แม่เหล็กถาวร การใช้แม่เหล็กในกิจกรรมต่างๆ ของสังคมยุคใหม่

แม้แต่ในสมัยโบราณ ผู้คนค้นพบคุณสมบัติเฉพาะของหินบางชนิด นั่นคือแรงดึงดูดของโลหะ ในสมัยของเรา เรามักจะพบสิ่งของที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ แม่เหล็กคืออะไร? ความแข็งแกร่งของเขาคืออะไร? เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในบทความนี้

ตัวอย่างของแม่เหล็กชั่วคราว เช่น คลิปหนีบกระดาษ กระดุม ตะปู มีด และของใช้ในครัวเรือนอื่นๆ ที่ทำจากเหล็ก จุดแข็งของพวกมันคือดึงดูดแม่เหล็กถาวร และเมื่อสนามแม่เหล็กหายไป พวกมันจะสูญเสียคุณสมบัติไป

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถควบคุมได้ด้วยกระแสไฟฟ้า สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? ลวดที่พันเป็นเกลียวจะเปลี่ยนเป็นแกนเหล็ก เมื่อกระแสถูกนำไปใช้และเปลี่ยน ความแรงของสนามแม่เหล็กและขั้วของสนามแม่เหล็กจะเปลี่ยน

ประเภทของแม่เหล็กถาวร

แม่เหล็กเฟอร์ไรต์มีชื่อเสียงและใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน วัสดุสีดำนี้สามารถใช้เป็นตัวยึดสำหรับสิ่งของต่างๆ เช่น โปสเตอร์ แผ่นผนังที่ใช้ในสำนักงานหรือโรงเรียน พวกเขาไม่สูญเสียคุณสมบัติดึงดูดที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 250 ° C

Alnico เป็นแม่เหล็กที่ทำจากโลหะผสมอะลูมิเนียม นิกเกิล และโคบอลต์ ชื่อนี้ทำให้เขา ทนต่ออุณหภูมิสูงมากและสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส วัสดุนี้มีน้ำหนักเบา แต่สูญเสียคุณสมบัติไปโดยสิ้นเชิงเมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่แรงกว่า ใช้เป็นหลักในอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์

โลหะผสมแม่เหล็ก Samarium เป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูง ความน่าเชื่อถือของคุณสมบัติของวัสดุช่วยให้สามารถใช้วัสดุในการพัฒนาทางทหารได้ ทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง อุณหภูมิสูง การเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน

แม่เหล็กนีโอไดเมียมคืออะไร? เป็นโลหะผสมที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของเหล็ก โบรอน และนีโอไดเมียม เรียกอีกอย่างว่าซูเปอร์แม่เหล็ก เนื่องจากมีสนามแม่เหล็กทรงพลังและมีแรงบีบบังคับสูง เมื่อสังเกตสภาวะบางอย่างระหว่างการทำงาน แม่เหล็กนีโอไดเมียมสามารถคงคุณสมบัติไว้ได้ 100 ปี

การใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียม

ควรพิจารณาโดยละเอียดว่าแม่เหล็กนีโอไดเมียมคืออะไร? ซึ่งเป็นวัสดุที่สามารถบันทึกปริมาณการใช้น้ำ ไฟฟ้า และก๊าซเป็นเมตรได้ ไม่เพียงเท่านั้น แม่เหล็กชนิดนี้เป็นของวัสดุถาวรและหายาก ทนทานต่อสนามของโลหะผสมอื่น ๆ และไม่ต้องล้างอำนาจแม่เหล็ก

ผลิตภัณฑ์นีโอไดเมียมใช้ในภาคการแพทย์และอุตสาหกรรม นอกจากนี้ในสภาพภายในประเทศยังใช้สำหรับยึดผ้าม่าน, ของตกแต่ง, ของที่ระลึก ใช้ในเครื่องมือค้นหาและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

เพื่อยืดอายุการใช้งาน แม่เหล็กชนิดนี้เคลือบด้วยสังกะสีหรือนิกเกิล ในกรณีแรก การสะสมมีความน่าเชื่อถือมากกว่า เนื่องจากทนต่อสารที่มีฤทธิ์รุนแรงและทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า 100 ° C ความแข็งแรงของแม่เหล็กขึ้นอยู่กับรูปร่าง ขนาด และปริมาณของนีโอไดเมียมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสม

การใช้แม่เหล็กเฟอร์ไรท์

เฟอร์ไรต์ถือเป็นแม่เหล็กถาวรที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากสตรอนเทียมมีอยู่ในองค์ประกอบ วัสดุจึงไม่เป็นสนิม แม่เหล็กเฟอร์ไรต์คืออะไร? มันถูกนำไปใช้ที่ไหน? โลหะผสมนี้ค่อนข้างเปราะ ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าเซรามิก แม่เหล็กเฟอร์ไรต์ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และอุตสาหกรรม มันถูกใช้ในอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่นเดียวกับการติดตั้งภายในประเทศ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบเสียง ในการผลิตรถยนต์ แม่เหล็กถูกใช้ในระบบทำความเย็น กระจกไฟฟ้า และพัดลม

วัตถุประสงค์ของเฟอร์ไรท์คือการปกป้องอุปกรณ์จากการรบกวนจากภายนอกและป้องกันความเสียหายต่อสัญญาณที่ได้รับผ่านสายเคเบิล ด้วยเหตุนี้ จึงใช้ในการผลิตเครื่องนำทาง จอภาพ เครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์อื่นๆ ที่สัญญาณหรือภาพที่ชัดเจนเป็นสิ่งสำคัญ

การบำบัดด้วยแม่เหล็ก

มักใช้ขั้นตอนที่เรียกว่าแม่เหล็กบำบัดและใช้เพื่อการรักษาโรค ผลของวิธีนี้คือการมีอิทธิพลต่อร่างกายของผู้ป่วยด้วยความช่วยเหลือของสนามแม่เหล็กภายใต้กระแสสลับความถี่ต่ำหรือกระแสตรง วิธีการรักษานี้ช่วยกำจัดโรคต่างๆ บรรเทาปวด เสริมสร้างภูมิคุ้มกัน ทำให้เลือดไหลเวียนได้ดีขึ้น

เชื่อกันว่าโรคเกิดจากการละเมิดสนามแม่เหล็กของมนุษย์ การทำกายภาพบำบัดช่วยให้ร่างกายกลับสู่สภาวะปกติและสภาพทั่วไปดีขึ้น

จากบทความนี้ คุณได้เรียนรู้ว่าแม่เหล็กคืออะไร และศึกษาคุณสมบัติและการใช้งานของแม่เหล็กด้วย

ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่น่าทึ่งที่สุดประการหนึ่งคือการรวมตัวกันของสนามแม่เหล็กในวัสดุบางชนิด แม่เหล็กถาวรเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ ก่อนการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ในด้านไฟฟ้า แม่เหล็กถาวรถูกใช้อย่างแข็งขันโดยแพทย์จากชนชาติต่างๆ ในด้านการแพทย์ พวกเขาเข้าถึงผู้คนจากส่วนลึกของโลกในรูปของแร่เหล็กแม่เหล็ก เมื่อเวลาผ่านไป ผู้คนเรียนรู้ที่จะสร้างแม่เหล็กประดิษฐ์โดยการวางผลิตภัณฑ์โลหะผสมเหล็กไว้ข้างๆ แหล่งสนามแม่เหล็กธรรมชาติ

ลักษณะของแม่เหล็ก

การสาธิตคุณสมบัติของแม่เหล็กในการดึงดูดวัตถุที่เป็นโลหะในตัวเองทำให้เกิดคำถาม: แม่เหล็กถาวรคืออะไร? ลักษณะของปรากฏการณ์เช่นการปรากฏตัวของแรงผลักของวัตถุโลหะไปทางแมกนีไทต์คืออะไร?

คำอธิบายแรกเกี่ยวกับธรรมชาติของสนามแม่เหล็กอยู่ในสมมติฐานของเขาโดย Ampère นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ กระแสไฟฟ้าที่มีระดับความแรงต่างกัน มิฉะนั้นจะเรียกว่ากระแสแอมแปร์ อิเล็กตรอนที่หมุนรอบแกนของพวกมันเองก็หมุนรอบนิวเคลียสของอะตอมเช่นกัน ด้วยเหตุนี้สนามแม่เหล็กพื้นฐานจึงเกิดขึ้นซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันทำให้เกิดสนามทั่วไปของสสาร

ในสนามแม่เหล็กที่มีศักยภาพ ในกรณีที่ไม่มีอิทธิพลจากภายนอก สนามขององค์ประกอบของตาข่ายอะตอมจะถูกจัดเรียงแบบสุ่ม สนามแม่เหล็กภายนอก "สร้าง" ไมโครฟิลด์ของโครงสร้างวัสดุในทิศทางที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ศักยภาพของปลายด้านตรงข้ามของแมกนีไทต์ผลักกัน หากเราเข้าใกล้ขั้วเดียวกันของ PM สองแถบ มือมนุษย์จะรู้สึกต่อต้านการเคลื่อนไหว เสาที่ต่างกันจะโน้มเอียงเข้าหากัน

เมื่อวางเหล็กหรือโลหะผสมเหล็กในสนามแม่เหล็กภายนอก สนามภายในของโลหะจะถูกจัดวางในทิศทางเดียวอย่างเคร่งครัด ส่งผลให้วัสดุได้รับคุณสมบัติของแม่เหล็กถาวร (PM)

วิธีดูสนามแม่เหล็ก

เพื่อให้รู้สึกถึงโครงสร้างของสนามแม่เหล็กด้วยสายตา การทำการทดลองง่ายๆ ก็เพียงพอแล้ว เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้แม่เหล็กสองตัวและเศษโลหะขนาดเล็ก

สิ่งสำคัญ!ในชีวิตประจำวัน แม่เหล็กถาวรพบได้ในสองรูปแบบ: ในรูปแบบของแถบตรงและเกือกม้า

เมื่อปิดแผ่น PM ด้วยกระดาษแล้วตะไบเหล็กก็ถูกเทลงบนมัน อนุภาคจะเรียงตัวกันตามเส้นสนามแม่เหล็กทันที ซึ่งทำให้เห็นภาพของปรากฏการณ์นี้

ประเภทของแม่เหล็ก

แม่เหล็กถาวรแบ่งออกเป็น 2 ประเภท:

• เป็นธรรมชาติ;
• เทียม.

เป็นธรรมชาติ

โดยธรรมชาติแล้ว แม่เหล็กถาวรตามธรรมชาติคือฟอสซิลที่มีลักษณะเป็นเศษแร่เหล็ก หินแม่เหล็ก (แม่เหล็ก) ในแต่ละประเทศมีชื่อเป็นของตัวเอง แต่ในแต่ละชื่อมีสิ่งเช่น "ความรัก", "โลหะที่น่าดึงดูด" ชื่อ Magnitogorsk หมายถึงที่ตั้งของเมืองถัดจากแหล่งแร่แมกนีไทต์ธรรมชาติ เป็นเวลาหลายทศวรรษที่มีการขุดแร่แม่เหล็กอย่างแข็งขันที่นี่ วันนี้ไม่มีอะไรหลงเหลือจาก Magnetic Mountain เป็นการพัฒนาและการสกัดแมกนีไทต์ธรรมชาติ

จนกว่ามนุษยชาติจะบรรลุความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในระดับที่เหมาะสม แม่เหล็กถาวรตามธรรมชาติก็ทำหน้าที่เพื่อความสนุกสนานและกลเม็ดต่างๆ

เทียม

PMs ประดิษฐ์ได้มาจากการกระตุ้นสนามแม่เหล็กภายนอกบนโลหะต่างๆ และโลหะผสมของพวกมัน สังเกตได้ว่าวัสดุบางชนิดคงสภาพสนามที่ได้มาเป็นเวลานานซึ่งเรียกว่าแม่เหล็กแข็ง วัสดุที่สูญเสียคุณสมบัติของแม่เหล็กถาวรอย่างรวดเร็วเรียกว่าแม่เหล็กอ่อน

ในเงื่อนไขของการผลิตในโรงงานจะใช้โลหะผสมที่ซับซ้อน โครงสร้างของโลหะผสม "magnico" ประกอบด้วยเหล็ก นิกเกิล และโคบอลต์ โลหะผสม Alnico มีอะลูมิเนียมแทนเหล็ก

ผลิตภัณฑ์จากโลหะผสมเหล่านี้มีปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลัง เป็นผลให้ได้รับ PMs ที่ค่อนข้างทรงพลัง

การใช้แม่เหล็กถาวร

PM มีความสำคัญไม่น้อยในด้านต่าง ๆ ของกิจกรรมของมนุษย์ ขึ้นอยู่กับขอบเขตการใช้งาน PM มีลักษณะที่แตกต่างกัน เมื่อเร็ว ๆ นี้โลหะผสมแม่เหล็กหลักที่ใช้อย่างแข็งขันNdFeBประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีดังต่อไปนี้:

• "Nd" - ไนโอเดียม
• "เฟ" - เหล็ก
• "B" - โบรอน

บริเวณที่ใช้แม่เหล็กถาวร:

1. นิเวศวิทยา;
2. ไฟฟ้า;
3. ยา;
4. ขนส่ง;
5. เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์
6. เครื่องใช้ในครัวเรือน;
7. วิศวกรรมไฟฟ้า.

นิเวศวิทยา

ระบบบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมต่างๆ ได้รับการพัฒนาและดำเนินการอยู่ ระบบแม่เหล็กทำให้ของเหลวบริสุทธิ์ในระหว่างการผลิตแอมโมเนีย เมทานอล และสารอื่นๆ กับดักแม่เหล็ก "เลือก" อนุภาคที่มีธาตุเหล็กทั้งหมดจากการไหล

PM รูปทรงวงแหวนจะติดตั้งอยู่ภายในท่อแก๊ส ซึ่งกำจัดไอเสียที่เป็นก๊าซจากการรวมตัวของเฟอร์โรแมกเนติก

กับดักแม่เหล็กคั่นอย่างแข็งขันจะเลือกของเสียที่เป็นโลหะบนสายพานลำเลียงสำหรับการประมวลผลของเสียที่มนุษย์สร้างขึ้น

การชุบด้วยไฟฟ้า

การผลิตแบบกัลวานิกขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของไอออนโลหะที่มีประจุไปยังขั้วตรงข้ามของอิเล็กโทรดกระแสตรง PMs เล่นบทบาทของผู้ถือผลิตภัณฑ์ในสระไฟฟ้า ในการติดตั้งทางอุตสาหกรรมด้วยกระบวนการกัลวานิก จะติดตั้งเฉพาะแม่เหล็ก NdFeB เท่านั้น

ยา

เมื่อเร็ว ๆ นี้ผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ได้โฆษณาอุปกรณ์และอุปกรณ์ที่ใช้แม่เหล็กถาวรอย่างกว้างขวาง คุณสมบัติของโลหะผสม NdFeB จะให้สนามแม่เหล็กที่รุนแรงคงที่

คุณสมบัติของแม่เหล็กถาวรใช้เพื่อทำให้ระบบไหลเวียนโลหิตเป็นปกติ ดับกระบวนการอักเสบ ฟื้นฟูเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน และอื่นๆ

ขนส่ง

ระบบขนส่งในการผลิตมีการติดตั้ง PM ในระหว่างการเคลื่อนย้ายวัตถุดิบของสายพานลำเลียง แม่เหล็กจะขจัดสิ่งเจือปนโลหะที่ไม่จำเป็นออกจากอาร์เรย์ ด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็ก ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ถูกส่งไปในระนาบต่างๆ

บันทึก!แม่เหล็กถาวรใช้เพื่อแยกวัสดุดังกล่าวออกจากกัน ซึ่งการมีอยู่ของผู้คนอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของพวกเขา

การขนส่งทางรถยนต์มีอุปกรณ์ ส่วนประกอบ และอุปกรณ์จำนวนมาก ซึ่ง PM มีบทบาทหลัก ซึ่งได้แก่ การจุดระเบิดด้วยไฟฟ้า กระจกไฟฟ้าอัตโนมัติ ระบบควบคุมรอบเดินเบา น้ำมันเบนซิน ปั๊มดีเซล เครื่องมือที่แผงด้านหน้า และอื่นๆ อีกมากมาย

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

อุปกรณ์พกพาและอุปกรณ์ในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ทั้งหมดติดตั้งองค์ประกอบแม่เหล็ก รายการรวมถึงเครื่องพิมพ์ เครื่องยนต์ไดรเวอร์ มอเตอร์ขับเคลื่อน และอุปกรณ์อื่นๆ

เครื่องใช้ในครัวเรือน

โดยพื้นฐานแล้วสิ่งเหล่านี้คือผู้ถือของใช้ในครัวเรือนขนาดเล็ก ชั้นวางของพร้อมที่ยึดแม่เหล็ก ที่ยึดผ้าม่านและผ้าม่าน ที่ยึดชุดมีดทำครัวและเครื่องใช้ในบ้านอื่นๆ

วิศวกรรมไฟฟ้า

วิศวกรรมไฟฟ้าซึ่งสร้างขึ้นจาก PM เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และมอเตอร์ไฟฟ้า

วิศวกรรมวิทยุ

PM ใช้เพื่อเพิ่มความกะทัดรัดของอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุ เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์มีอิสระ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าบน PM แก้ปัญหาการเคลื่อนย้ายหน้าสัมผัส - วงแหวนด้วยแปรง ในอุปกรณ์แบบดั้งเดิมสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม มีปัญหาเฉียบพลันที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาอุปกรณ์ที่ซับซ้อน ชิ้นส่วนสึกหรออย่างรวดเร็ว และการสูญเสียพลังงานอย่างมากในวงจรกระตุ้น

อุปสรรคเพียงอย่างเดียวในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวคือปัญหาในการติดตั้ง PM บนโรเตอร์ที่หมุนได้ เมื่อเร็ว ๆ นี้แม่เหล็กจะถูกวางลงในร่องตามยาวของโรเตอร์โดยเติมด้วยวัสดุที่หลอมละลายได้

มอเตอร์ไฟฟ้า

ในเครื่องใช้ในครัวเรือนและในอุปกรณ์อุตสาหกรรมบางอย่าง มอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวรได้แพร่หลายไป - นี่คือมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน

เช่นเดียวกับในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่อธิบายข้างต้น PM จะติดตั้งอยู่บนโรเตอร์ที่หมุนอยู่ภายในสเตเตอร์ด้วยขดลวดคงที่ ข้อได้เปรียบหลักของมอเตอร์ไฟฟ้าคือการไม่มีหน้าสัมผัสที่มีกระแสไฟไหลผ่านตัวสะสมโรเตอร์

มอเตอร์ประเภทนี้เป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ลดทอนประโยชน์ในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าเลยแม้แต่น้อย

ข้อมูลเพิ่มเติม.คุณสมบัติที่โดดเด่นของอุปกรณ์คือการมีเซ็นเซอร์ Hall ที่ควบคุมความเร็วของโรเตอร์

ผู้เขียนหวังว่าหลังจากอ่านบทความนี้แล้ว ผู้อ่านจะเข้าใจชัดเจนว่าแม่เหล็กถาวรคืออะไร การนำแม่เหล็กถาวรเข้าสู่ทรงกลมของกิจกรรมของมนุษย์ช่วยกระตุ้นการประดิษฐ์และการสร้างโลหะผสมเฟอร์โรแมกเนติกใหม่ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ดีขึ้น

วีดีโอ

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" เช่นกรามเหล็กที่มีแม่เหล็กแรงสูงซึ่งผลักซึ่งกันและกันดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้รัด

แม่เหล็กใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ วัสดุแม่เหล็กจำเป็นสำหรับการทำงานในช่วงไมโครเวฟ สำหรับการบันทึกและเล่นด้วยแม่เหล็ก และสำหรับการสร้างอุปกรณ์จัดเก็บแม่เหล็ก ทรานสดิวเซอร์แม่เหล็กทำให้สามารถกำหนดความลึกของทะเลได้ เป็นเรื่องยากที่จะทำโดยไม่ต้องใช้เครื่องวัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กที่มีองค์ประกอบแม่เหล็กที่มีความไวสูง หากจำเป็นต้องวัดสนามแม่เหล็กที่อ่อนแรงเล็กน้อย โดยจะกระจายอย่างละเมียดละไมในอวกาศ

และมีบางกรณีที่พวกเขาต่อสู้กับแม่เหล็ก เมื่อพวกเขากลายเป็นอันตราย นี่คือเรื่องราวจากสมัยมหาสงครามแห่งความรักชาติที่แสดงให้เห็นหน้าที่ความรับผิดชอบของผู้เชี่ยวชาญด้านแม่เหล็กในปีที่ยากลำบากเหล่านั้น... ยกตัวอย่าง การดึงดูดตัวเรือของเรือ การสะกดจิตแบบ "เกิดขึ้นเอง" ดังกล่าวไม่ได้เป็นอันตรายเลย: ไม่เพียงแต่เข็มทิศของเรือจะเริ่ม "โกหก" เท่านั้น โดยนำสนามของตัวเรือไปอยู่ในสนามของโลกและระบุทิศทางอย่างไม่ถูกต้อง เรือแม่เหล็กที่ลอยอยู่สามารถดึงดูดวัตถุที่เป็นเหล็กได้ หากวัตถุดังกล่าวเกี่ยวข้องกับทุ่นระเบิด ผลของแรงดึงดูดนั้นชัดเจน นั่นคือเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ต้องเข้าไปแทรกแซงในกลอุบายของธรรมชาติและล้างอำนาจแม่เหล็กของเรือเป็นพิเศษเพื่อที่พวกเขาจะได้ลืมว่าจะทำกับทุ่นระเบิดแม่เหล็กอย่างไร

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 อุตสาหกรรมนี้ยังผลิตเตาอบไมโครเวฟในครัวเรือน

ด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็ก พวกเขาพยายามรักษา (และไม่สำเร็จ) โรคทางประสาท ปวดฟัน นอนไม่หลับ ปวดในตับและกระเพาะอาหาร - โรคนับร้อย

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 กำไลแม่เหล็กเริ่มแพร่หลายโดยมีผลดีต่อผู้ป่วยโรคความดันโลหิต (ความดันโลหิตสูงและความดันเลือดต่ำ)

