรียมที่ใช้ในการพัฒนาเชิงกลยุทธ์และการใช้งานทางการทหาร มอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบยก ยานยนต์ - แม่เหล็กโลหะผสมซาแมเรียม-โคบอลต์ที่แข็งแรงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและสภาพการทำงานที่ยากลำบาก แรงบีบบังคับอยู่ที่ประมาณ 700 kA/m โดยมีค่าเหนี่ยวนำแม่เหล็กตกค้างประมาณ 1 เทสลา
นีโอไดเมียม
แม่เหล็กนีโอไดเมียมเป็นที่ต้องการอย่างมากในปัจจุบันและดูเหมือนว่าจะมีแนวโน้มมากที่สุด โลหะผสมนีโอไดเมียม-เหล็ก-โบรอนทำให้สามารถสร้างซุปเปอร์แม่เหล็กสำหรับสนามต่างๆ ตั้งแต่สลักและของเล่นไปจนถึงเครื่องยกที่ทรงพลัง
แรงบีบบังคับสูงของคำสั่ง 1,000 kA/m และการทำให้เป็นแม่เหล็กที่เหลือของคำสั่ง 1.1 เทสลาทำให้แม่เหล็กคงอยู่ได้นานหลายปี ใน 10 ปี แม่เหล็กนีโอไดเมียมจะสูญเสียการทำให้เป็นแม่เหล็กเพียง 1% หากอุณหภูมิอยู่ภายใต้การทำงาน เงื่อนไขไม่เกิน +80°C (สำหรับบางเกรดสูงถึง +200°C) ดังนั้นแม่เหล็กนีโอไดเมียมจึงมีข้อเสียเพียงสองประการเท่านั้นคือความเปราะบางและอุณหภูมิในการทำงานต่ำ
ผงแม่เหล็กร่วมกับส่วนประกอบยึดเกาะทำให้เกิดแม่เหล็กที่อ่อนนุ่ม ยืดหยุ่น และน้ำหนักเบา สารยึดเกาะ เช่น ไวนิล ยาง พลาสติก หรืออะคริลิก ช่วยให้สามารถผลิตแม่เหล็กในรูปทรงและขนาดต่างๆ
แน่นอนว่าแรงแม่เหล็กนั้นด้อยกว่าวัสดุแม่เหล็กบริสุทธิ์ แต่บางครั้งการแก้ปัญหาดังกล่าวก็จำเป็นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายที่ผิดปกติสำหรับแม่เหล็ก: ในการผลิตผลิตภัณฑ์โฆษณา ในการผลิตสติกเกอร์ที่ถอดออกได้บนรถยนต์ เช่นเดียวกับในการผลิต ของเครื่องเขียนและของที่ระลึกต่างๆ
เหมือนขั้วแม่เหล็กผลัก และขั้วตรงข้ามดึงดูด ปฏิสัมพันธ์ของแม่เหล็กอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแม่เหล็กใดๆ มีสนามแม่เหล็ก และสนามแม่เหล็กเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน อะไรคือสาเหตุของการทำให้เป็นแม่เหล็กของเหล็ก?
ตามสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส แอมแปร์ ภายในสารมีกระแสไฟฟ้าเบื้องต้น (กระแสแอมแปร์) ซึ่งเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสของอะตอมและรอบแกนของพวกมันเอง
เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ สนามแม่เหล็กพื้นฐานจะเกิดขึ้น และหากนำชิ้นส่วนของเหล็กเข้าไปในสนามแม่เหล็กภายนอก สนามแม่เหล็กพื้นฐานทั้งหมดในเหล็กนี้จะถูกจัดวางในลักษณะเดียวกันในสนามแม่เหล็กภายนอก ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กของชิ้นส่วนเหล็ก ดังนั้น หากสนามแม่เหล็กภายนอกที่ใช้มีกำลังแรงเพียงพอ หลังจากปิดแล้ว เหล็กชิ้นหนึ่งจะกลายเป็นแม่เหล็กถาวร
การรู้รูปร่างและการทำให้เป็นแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรช่วยให้สามารถคำนวณแทนที่ด้วยระบบแม่เหล็กไฟฟ้าที่เทียบเท่ากัน การแทนที่ดังกล่าวสามารถทำได้ทั้งเมื่อคำนวณคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กและเมื่อคำนวณแรงที่กระทำต่อแม่เหล็กจากสนามภายนอก ตัวอย่างเช่น เราจะคำนวณแรงโต้ตอบของแม่เหล็กถาวรสองตัว
ให้แม่เหล็กมีรูปร่างเป็นทรงกระบอกบาง ๆ ลองแทนรัศมีของพวกมันเป็น r1 และ r2 ความหนา h1, h2 แกนของแม่เหล็กเหมือนกัน แทนระยะห่างระหว่างแม่เหล็กเป็น z เราจะถือว่า ใหญ่กว่าขนาดของแม่เหล็กมาก
มีการอธิบายการเกิดขึ้นของแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กด้วยวิธีดั้งเดิม: แม่เหล็กตัวหนึ่งสร้างสนามแม่เหล็กที่ส่งผลต่อแม่เหล็กตัวที่สอง
ในการคำนวณแรงโต้ตอบ ให้เราแทนที่แม่เหล็กด้วยการสะกดจิตที่สม่ำเสมอ J1 และ J2 ด้วยกระแสเป็นวงกลมที่ไหลไปตามพื้นผิวด้านข้างของกระบอกสูบ ความแรงของกระแสเหล่านี้จะแสดงในแง่ของการทำให้เป็นแม่เหล็กของแม่เหล็ก และรัศมีของพวกมันจะเท่ากับรัศมีของแม่เหล็ก
ให้เราสลายเวกเตอร์การเหนี่ยวนำ B ของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กตัวแรกที่ตำแหน่งขององค์ประกอบที่สองเป็นสององค์ประกอบ: แนวแกนซึ่งชี้ไปตามแกนของแม่เหล็กและแนวรัศมีซึ่งตั้งฉากกับมัน
ในการคำนวณแรงทั้งหมดที่กระทำต่อวงแหวน จำเป็นต้องแบ่งจิตใจออกเป็นองค์ประกอบเล็กๆ IΔl และสรุปการกระทำกับแต่ละองค์ประกอบดังกล่าว
เมื่อใช้กฎมือซ้าย เป็นการง่ายที่จะแสดงว่าองค์ประกอบในแนวแกนของสนามแม่เหล็กนำไปสู่การปรากฏตัวของแรงแอมป์ที่มีแนวโน้มที่จะยืด (หรือบีบอัด) วงแหวน - ผลรวมเวกเตอร์ของแรงเหล่านี้เป็นศูนย์
การปรากฏตัวขององค์ประกอบในแนวรัศมีของสนามนำไปสู่การเกิดขึ้นของแรงแอมแปร์ที่พุ่งไปตามแกนของแม่เหล็กซึ่งก็คือแรงดึงดูดหรือแรงผลัก มันยังคงคำนวณแรงของแอมแปร์ - สิ่งเหล่านี้จะเป็นแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กทั้งสอง
ต้องขอบคุณการเกิดขึ้นของโลหะผสมที่มีพื้นฐานจาก Nd -Fe -B (นีโอไดเมียม เหล็ก และโบรอน) การใช้แม่เหล็กในอุตสาหกรรมจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ข้อได้เปรียบที่สำคัญของแม่เหล็กแรร์เอิร์ธเหนือ SmCo และ Fe-P ที่ใช้ก่อนหน้านี้นั้นคุ้มค่าที่จะสังเกตเป็นพิเศษ ด้วยแรงยึดเกาะสูงที่มีขนาดกระทัดรัดและอายุการใช้งานยาวนาน ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจึงกลายเป็นที่ต้องการของกิจกรรมทางเศรษฐกิจในด้านต่างๆ
การใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมในอุตสาหกรรมต่างๆ
ข้อจำกัดในการใช้แม่เหล็กแรร์เอิร์ธที่มีส่วนประกอบของนีโอไดเมียมมีความเกี่ยวข้องกับจุดอ่อนของการเกิดความร้อนสูงเกินไป อุณหภูมิการทำงานส่วนบนสำหรับผลิตภัณฑ์มาตรฐานคือ +80⁰C และสำหรับโลหะผสมทนความร้อนที่ดัดแปลง - +200⁰C ด้วยคุณสมบัตินี้ การใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมในอุตสาหกรรมจึงครอบคลุมพื้นที่ต่อไปนี้:
