Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Menetapkan Magnet dan Magnetisme
- Jenis Magnet
- Magnet Tetap
- Magnet sementara
- Elektromagnet
- Magnet Terbesar di Dunia
Magnet kelihatan misteri. Pasukan yang tidak kelihatan menarik bahan magnet bersama atau, dengan flip satu magnet, tolaknya. Semakin kuat magnet, semakin kuat daya tarikan atau penolakan. Dan sememangnya, Bumi itu sendiri adalah magnet. Walaupun beberapa magnet diperbuat daripada keluli, jenis magnet lain wujud.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Magnetit adalah mineral magnet semula jadi. Bumi berputar teras menghasilkan medan magnet. Planters yang Cuisines dikeluarkan oleh mereka yang telah menghasilkan aluminium Cuisines, Magnet seramik atau ferit diperbuat daripada barium oksida atau strontium oksida aloi dengan besi oksida. Dua magnet jarang-bumi adalah samarium kobalt, yang mengandungi aloi samarium-kobalt dengan unsur surih (besi, tembaga, zirkon), dan magnet boron magnet neodymium.
Menetapkan Magnet dan Magnetisme
Mana-mana objek yang menghasilkan medan magnet dan berinteraksi dengan medan magnet lain ialah magnet. Magnet mempunyai hujung positif atau tiang dan hujung negatif atau tiang. Garis dari medan magnet berpindah dari tiang positif (juga dikenali sebagai kutub utara) ke kutub negatif (selatan). Magnetisme merujuk kepada interaksi antara dua magnet. Opposit menarik, jadi tiang positif magnet dan tiang negatif magnet lain menarik satu sama lain.
Jenis Magnet
Tiga jenis magnet biasa wujud: magnet kekal, magnet sementara dan elektromagnet. Magnet kekal mengekalkan kualiti magnet mereka dalam tempoh masa yang lama. Magnet sementara kehilangan magnet dengan cepat. Elektromagnet menggunakan arus elektrik untuk menjana medan magnet.
Magnet Tetap
Magnet kekal memegang sifat magnetik mereka untuk jangka masa yang lama. Perubahan dalam magnet tetap bergantung pada kekuatan magnet dan komposisi magnet. Perubahan umumnya berlaku disebabkan perubahan suhu (biasanya suhu meningkat). Magnet dipanaskan kepada suhu Curie mereka secara kekal kehilangan sifat magnetnya kerana atom beralih dari konfigurasi yang menyebabkan kesan magnet. Suhu Curie, dinamakan untuk penemu Pierre Curie, berbeza-beza bergantung pada bahan magnetik.
Magnetit, magnet kekal yang semula jadi, adalah magnet yang lemah. Magnet tetap kuat adalah Alnico, boron besi neodymium, samarium-kobalt, dan magnet seramik atau ferit. Semua magnet ini memenuhi keperluan definisi magnet kekal.
Magnetit
Magnetite, juga dipanggil lodestone, menyediakan jarum kompas dari penjelajah dari pemburu jed Cina ke pengembara dunia. Magnetit mineral terbentuk apabila besi dipanaskan dalam atmosfera oksigen rendah, menyebabkan oksida besi oksida Fe3O4. Sifat magnetite berfungsi sebagai kompas. Compasses kembali kepada kira-kira 250 B.C. di China, di mana mereka dipanggil arah selatan.
Alnico Alloy Magnet
Alnico magnet biasa menggunakan magnet yang diperbuat daripada sebatian aluminium 35 peratus (Al), 35 peratus nikel (Ni) dan 15 peratus kobalt (Co) dengan aluminium 7 peratus (Al), 4 peratus tembaga (Cu) dan 4 peratus titanium Ti). Magnet ini dibangun pada tahun 1930-an dan menjadi popular pada tahun 1940-an. Suhu mempunyai kesan yang kurang pada magnet Alnico daripada magnet buatan lain yang dihasilkan. Alnico magnet boleh demagnetized lebih mudah, bagaimanapun, jadi bar Alnico dan magnet kuda mesti disimpan dengan betul supaya mereka tidak menjadi demagnetized.
Magnet Alnico digunakan dalam pelbagai cara, terutamanya dalam sistem audio seperti pembesar suara dan mikrofon. Kelebihan magnet Alnico termasuk rintangan kakisan yang tinggi, kekuatan fizikal tinggi (jangan cip, retak atau mudah pecah) dan rintangan suhu tinggi (sehingga 540 darjah Celcius). Kelemahan termasuk magnet magnet yang lebih lemah daripada magnet buatan lain.
Magnet Seramik (Ferrite)
Pada tahun 1950-an kumpulan baru magnet telah dibangunkan. Ferrite heksagon keras, juga dikenali sebagai magnet seramik, boleh dipotong menjadi kepingan nipis dan terdedah kepada medan demagnetisasi tahap rendah tanpa kehilangan sifat magnetnya. Mereka juga murah untuk membuat. Struktur ferrit heksagon molekular berlaku di kedua-dua barium oksida aloi dengan oksida besi (BaO ∙ 6Fe2O3) dan strontium oksida aloi dengan oksida besi (SrO ∙ 6Fe2O3). Ferrite strontium (Sr) mempunyai sifat magnet yang sedikit lebih baik. Magnet kekal yang paling biasa digunakan ialah magnet ferit (seramik). Selain kos, kelebihan magnet seramik termasuk rintangan demagnetization yang baik dan rintangan kakisan yang tinggi. Walau bagaimanapun, mereka rapuh dan mudah pecah.