หนึ่ง " นักวิจัย”- ช่างทำรองเท้า สเปนซ์ จากเมืองลินลิธโกว์ในสกอตแลนด์ ซึ่งอาศัยอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านของศตวรรษที่ 18 และ 19 อ้างว่าได้ค้นพบสารสีดำบางชนิดที่ทำให้แรงดึงดูดและแรงผลักของแม่เหล็กเป็นกลาง ตามที่เขาพูด ด้วยความช่วยเหลือของสารลึกลับนี้และแม่เหล็กถาวรสองตัว เขาถูกกล่าวหาว่าสามารถรักษาการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องของโทรศัพท์มือถือถาวรสองเครื่องที่ผลิตเองได้อย่างง่ายดาย เราอ้างอิงข้อมูลนี้ในปัจจุบันว่าเป็นตัวอย่างทั่วไปของความคิดที่ไร้เดียงสาและความเชื่อง่ายๆ ซึ่งวิทยาศาสตร์แทบจะไม่สามารถกำจัดได้แม้แต่ในเวลาต่อมา สันนิษฐานได้ว่าคนรุ่นเดียวกันของ Spence จะไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับความไร้เหตุผลของจินตนาการของช่างทำรองเท้าที่มีความทะเยอทะยาน อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ชาวสก็อตรู้สึกว่าจำเป็นต้องพูดถึงกรณีนี้ในจดหมายของเขา ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร " พงศาวดารของเคมีในปี ค.ศ. 1818 เขาเขียนว่า:

"... Mr. Playfair และ Captain Cater ได้ตรวจสอบเครื่องจักรทั้งสองนี้และแสดงความพึงพอใจที่ปัญหาของการเคลื่อนไหวถาวรได้รับการแก้ไขในที่สุด"

ดังนั้น ปรากฎว่าคุณสมบัติของแม่เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลาย ๆ ด้าน และค่อนข้างมีประโยชน์สำหรับมวลมนุษยชาติโดยรวม

แต่ละคนถือแม่เหล็กไว้ในมือและเล่นกับมันตั้งแต่ยังเป็นเด็ก แม่เหล็กสามารถมีรูปร่าง ขนาด แตกต่างกันได้มาก แต่แม่เหล็กทั้งหมดมีคุณสมบัติร่วมกัน ซึ่งดึงดูดเหล็กได้ ดูเหมือนว่าพวกมันจะทำจากเหล็กไม่ว่าในกรณีใดจากโลหะบางชนิดอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม มี "แม่เหล็กสีดำ" หรือ "หิน" ซึ่งดึงดูดชิ้นส่วนของเหล็กและโดยเฉพาะอย่างยิ่งซึ่งกันและกัน

แต่ดูไม่เหมือนโลหะ แตกง่ายเหมือนแก้ว แม่เหล็กในบ้านมีประโยชน์หลายอย่าง เช่น สะดวกในการ "ตรึง" แผ่นกระดาษกับพื้นผิวเหล็กด้วยความช่วยเหลือ สะดวกในการรวบรวมเข็มที่หายไปด้วยแม่เหล็ก ดังที่เราเห็น นี่เป็นสิ่งที่มีประโยชน์อย่างยิ่ง

Science 2.0 - ก้าวกระโดดครั้งใหญ่ - แม่เหล็ก

แม่เหล็กในอดีต

แม้แต่คนจีนโบราณก็รู้เรื่องแม่เหล็กเมื่อกว่า 2,000 ปีที่แล้ว อย่างน้อยก็สามารถใช้ปรากฏการณ์นี้เพื่อเลือกทิศทางเมื่อเดินทางได้ นั่นคือพวกเขาคิดค้นเข็มทิศ นักปรัชญาในกรีกโบราณ คนที่อยากรู้อยากเห็น รวบรวมข้อเท็จจริงที่น่าอัศจรรย์ต่างๆ พบแม่เหล็กในบริเวณใกล้เคียงกับเมือง Magness ในเอเชียไมเนอร์ ที่นั่นพวกเขาพบหินประหลาดที่สามารถดึงดูดเหล็กได้ สำหรับช่วงเวลานั้น มันไม่น่าแปลกใจน้อยกว่าที่มนุษย์ต่างดาวจะเป็นในสมัยของเรา

ดูเหมือนน่าประหลาดใจยิ่งกว่าเดิมที่แม่เหล็กดึงดูดได้ไกลจากโลหะทั้งหมด แต่มีเพียงเหล็กและเหล็กเท่านั้นที่สามารถกลายเป็นแม่เหล็กได้ แม้ว่าจะไม่แข็งแรงนัก เราสามารถพูดได้ว่าแม่เหล็กดึงดูดไม่เพียงแต่เหล็ก แต่ยังรวมถึงความอยากรู้อยากเห็นของนักวิทยาศาสตร์ด้วย และขับเคลื่อนวิทยาศาสตร์อย่างฟิสิกส์ไปข้างหน้าอย่างแข็งแกร่ง Thales of Miletus เขียนเกี่ยวกับ "วิญญาณของแม่เหล็ก" และ Roman Titus Lucretius Carus เขียนเกี่ยวกับ "การเคลื่อนไหวที่รุนแรงของตะไบเหล็กและวงแหวน" ในบทความเรื่อง Nature of Things เขาสามารถสังเกตเห็นการปรากฏตัวของสองขั้วที่แม่เหล็กซึ่งต่อมาเมื่อลูกเรือเริ่มใช้เข็มทิศได้รับชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่จุดสำคัญ

แม่เหล็กคืออะไร. ในคำพูดง่ายๆ สนามแม่เหล็ก

ใช้แม่เหล็กอย่างจริงจัง

ไม่สามารถอธิบายธรรมชาติของแม่เหล็กได้เป็นเวลานาน ด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็ก ทวีปใหม่ถูกค้นพบ (ลูกเรือยังคงปฏิบัติต่อเข็มทิศด้วยความเคารพอย่างยิ่ง) แต่ไม่มีใครรู้อะไรเกี่ยวกับธรรมชาติของสนามแม่เหล็ก งานได้ดำเนินการเพื่อปรับปรุงเข็มทิศเท่านั้นซึ่งทำโดยนักภูมิศาสตร์และนักเดินเรือคริสโตเฟอร์โคลัมบัส

