Изготовить магнит: Как сделать сильный магнит своими руками в домашних условиях?

Содержание

Как сделать сильный магнит своими руками в домашних условиях?

25.07.2017


Для многих людей магнит до сих пор является загадкой, хотя с данным металлом и явлением в принципе, люди познакомилась очень давно. Уже тогда была разработана целая система по изготовлению различных магнитов. Сегодня же это далеко не редкость и даже мощные магниты можно сделать в домашних условиях.

Создание магнита с подручных средств

Конечно, для многих это покажется даже чем-то сверхъестественным и возможно даже будет шоком, но даже сейчас, сидя дома, большинство людей могут изготовить магнит своими руками. Ниже представлено четыре способа, в которых описано, как сделать мощный магнит в домашних условиях.

Способ №1

Первый и наверняка поэтому самый простой способ: для его осуществления нужно лишь взять любой предмет, который можно намагнитить (предмет должен быть металлическим) и провести им несколько раз вдоль постоянного магнита, причем делать это следует только в одном направлении. Но, к сожалению, такой магнит будет недолговечным и очень быстро потеряет свои магнитные свойства.

Способ №2

Данный метод намагничивания производится с помощью батарейки или аккумулятора на 5 или 12 вольт. Чаще всего он применятся для намагничивания отверток и выполняется следующим образом:

• Берется медная проволока определенной длины, которой будет достаточно для того, чтобы обмотать стержень отвертки 280 - 350 раз. Лучше всего подходит проволока из трансформаторов, или та, что предназначена для их производства.
• Изолируется предмет, в данном случае, при помощи изоленты выполняется обмотка всего стержня отвертки.
• Выполняется сама обмотка и подключение ее к батарее. Один конец - к плюсу, другой – к минусу. Обмотку следует проводить виток к витку, равномерно. Изоляция также должна быть плотной.

В результате данных манипуляций, с отверткой будет намного приятнее работать. Такой операцией можно превратить любые старые ненужные отвертки в действительно удобный инструмент.

Способ №3

Этот вариант описывает то, как сделать мощный магнит довольно простым способом. На самом деле он полностью уже был описан выше, но конкретно этот способ подразумевает под собой другой материал. В данном случае будет использоваться обычный металл, а точнее небольшой кусок из него, желательно кубической формы и более мощная катушка. Теперь количество витков нужно увеличить в 2-3 раза, чтобы намагничивание прошло успешно.

Способ №4

Этот метод очень опасен и категорически запрещен для исполнения людьми, не являющимися профессионалами в сфере электрики. Выполняется строго с соблюдением техники безопасности, главное помнить, что ответственность за жизнь и здоровье несете только Вы и никто больше.

Он рассказывает о том, как сделать сильный магнит в домашних условиях, при этом затратив небольшую сумму денег. В этом случае будет использоваться еще более мощная катушка, намотанная исключительно из меди, а также плавкий предохранитель для сети в 220 вольт.

Предохранитель нужен для того, чтобы катушку можно было вовремя отключить. Сразу же после подключения в сеть он сгорит, но при этом за такой промежуток времени успеет пройти процесс намагничивания. Сила тока в таком случае будет максимальной для сети и магнит будет достаточно мощным.

Мощный электромагнит своими руками

Во-первых, нужно разобраться с тем, что это такое. Электромагнит представляет из себя целое устройство, которое при подаче на него определенного тока, работает как обычный магнит. Сразу же после прекращения он теряет эти свойства. О том, как сделать мощный магнит из обычной катушки и железа было описано выше. Так вот, если вместо железа использовать магнитопровод, то как раз и получится тот самый электромагнит.

Для того, чтобы разобраться с тем, как сделать сильный магнит в домашних условиях, который будет работать от сети, нужно всего лишь вспомнить немного информации из курса школьной физики и понять, что при увеличении катушки, а также магнитопровода, возрастет и мощность магнита. Но при этом потребуется больше тока, для раскрытия полного потенциала магнита.

