IMANTÁCIA: Z ČOHO POZOSTÁVA, METÓDA A PRÍKLADY - FYZICKÝ - 2026

Magnetizácie alebo magnetizácie je vektorová veličina, ktorá je tiež známa ako magnetizácie vektora sily. Označuje sa ako M a definuje sa ako magnetický moment m na jednotku objemu V. Matematicky sa vyjadruje takto:

M = d m / dV

Jednotky M v medzinárodnom systéme jednotiek SI sú ampér / meter, rovnaké ako tie, ktoré magnetické pole H . Zápis tučným písmom znamená, že ide o vektory a nie o skaláre.

Obrázok 1. Feritové magnety vo forme krúžkov. Zdroj: Wikimedia Commons.

Teraz je magnetický moment materiálu alebo látky prejavom pohybu elektrických nábojov vo vnútri atómu, v zásade pohybom elektrónu.

V zásade si možno elektrón vo vnútri atómu predstaviť ako malý uzavretý obvod prúdu, zatiaľ čo opisuje kruhovú obežnú dráhu okolo jadra. V skutočnosti sa elektrón nebude správať týmto spôsobom podľa kvantovo-mechanického modelu atómu, ale zhoduje sa s tým z hľadiska magnetického efektu.

Okrem toho má elektrón spinový efekt, ktorý je analogický rotácii samotnej. Tento druhý pohyb vytvára ešte dôležitejší príspevok k celkovému magnetizmu atómu.

Keď je materiál umiestnený vo vonkajšom magnetickom poli, magnetické momenty obidvoch príspevkov sa zarovnajú a vytvoria magnetické pole v materiáli.

Metódy magnetizácie

Magnetizáciou materiálu sa rozumejú dočasné alebo trvalé magnetické vlastnosti. Aby sa to však stalo, materiál musí primerane reagovať na magnetizmus, a nie všetky materiály to robia.

V závislosti od ich magnetických vlastností a reakcie, ktorú majú na vonkajšie magnetické pole, ako je magnet, sú materiály rozdelené do troch veľkých skupín:

-Diamagnetic

-Paramagnetic

-Ferromagnetic

Všetky materiály sú diamagnetické, ktorých reakcia spočíva v slabom odpudení, keď je umiestnená uprostred vonkajšieho magnetického poľa.

Paragnetizmus je charakteristický pre niektoré látky, ktoré zažívajú nie príliš intenzívnu príťažlivosť k vonkajšiemu poľu.

Avšak feromagnetické materiály sú materiály s najsilnejšou magnetickou odozvou zo všetkých. Magnetit je oxid železa, ktorý je prírodným magnetom známym zo starovekého Grécka.

Obrázok 2. Magnetit alebo lodestón z Brazílie. Zdroj: Wikimedia Commons.

Metódy magnetizácie, ktoré budú opísané nižšie, používajú materiály s dobrou magnetickou odozvou na dosiahnutie požadovaných účinkov. Na úrovni nanočastíc je dokonca možné magnetizovať zlato, kov, ktorý zvyčajne nemá pozoruhodnú magnetickú odozvu.

Ako magnetizovať feromagnetický objekt?

Pokiaľ materiál nie je prírodný magnet, napríklad kus magnetitu, je spravidla demagnetizovaný alebo demagnetizovaný. To vedie k ďalšej klasifikácii magnetických materiálov:

- Tvrdé , čo sú permanentné magnety.

- Mäkké alebo sladké , ktoré však nie sú permanentnými magnetmi, ale majú dobrú magnetickú odozvu.

- Polotvrdé , s vyššie uvedenými vlastnosťami.

Magnetická odozva feromagnetických materiálov je spôsobená skutočnosťou, že magnetické domény sú v nich usporiadané , oblasti s náhodne usporiadanými magnetizačnými vektormi.

To má za následok zrušenie magnetizačných vektorov a nulovú sieťovú magnetizáciu. Z tohto dôvodu, aby sa vytvorila magnetizácia, musia byť magnetizačné vektory zarovnané, buď trvalo alebo aspoň na určitý čas. Týmto spôsobom sa materiál magnetizuje.

Existuje niekoľko spôsobov, ako to dosiahnuť, napríklad indukčnou magnetizáciou, kontaktom, trením, ochladením alebo dokonca zasiahnutím predmetu, ako je podrobne uvedené nižšie.

Príklady

Zvolená metóda magnetizácie závisí od materiálu a cieľov postupu.