ในปี ค.ศ. 1820 นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก Hans Christian Oersted ได้ค้นพบครั้งสำคัญ เขาสร้างการกระทำของเส้นลวดด้วยกระแสไฟฟ้าบนเข็มแม่เหล็ก และในฐานะนักวิทยาศาสตร์ ค้นพบโดยการทดลองว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรภายใต้สภาวะต่างๆ ในปีเดียวกันนั้น นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส อองรี แอมแปร์ ได้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับกระแสน้ำที่เป็นวงกลมเบื้องต้นที่ไหลในโมเลกุลของสารแม่เหล็ก ในปี ค.ศ. 1831 ไมเคิล ฟาราเดย์ ชาวอังกฤษใช้ขดลวดหุ้มฉนวนและแม่เหล็ก ทำการทดลองแสดงให้เห็นว่างานกลสามารถแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าได้ เขายังกำหนดกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและแนะนำแนวคิดของ "สนามแม่เหล็ก"

กฎของฟาราเดย์กำหนดกฎ: สำหรับวงจรปิด แรงเคลื่อนไฟฟ้าเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลผ่านวงจรนี้ เครื่องจักรไฟฟ้าทั้งหมดทำงานบนหลักการนี้ - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า

ในปี พ.ศ. 2416 เจมส์ ซี. แม็กซ์เวลล์ นักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตได้นำปรากฏการณ์แม่เหล็กและไฟฟ้ามารวมกันเป็นทฤษฎีเดียว นั่นคือ ไฟฟ้าไดนามิกแบบคลาสสิก

สารที่สามารถทำให้เป็นแม่เหล็กได้เรียกว่าเฟอร์โรแมกเนติก ชื่อนี้เชื่อมแม่เหล็กกับเหล็ก แต่ยิ่งไปกว่านั้น ความสามารถในการทำให้เป็นแม่เหล็กยังพบได้ในนิกเกิล โคบอลต์ และโลหะอื่นๆ เนื่องจากสนามแม่เหล็กได้ผ่านเข้าไปในสนามของการใช้งานจริงแล้ว วัสดุแม่เหล็กจึงกลายเป็นหัวข้อที่ได้รับความสนใจอย่างมาก

การทดลองเริ่มต้นด้วยโลหะผสมของโลหะแม่เหล็กและสารเติมแต่งต่างๆ วัสดุที่ได้นั้นมีราคาแพงมากและหากเวอร์เนอร์ซีเมนส์ไม่มีความคิดที่จะแทนที่แม่เหล็กด้วยเหล็กที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กด้วยกระแสที่ค่อนข้างเล็ก โลกจะไม่เคยเห็นรถรางไฟฟ้าและซีเมนส์ ซีเมนส์มีส่วนเกี่ยวข้องกับเครื่องโทรเลขด้วย แต่ที่นี่เขามีคู่แข่งมากมาย และรถรางไฟฟ้าทำให้บริษัทมีเงินเป็นจำนวนมาก และท้ายที่สุดก็ดึงทุกอย่างที่เหลือด้วยเครื่องนี้

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ปริมาณพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับแม่เหล็กในงานวิศวกรรม

เราจะสนใจแม่เหล็กเป็นหลัก กล่าวคือ เฟอโรแมกเนต์ และปล่อยให้ส่วนที่เหลือเป็นปรากฏการณ์สนามแม่เหล็กที่กว้างใหญ่ไพศาล หน่วยวัดของเราจะเป็นหน่วยที่ยอมรับใน SI (กิโลกรัม เมตร วินาที แอมแปร์) และอนุพันธ์:

l ความแรงของสนาม, H, A/m (แอมป์ต่อเมตร)

ค่านี้กำหนดลักษณะความแรงของสนามระหว่างตัวนำคู่ขนาน ระยะห่างระหว่าง 1 ม. และกระแสที่ไหลผ่านคือ 1 A ความแรงของสนามคือปริมาณเวกเตอร์

l การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก, B, Tesla, ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก (Weber/m.sq.)

นี่คืออัตราส่วนของกระแสที่ไหลผ่านตัวนำต่อเส้นรอบวงของรัศมีที่เราสนใจในขนาดของการเหนี่ยวนำ วงกลมอยู่ในระนาบที่ลวดตัดขวางในแนวตั้งฉาก ซึ่งรวมถึงปัจจัยอื่นที่เรียกว่าการซึมผ่านของแม่เหล็ก นี่คือปริมาณเวกเตอร์ หากเราดูที่ปลายเส้นลวดในจิตใจและถือว่ากระแสไหลไปในทิศทางที่ห่างจากเรา วงกลมแรงแม่เหล็กจะ "หมุน" ตามเข็มนาฬิกา และเวกเตอร์การเหนี่ยวนำจะถูกนำไปใช้กับเส้นสัมผัสและสอดคล้องกับทิศทางนั้น

l การซึมผ่านของแม่เหล็ก, μ (ค่าสัมพัทธ์)

ถ้าเราหาค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กของสุญญากาศเป็น 1 แล้วสำหรับวัสดุที่เหลือ เราก็จะได้ค่าที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น สำหรับอากาศ เราจะได้ค่าที่ใกล้เคียงกับค่าสุญญากาศ สำหรับธาตุเหล็ก เราจะได้ค่าที่มากกว่ามาก ดังนั้นเราสามารถเปรียบเปรย (และแม่นยำมาก) ว่าเหล็ก "ดึง" เส้นแรงแม่เหล็กเข้าในตัวเอง หากความแรงของสนามในขดลวดที่ไม่มีแกนคือ H ดังนั้นด้วยแกนกลางเราจะได้ μH

l บีบบังคับ, เป็น.