Но самыми мощными все же остаются именно неодимовые, они обладают всеми самыми желанными свойствами и при своей силе имеют небольшой размер и вес. О том, как делать неодимовые магниты собственными руками и возможно ли это вообще и пойдет речь дальше.

Изготовление неодимового магнита

Из-за сложного состава и специальной методики производства, вопрос о том, как сделать неодимовый магнит своими руками в домашних условиях отпадает сам собой. Но многих все же интересует, как делать неодимовые магниты, ведь, казалось бы, если можно сделать обычный магнит, то и неодимовый также вполне реально изготовить.

Но все не так просто, как кажется в действительности. Производством таких магнитов занимаются серьезные компании, они используют специальные технологии очень мощного намагничивания материала. И это помимо того, что используется достаточно сложный в добыче и производстве сплав. Поэтому на данный вопрос можно четко ответить – никак. Если у кого-то получится это сделать, то он с легкостью сможет открыть свое производство, так как необходимое оборудование у него уже будет.

Применение созданных магнитов

Применение в промышленно-хозяйственных целях

Применяются в различных электроприборах. Особенно часто встречаются в устройствах, оборудованных динамиками. Любая динамическая головка включает в себя магнит, ферритовый или неодимовый, в редких случаях используются и другие. Также используются магниты в мебельном производстве, игрушках. На производствах, при фильтрации сыпучих материалов.

Применение в домашних условиях

Магниты на холодильник – это одно из самых распространенных направлений применения магнитов. Также некоторые используют их для остановки счетчиков, для того чтобы снизить плату на коммунальные услуги, но делать так категорически запрещено, да и нецелесообразно.

Заключение

Исходя из этой статьи можно понять то, как сделать мощный магнит в домашних условиях, при этом не затратив на это каких-то особых усилий и материальных средств. Но не стоит экспериментировать с мощной сетью людям, которые не разбираются в электричестве и вообще не имеют представления о том, как это работает, потому как это серьезно и очень опасно для жизни человека.


Как сделать магнит своими руками — блог Мира Магнитов


Есть несколько способов сделать магнит в домашних условиях. Первый и второй способ подойдут для простых домашних экспериментов и для показа детям. Третий и четвертый способы несколько сложнее и требуют внимательности и осторожности.

Варианты изготовления простейших магнитов своими руками

Способ 1

Для создания магнита потребуются самые простые материалы, имеющиеся под рукой:

  • Медная проволока.
  • Источник постоянного тока.
  • Металлическая заготовка — это и есть будущий магнит.
В качестве заготовки используются элементы из сплавов различных металлов. Проще и дешевле достать ферриты — они представляют собой смесь порошкового железа с различными добавками. Используют и закаленную сталь, поскольку в отличие от ферритов она дольше сохраняет магнитный заряд. Форма заготовок не имеет значения — круглая, прямоугольная или любая другая, так как это не повлияет на ее конечные магнитные свойства.


Самый простой электромагнит из проволоки, батарейки и гвоздя

Берем металлическую заготовку и обматываем ее медной проволокой. В общей сложности должно получиться 300 витков. Концы проволоки присоединяем к батарейке или аккумулятору. В результате металлическая заготовка намагнитится. Насколько сильным будет ее поле, зависит от мощности тока, поступающего из источника электропитания.

Способ 2

Сначала нужно сделать индукторную катушку. Внутрь нее и помещается будущий магнит, поэтому используется заготовка компактных размеров. Порядок действий точно такой же, за исключением того факта, что количество витков проволоки должны быть не 300, а 600. Этот метод хорош, если нужно сделать магнит повышенной мощности.


Медная проволока на ферритовом магните

Способ 3

Подразумевает использование сетевого электричества. Метод довольно сложен и опасен, поэтому манипуляции должны быть выверенными и осторожными. К стандартному набору приспособлений добавляется плавкий предохранитель, без которого создать магнит не получится. Он-то и подключается к индукторной катушке, внутри которой расположена металлическая заготовка. Предохранитель подключается в сеть. В результате он сгорает, но при этом успевает зарядить находящийся внутри катушки предмет до высоких показательный.