Magnet Samarium-Cobalt
Magnet Samarium-kobalt dibangun pada tahun 1967. Magnet ini, dengan komposisi molekul SmCo5, menjadi magnet kekal logam jarang-bumi komersial dan peralihan pertama. Pada tahun 1976 satu aloi samarium kobalt dengan elemen surih (besi, tembaga dan zirkon) telah dibangunkan, dengan struktur molekul Sm2(Co, Fe, Cu, Zr)17. Magnet ini mempunyai potensi besar untuk digunakan dalam aplikasi suhu yang lebih tinggi, sehingga kira-kira 500 C, tetapi kos bahan yang tinggi menghadkan penggunaan jenis magnet ini. Samarium jarang terdapat di kalangan unsur-unsur jarang-bumi, dan kobalt dikelaskan sebagai logam strategik, jadi bekalan dikawal.
Magnet Samarium-kobalt berfungsi dengan baik dalam keadaan lembap. Kelebihan lain termasuk rintangan haba yang tinggi, tahan terhadap suhu rendah (-273 C) dan rintangan kakisan yang tinggi. Seperti magnet seramik, bagaimanapun, magnet samarium-kobalt rapuh. Mereka, seperti yang dinyatakan, lebih mahal.
Neodymium Iron Boron Magnets
Magnet besi boron Neodymium (NdFeB atau NIB) dicipta pada tahun 1983. Magnet ini mengandungi 70 peratus besi, 5 peratus boron dan 25 peratus neodymium, elemen jarang-bumi. Magnet NIB menghancurkan dengan cepat, sehingga mereka menerima salutan pelindung, biasanya nikel, semasa proses produksi. Lapisan aluminium, zink atau resin epoksi boleh digunakan dan bukan nikel.
Walaupun magnet NIB adalah magnet kekal yang paling kuat, mereka juga mempunyai suhu Curie terendah, kira-kira 350 C (beberapa sumber mengatakan serendah 80 C), magnet tetap lain. Ini suhu Curie rendah menghadkan penggunaan perindustrian mereka. Neodymium magnet besi boron telah menjadi sebahagian penting daripada elektronik isi rumah termasuk telefon bimbit dan komputer. Magnet besi boron Neodymium juga digunakan dalam mesin pengimejan resonans magnetik (MRI).
Kelebihan magnet NIB termasuk nisbah tenaga ke berat (sehingga 1,300 kali), rintangan yang tinggi terhadap demagnetisasi pada suhu manusia yang selesa dan keberkesanan kos. Kelemahannya termasuk kehilangan magnetisme pada suhu rendah Curie, rintangan kakisan yang rendah (jika penyaduran rosak) dan kelembutan (boleh pecah, retak atau cip apabila berlanggar secara tiba-tiba dengan magnet atau logam lain.) (Lihat Sumber untuk Buah Magnet, aktiviti menggunakan magnet NIB .)
Magnet sementara
Magnet sementara terdiri daripada apa yang dipanggil bahan besi lembut. Besi lembut bermaksud bahawa atom dan elektron dapat diselaraskan dalam besi, berperilaku sebagai magnet untuk suatu masa. Senarai logam magnet termasuk paku, klip kertas dan bahan lain yang mengandungi besi. Magnet sementara menjadi magnet apabila terdedah kepada atau diletakkan dalam medan magnet. Sebagai contoh, jarum yang disapu oleh magnet menjadi magnet sementara kerana magnet menyebabkan elektron diselaraskan dalam jarum. Jika medan magnet atau pendedahan kepada magnet cukup kuat, besi lembut boleh menjadi magnet kekal, sekurang-kurangnya sehingga haba, kejutan atau masa menyebabkan atom kehilangan jajarannya.
Elektromagnet
Jenis ketiga magnet berlaku apabila elektrik melewati kawat. Membungkus dawai di sekitar teras besi lembut menguatkan kekuatan medan magnet. Meningkatkan tenaga elektrik meningkatkan kekuatan medan magnet. Apabila aliran elektrik melalui dawai, magnet berfungsi. Hentikan aliran elektron dan medan magnet runtuh. (Lihat Sumber untuk simulasi elektromagnetisme PhET.)
Magnet Terbesar di Dunia
Magnet terbesar di dunia adalah, sebenarnya, Bumi. Inti teras besi-nikel bumi yang berputar di inti luar besi nikel cecair berkelakuan seperti dynamo, menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang lemah bertindak seperti magnet bar yang miring pada kira-kira 11 darjah dari paksi Bumi. Hujung utara medan magnet ini adalah tiang selatan magnet bar. Oleh kerana medan magnet berlawanan menarik satu sama lain, hujung utara titik kompas magnetik ke hujung selatan medan magnet Bumi yang terletak berhampiran tiang utara (untuk meletakkannya dengan cara yang lain, kutub magnet selatan Bumi sebenarnya terletak berhampiran kutub utara geografi , walaupun anda sering melihat bahawa kutub magnet selatan dilabelkan sebagai tiang magnet utara).
Medan magnet bumi menghasilkan magnetosfera yang mengelilingi Bumi. Interaksi angin surya dengan magnetosfera menyebabkan lampu utara dan selatan dikenali sebagai Aurora Borealis dan Aurora Australis.
Medan magnet bumi juga memberi impak kepada mineral besi dalam aliran lava. Galian besi di lava sejajar dengan medan magnet bumi. Ini mineral sejajar "membekukan" ke tempat sebagai lava sejuk. Kajian penjajaran magnet dalam aliran basalt di kedua-dua belah rabung tengah Atlantik memberikan bukti bukan sahaja untuk pembalikan medan magnet bumi tetapi juga untuk teori tektonik plat.