แรงบีบบังคับบ่งชี้ว่าวัสดุแม่เหล็กสามารถต้านทานการขจัดอำนาจแม่เหล็กและการทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่ได้มากเพียงใด หากกระแสในขดลวดถูกลบออกจนหมด การเหนี่ยวนำคงเหลือในแกนกลาง ในการทำให้มันเท่ากับศูนย์ คุณต้องสร้างสนามที่มีความแรงบางอย่าง แต่ในทางกลับกัน นั่นคือ ปล่อยให้กระแสไฟวิ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม ความตึงเครียดนี้เรียกว่าแรงบีบบังคับ

เนื่องจากแม่เหล็กมักถูกใช้ในทางปฏิบัติในการเชื่อมต่อกับไฟฟ้า จึงไม่น่าแปลกใจที่ปริมาณไฟฟ้าเช่นแอมแปร์จะถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายคุณสมบัติของพวกมัน

จากที่กล่าวไปแล้ว ตัวอย่างเช่น ตะปู ซึ่งถูกแม่เหล็กกระทำต่อ ตัวมันเองจะกลายเป็นแม่เหล็ก แม้ว่าจะอ่อนกว่าก็ตาม ในทางปฏิบัติปรากฎว่าแม้แต่เด็กที่เล่นแม่เหล็กก็รู้เรื่องนี้

มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับแม่เหล็กในงานวิศวกรรม ขึ้นอยู่กับว่าวัสดุเหล่านี้ไปอยู่ที่ใด วัสดุที่เป็นแม่เหล็กแบ่งออกเป็น "อ่อน" และ "แข็ง" ขั้นแรกไปที่การผลิตแกนสำหรับอุปกรณ์ที่ฟลักซ์แม่เหล็กคงที่หรือแปรผัน คุณไม่สามารถสร้างแม่เหล็กอิสระที่ดีจากวัสดุที่อ่อนนุ่มได้ พวกเขาล้างอำนาจแม่เหล็กง่ายเกินไปและนี่คือคุณสมบัติอันมีค่าของพวกเขาอย่างแม่นยำเนื่องจากรีเลย์ต้อง "ปล่อย" หากกระแสไฟถูกปิดและมอเตอร์ไฟฟ้าจะต้องไม่ร้อนขึ้น - พลังงานส่วนเกินจะถูกใช้สำหรับการทำให้เป็นแม่เหล็กอีกครั้งซึ่งถูกปล่อยออกมาในรูปแบบ ของความร้อน

สนามแม่เหล็กมีหน้าตาเป็นอย่างไร? อิกอร์ เบเลตสกี้

แม่เหล็กถาวร ซึ่งเรียกว่าแม่เหล็ก ต้องใช้วัสดุแข็งในการผลิต ความแข็งแกร่งหมายถึงแม่เหล็ก นั่นคือการเหนี่ยวนำที่เหลือจำนวนมากและแรงบีบบังคับขนาดใหญ่ เนื่องจากดังที่เราได้เห็น ปริมาณเหล่านี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิด แม่เหล็กชนิดนี้ใช้เหล็กกล้าคาร์บอน ทังสเตน โครเมียม และโคบอลต์ แรงบีบบังคับของพวกเขาถึงค่าประมาณ 6500 A/m.

มีโลหะผสมพิเศษที่เรียกว่า alni, alnisi, alnico และอื่นๆ อีกมากมาย อย่างที่คุณอาจเดาได้ พวกมันรวมถึงอลูมิเนียม นิกเกิล ซิลิกอน โคบอลต์ในรูปแบบต่างๆ ซึ่งมีแรงบีบบังคับมากกว่า - มากถึง 20,000 ... 60,000 A / m แม่เหล็กดังกล่าวไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะฉีกออกจากเหล็ก

มีแม่เหล็กที่ออกแบบมาให้ทำงานที่ความถี่สูงโดยเฉพาะ นี่คือ "แม่เหล็กทรงกลม" ที่รู้จักกันดี มันถูก "ขุด" จากลำโพงไร้ค่าจากลำโพงกลางเพลงหรือวิทยุในรถหรือแม้แต่ทีวีในสมัยก่อน แม่เหล็กนี้ทำขึ้นจากการเผาผนึกเหล็กออกไซด์และสารเติมแต่งพิเศษ วัสดุดังกล่าวเรียกว่าเฟอร์ไรท์ แต่ไม่ใช่ว่าเฟอร์ไรต์ทุกตัวจะถูกดึงดูดเป็นพิเศษในลักษณะนี้ และในลำโพงจะใช้เพื่อลดการสูญเสียที่ไร้ประโยชน์

แม่เหล็ก การค้นพบ. มันทำงานอย่างไร?

เกิดอะไรขึ้นภายในแม่เหล็ก?

เนื่องจากอะตอมของสสารเป็น "กระจุก" ของกระแสไฟฟ้า พวกมันจึงสามารถสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเองได้ แต่เฉพาะในโลหะบางชนิดที่มีโครงสร้างอะตอมคล้ายกันเท่านั้น ความสามารถนี้จึงเด่นชัดมาก เหล็ก โคบอลต์ และนิกเกิล อยู่เคียงข้างกันในระบบธาตุของเมนเดเลเยฟ และมีโครงสร้างคล้าย ๆ กันของเปลือกอิเล็กตรอน ซึ่งเปลี่ยนอะตอมของธาตุเหล่านี้ให้กลายเป็นแม่เหล็กขนาดเล็กมาก

เนื่องจากโลหะสามารถเรียกได้ว่าเป็นส่วนผสมที่แช่แข็งของผลึกต่างๆ ที่มีขนาดเล็กมาก เป็นที่ชัดเจนว่าโลหะผสมดังกล่าวสามารถมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กได้มาก อะตอมหลายกลุ่มสามารถ "คลี่คลาย" แม่เหล็กของตัวเองได้ภายใต้อิทธิพลของเพื่อนบ้านและสนามภายนอก "ชุมชน" ดังกล่าวเรียกว่าโดเมนแม่เหล็กและก่อให้เกิดโครงสร้างที่แปลกประหลาดซึ่งยังคงได้รับการศึกษาโดยนักฟิสิกส์สนใจ นี่เป็นสิ่งสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่ง