Будьте осторожны! Подобные эксперименты представляют опасность для жизни и нередко приводят к короткому замыканию в электросети! Выбирая подобный способ изготовления магнитных элементов, выполняйте необходимые меры предосторожности и подготовьте огнетушитель, который позволит оперативно погасить возможное возгорание.

Оценить результат работы поможет специальный магнитометр — он покажет, насколько сильно полученное изделие.

Как самому сделать самый мощный магнит

Самые мощные магниты в мире делают из редкоземельного металла неодима. Железо, неодим и бор приводят в порошкообразное состояние, смешивают, формуют и спекают в СВЧ-печах. Затем заготовки намагничивают и наносят защитное покрытие из цинка или никеля. Повторить этот процесс дома очень сложно. Но есть и другой способ.

Способ 4


Первый шаг на пути к реализации цели заключается в поиске сломанных жестких дисков от компьютера. При отсутствии в хозяйстве сломанного винчестера можно попробовать отыскать неработающие устройства на авито, дарударе или на других площадках объявлений.


Магнитная головка в открытом жестком диске

В дисках есть магнитная головка, используемая для управления записью и чтением данных. Второй шаг - полностью разобрать жесткий диск и получить доступ к этой головке. На ней и находятся пластины изогнутой формы из сплава неодима-железа-бора. Их могут приклеить к стальным элементам, но часто они закреплены благодаря собственной магнитной силе. Самые крупные неодимовые магниты попадаются в самых старых винчестерах.

Конечно, проще всего купить неодимовый магнит нужной формы и силы. С другой стороны, если у вас в наличии есть несколько неработающих винчестеров, то было бы крайне неосмотрительно их просто выбросить.

Интернет-магазин «Мир Магнитов» предлагает вам купить неодимовые магниты по самым привлекательным ценам. Выбирайте в представленном каталоге подходящие изделия и оформляйте заказ. Покупка готовых изделий с необходимыми параметрами – это всегда проще, быстрее и выгоднее, чем попытки сделать неодимовые магниты самостоятельно.

Из чего делают магниты — блог Мира Магнитов

Магниты делятся на несколько видов: постоянные, электро- и временные. Они отличаются между собой характеристиками, долговечностью и особенностью эксплуатации.

Постоянные магниты
Наибольшую популярность получили постоянные магниты — именно их мы подразумеваем, говоря о магнитах вообще. Главная их особенность в том, что они сохраняют свой магнитный заряд на протяжении долгого времени. Как долго и с какой силой прослужит этот элемент, зависит от того, из чего сделан магнит.


Самые мощные магниты - неодимовые


Их изготавливают из разных сплавов металлов:
  • Неодима, бора и железа. Такие элементы называют супермагнитами, поскольку они долго сохраняют эксплуатационные характеристики и размагничиваются со скоростью 1-2% за 100 лет. Размагнитить неодим почти невозможно.
  • Самария и кобальта — за счет устойчивости к агрессивной среде и воздействию высоких температур, активно используется в военной промышленности. По своим эксплуатационным особенностям похож на неодимовые аналоги.
  • Альнико — сплав алюминия, кобальта и никеля. Легкий и термоустойчивый материал, но быстро размагничивающийся под действием другого магнитного поля.
  • Магнитопласты — состоят из полимеров, магнитного порошка и всевозможных добавок. В отличие от всех остальных видов, эти магниты легко поддаются обработке, пластичны и эластичны. Благодаря этому из них создают изделия сложной формы и экспериментируют с расположением полюсов. Мощность таких элементов зависит от количества магнитного порошка в составе магнитной смеси, которая может достигать 94% от массы готового изделия.
  • Ферриты — сплав железа с другими металлами. Наиболее распространенный вид, так как недорог в производстве и имеет широкую сферу эксплуатации, однако при воздействии высоких температур довольно быстро теряет свои свойства.