Umelé magnety môžu byť vytvorené pre širokú škálu funkcií. Dnes sú magnety priemyselne magnetizované po veľmi starostlivom procese.

Indukčná magnetizácia

Týmto spôsobom sa materiál, ktorý sa má magnetizovať, umiestni do stredu intenzívneho magnetického poľa, ako je napríklad výkonný elektromagnet. Týmto spôsobom sú domény a ich príslušné magnetizácie okamžite zarovnané s externým poľom. Výsledkom je, že materiál je magnetizovaný.

V závislosti od materiálu si môže takto získanú magnetizáciu udržať natrvalo, alebo ju môže stratiť, len čo zmizne vonkajšie pole.

Trenie magnetizácie

Tento spôsob vyžaduje trenie jedného konca materiálu, ktorý má byť zmagnetizovaný, pólom magnetu. Musí sa to robiť v rovnakom smere, aby takto získaná oblasť získala opačnú polaritu.

To vytvára magnetický efekt takým spôsobom, že na druhom konci materiálu sa vytvára opačný magnetický pól, čo vedie k magnetizácii látky.

Kontaktná magnetizácia

Pri kontaktnej magnetizácii musí byť predmet, ktorý má byť zmagnetizovaný, v priamom kontakte s magnetom, aby získal magnetizáciu. Zarovnanie domén v objekte, ktorý má byť zmagnetizovaný, nastáva ako kaskádový efekt, ktorý rýchlo vychádza z konca pri kontakte s druhým koncom.

Typickým príkladom kontaktnej magnetizácie je pripevnenie príchytky k permanentnému magnetu a magnet sa zmagnetizuje, pritiahne ďalšie príchytky a vytvorí reťaz. Funguje tiež s niklovými mincami, klincami a kúskami železa.

Keď sa však z magnetu odstráni prvá spona, klinec alebo minca, magnetizácia ostatných zmizne, pokiaľ nejde o skutočne silný magnet, ktorý je schopný vytvárať permanentnú magnetizáciu.

Elektrická metóda magnetizácie

Materiál, ktorý má byť magnetizovaný, je obalený vodivým drôtom, ktorým prechádza elektrický prúd. Elektrický prúd nie je nič iné ako pohybujúci sa náboj, ktorý vytvára magnetické pole. Toto pole je zodpovedné za magnetizáciu materiálu umiestneného vo vnútri a výsledkom je výrazné zväčšenie výsledného poľa.

Takto vytvorené magnety môžu byť aktivované a deaktivované podľa želania jednoduchým odpojením obvodu, okrem skutočnosti, že sila magnetu môže byť modifikovaná prechodom viac alebo menej prúdu. Nazývajú sa elektromagnety a pomocou nich môžete ľahko premiestňovať ťažké objekty alebo oddeliť magnetické od nemagnetických materiálov.

Magnetizácia nárazom

Železnú tyč alebo dokonca kovovú kartotéku je možné zmagnetovať jej vtiahnutím dovnútra do magnetického poľa. V niektorých lokalitách je magnetické pole Zeme dosť silné na dosiahnutie tohto účinku. Železná tyč, ktorá vertikálne zasahuje zem, sa môže zmagnetizovať, pretože magnetické pole Zeme má vertikálnu zložku.

Magnetizácia sa kontroluje kompasom umiestneným na hornej časti tyče. V prípade kartotéky stačí otvoriť a zatvoriť zásuvky s dostatočným odhodlaním.

Úder môže tiež demagnetizovať magnet, pretože ničí poradie magnetických domén v materiáli. Teplo má rovnaký účinok.

Magnetizácia chladením

Vo vnútri Zeme sú látky ako čadičové lúhy, ktoré si po ochladení v prítomnosti magnetického poľa zachovajú magnetizáciu uvedeného poľa. Preskúmanie týchto typov látok je dôkazom toho, že magnetické pole Zeme zmenilo svoju orientáciu od vytvorenia Zeme.

Referencie

1. Figueroa, D. (2005). Séria: Fyzika pre vedu a techniku. Zväzok 6. Elektromagnetizmus. Editoval Douglas Figueroa (USB).
2. Hewitt, Paul. 2012. Konceptuálna fyzikálna veda. 5 ^th . Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Fyzika: Pohľad na svet. 6 ^ta Editácia skrátená. Cengage Learning
4. Luna, M. Vedeli ste, že zlato môže byť magnetom? Získané z: elmundo.es.
5. Tillery, B. 2012. Fyzikálna veda. McGraw Hill.