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว แม่เหล็กอาจมีขนาดเกือบเท่าอะตอม ดังนั้นขนาดที่เล็กที่สุดของโดเมนแม่เหล็กจึงถูกจำกัดด้วยขนาดของคริสตัลที่อะตอมของโลหะแม่เหล็กฝังอยู่ ตัวอย่างเช่น สิ่งนี้อธิบายความหนาแน่นของการบันทึกที่เกือบจะน่าอัศจรรย์บนฮาร์ดดิสก์ของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ซึ่งดูเหมือนว่าจะเติบโตขึ้นเรื่อยๆ จนกว่าดิสก์จะมีคู่แข่งที่ร้ายแรงกว่า

แรงโน้มถ่วง แม่เหล็ก และไฟฟ้า

แม่เหล็กใช้ที่ไหน?

แกนซึ่งเป็นแม่เหล็กของแม่เหล็ก แม้ว่าปกติจะเรียกง่ายๆ ว่าแกน แต่แม่เหล็กมีประโยชน์มากกว่าหลายอย่าง มีแม่เหล็กเครื่องเขียน แม่เหล็กติดประตูเฟอร์นิเจอร์ แม่เหล็กหมากรุกสำหรับนักเดินทาง เหล่านี้เป็นแม่เหล็กที่รู้จักกันดี

ประเภทที่หายากกว่านั้นรวมถึงแม่เหล็กสำหรับเครื่องเร่งอนุภาค ซึ่งเป็นโครงสร้างที่น่าประทับใจมากซึ่งสามารถชั่งน้ำหนักได้หลายสิบตันขึ้นไป แม้ว่าตอนนี้ฟิสิกส์ทดลองจะเต็มไปด้วยหญ้า ยกเว้นส่วนที่นำผลกำไรมหาศาลมาสู่ตลาดในทันที และตัวมันเองก็แทบไม่เสียค่าใช้จ่ายอะไรเลย

มีแม่เหล็กแปลกตาอีกตัวติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่เรียกว่าเครื่องสแกนภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (อันที่จริงวิธีการนี้เรียกว่า NMR นิวเคลียร์เรโซแนนซ์แม่เหล็ก แต่เพื่อไม่ให้ตกใจกับคนที่ไม่ค่อยแข็งแรงในวิชาฟิสิกส์ ก็เลยตั้งชื่อใหม่) อุปกรณ์ต้องใช้ตำแหน่งของวัตถุที่สังเกตได้ (คนไข้) ในแม่เหล็กแรงสูง สนามและแม่เหล็กที่สอดคล้องกันมีขนาดที่น่ากลัวและรูปร่างของโลงศพปีศาจ

คนถูกวางบนโซฟาและกลิ้งผ่านอุโมงค์ในแม่เหล็กนี้ในขณะที่เซ็นเซอร์สแกนสถานที่ที่น่าสนใจสำหรับแพทย์ โดยทั่วไปแล้ว ไม่เป็นไร แต่สำหรับบางคน โรคกลัวที่แคบมาถึงจุดที่ตื่นตระหนก คนเหล่านี้เต็มใจยอมให้ตัวเองถูกตัดทั้งเป็น แต่จะไม่เห็นด้วยกับการตรวจ MRI อย่างไรก็ตาม ใครจะรู้ว่าคนๆ หนึ่งรู้สึกอย่างไรในสนามแม่เหล็กแรงผิดปกติที่มีการเหนี่ยวนำสูงถึง 3 เทสลา หลังจากจ่ายเงินเพื่อซื้อมัน

เพื่อให้ได้สนามที่แข็งแกร่งเช่นนี้ มักใช้ตัวนำยิ่งยวดโดยการทำให้ขดลวดแม่เหล็กเย็นลงด้วยไฮโดรเจนเหลว ทำให้สามารถ "สูบฉีด" สนามโดยไม่ต้องกลัวว่าการให้ความร้อนแก่สายไฟด้วยกระแสไฟฟ้าแรงสูงจะจำกัดความสามารถของแม่เหล็ก ไม่ใช่การตั้งค่าราคาถูก แต่แม่เหล็กที่ทำจากโลหะผสมพิเศษที่ไม่ต้องการการให้น้ำหนักในปัจจุบันนั้นมีราคาแพงกว่ามาก

โลกของเรายังเป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่ถึงแม้จะไม่แรงมาก ไม่เพียงช่วยเจ้าของเข็มทิศแม่เหล็กเท่านั้น แต่ยังช่วยเราให้รอดจากความตายอีกด้วย หากไม่มีมัน เราจะถูกฆ่าโดยรังสีดวงอาทิตย์ รูปภาพของสนามแม่เหล็กโลกซึ่งจำลองโดยคอมพิวเตอร์จากการสังเกตจากอวกาศดูน่าประทับใจมาก

ต่อไปนี้คือคำตอบเล็กๆ น้อยๆ สำหรับคำถามที่ว่าแม่เหล็กคืออะไรในฟิสิกส์และเทคโนโลยี

KOMPAS  Compass - อุปกรณ์ที่อำนวยความสะดวกในการปฐมนิเทศในพื้นที่ สันนิษฐานว่าเข็มทิศถูกประดิษฐ์ขึ้นในประเทศจีน ในยุโรป การประดิษฐ์เข็มทิศมีขึ้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 12-13 แต่อุปกรณ์ของเข็มทิศยังคงเรียบง่ายมาก - เข็มแม่เหล็กติดอยู่บนจุกไม้ก๊อกและหย่อนลงในภาชนะที่มีน้ำ หลักการทำงานของเข็มทิศแม่เหล็กขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดของแม่เหล็กสองตัว แม่เหล็กขั้วตรงข้ามดึงดูดเหมือนขั้วผลัก