Особую популярность в последнее время приобретают неодимовые магниты, поскольку они в разы превосходят стандартные ферритовые по своим возможностям. Многие интересуются, из чего делают неодимовые магниты, чтобы воспроизвести их в домашних условиях. Но без специального оборудования и знаний это невозможно.
Временные магниты
Еще один интересный вопрос — из чего делают временный магнит. Для этого используют любой металлический предмет. Например, скрепку, ножницы, отвертку и др. Если ненадолго поднести его к источнику мощного магнитного поля или другому сильному магниту, то эта металлическая деталь временно переймет его магнитные свойства. Но выходя из-под действия этого поля, свойства мгновенно теряются. Такие элементы активно используются в электромеханике и автомобилестроении.
Электромагниты
В отличие от постоянных, имеют магнитное поле только при прохождении через них электричества. Такие магниты изготавливают из металлической заготовки. Подойдет любой образец железа или его сплавы, которые хорошо магнитятся — он выступает в роли сердечника. Проверить железный кусок на возможность выступить в роли источника электромагнитного поля просто — используйте стандартный магнитик с холодильника. Если он притягивается к железяке, то она подходит на роль сердечника. Этот брусок обматывают медной проволокой, изолировав предварительно один металл от другого, а потом подключается источник тока. Электромагниты легко сделать самостоятельно, следуя простой инструкции.

Самый простой электромагнит делается за 5 минут из гвоздя, проволоки и батарейки


В отличие от всех остальных видов, электромагниты меняют характеристики под воздействием электрического тока — регулируется мощность устройства, направление полюсов. Его используют в электроустройствах, в моторах и генераторах, в промышленности при транспортировке металлических грузов. А народные умельцы создают множество вариантов самодельных конструкций.

Изготовление магнита в домашних условиях

Человек впервые познакомился с магнитом еще в древности. Однако очень быстро этот естественный камень перестал удовлетворять потребности людей. Именно тогда и была разработана технология изготовления магнитов. Конечно, с тех пор прошло много времени. Технология значительно изменилась, и теперь появилась возможность изготовить магнит в домашних условиях. Для этого не нужно обладать особенными навыками и знаниями. Достаточно иметь под рукой все необходимые материалы и инструменты. Итак, изготовление магнита выглядит следующим образом.

Магнитомягкие материалы

Все материалы, способные к намагничиванию, можно разделить на магнитомягкие и магнитотвердые. Между ними существует значительная разница. Так, магнитомягкие материалы сохраняют магнитные свойства недолго.

Можно провести эксперимент: проведите несколько раз по сильному магниту железным брусочкам. В результате материал приобретет свойства притягивать другие металлические предметы. Однако изготовление магнита, постоянно обладающего этими способностями, в данном случае невозможно.

Магнитотвердые материалы

Подобные материалы получаются в результате намагничивания обычного куска железа. В данном случае свойства сохраняются значительно дольше. Однако они полностью исчезают при ударе предмета о достаточно твердую поверхность. Также магнитные свойства разрушаются, если нагреть материал до 60 градусов.

Что понадобится

Изготовление магнитов своими руками не отнимет много времени и не потребует особых затрат. Для этого необходимы:

  • отвертка;
  • промасленная бумага;
  • плавкий предохранитель;
  • выключатель;
  • медная проволока;
  • сильнейший постоянный магнит.

Способ первый

Этот метод считается самым простым. Достаточно провести в одном направлении несколько раз намагничиваемым предметом по постоянному сильному магниту. Вот и все. Однако следует учесть, что магниты, изготовленные подобным методом, держат магнитное поле недолго и очень быстро теряют свои свойства. Такие изделия подходят только для несложных манипуляций. Например, подобный магнит может помочь вынуть из щели завалившуюся иголку или притянуть болтики, но не более того. Поэтому данный метод всерьез рассматривать не стоит.

Способ второй

Изготовление постоянных магнитов можно осуществлять и другим способом. Для этого потребуется батарейка. С ее помощью можно намагнитить любой подходящий для этого материал. Делается это достаточно просто и не требует особых инструментов. Металлическому предмету магнитные свойства придает электромагнит.

Давайте рассмотрим пример с отверткой. Для начала инструмент следует обернуть изолятором, а затем намотать около 300 витков проволоки. Лучше использовать ту, что применяют для изготовления трансформаторов. После этого проволоку нужно подключить к аккумулятору или батарейке, желательно на 5-12 вольт. В результате подобных манипуляций электромагнитное поле намагнитит отвертку.

Способ третий

Изготовление магнита может показаться делом непростым. Так как вышеуказанные способы не гарантируют, что свойства будут сохраняться на протяжении длительного времени. Более сильный магнит можно создать с помощью индукторной катушки. Металлическая заготовка должна быть небольшой, так как ее нужно будет поместить внутрь катушки. После этого следует выполнить точно такой порядок действий, как указано в предыдущем способе. Единственное отличие в том, что витков проволоки нужно сделать в два раза больше, то есть 600. Только в этом случае может получиться хороший магнит.

Способ четвертый

Изготовление магнита в данном случае предусматривает использование тока из электросети. Этот метод достаточно опасен, поэтому все манипуляции следует выполнять аккуратно и осторожно. Нам потребуется плавкий предохранитель, без которого ничего не получится. Его необходимо последовательно соединить с индукторной катушкой, внутри которой находится металлическая заготовка.

Конечно, при включении подобной конструкции в сеть сгорит предохранитель. Однако за этот короткий промежуток времени металлическая заготовка успеет зарядиться, так как в данном случае создается достаточно сильное электромагнитное поле. Здесь стоит учесть один нюанс: чем выше сила тока, тем сильнее получится магнит. Для обмотки катушки стоит использовать только медную проволоку.

В заключение

Изготовление постоянных магнитов в домашних условиях — процесс достаточно простой. Однако при использовании определенных схем следует соблюдать аккуратность.

Самым мощным из постоянных магнитов считается неодимовый. Изготовить его в домашних условиях можно, однако для этого требуется заготовка из редкоземельного металла — неодима. Помимо этого, применяют сплав бора и железа. Такая заготовка намагничивается в магнитном поле. Стоит отметить, что такое изделие обладает огромной силой и теряет только 1 процент своих свойств в течение ста лет.

Можно ли изготовить неодимовые магниты своими руками?

Ученые давно пытаются создавать сверхсильные магниты на основе различных сплавов. Но в большинстве разработок приходилось использовать материалы, которые могли представлять опасность для человека. Наконец удалось получить состав на основе неодима. Этот редкоземельный металл не представляет потенциальной угрозы для здоровья. Познакомившись с уникальными свойствами такого материала, многие задумываются, можно ли изготовить неодимовые магниты своими руками. По идеи – это сложный в технологическом плане процесс. А может можно это сделать из переработанного вторичного сырья?

Неодимовые магниты: что это за материал?

Как утверждают ученые, на эту разработку ушло около 20 лет исследований и испытаний. При выборе материалов учитывались многие факторы: доступность, технологичность, безопасность, высокие магнетические свойства, стойкость к условиям окружающей среды. Перспективным направлением ученые посчитали использование редкоземельных металлов. И неодим для этих целей подошел как раз идеально.

Магниты на его основе обладают удивительной силой сцепления. Даже небольшой объем материала позволяет удерживать вес во много раз, превышающий свою массу. Магнетические свойства сохраняются долго (теряют не более 2% за 10 лет использования). Сейчас неодимовые магниты можно приобрести в специализированных магазинах. Цены на них доступны практически любому желающему.

Состав

Магниты на основе этого редкоземельного металла обозначаются формулой Nd2Fe14B. В состав входит неодим (Nd), железо (Fe), бор (B). Особенность технологии заключается в том, что этот редкоземельный металл в чистом виде сложно выделить. Процесс спекания с остальными компонентами в порошкообразном виде должен проходить в условиях инертной среды. В противном случае происходит его быстрое окисление с потерей свойств.

Технология для обычных условий сложная, поэтому пытаться изготовить неодимовые магниты своими руками нецелесообразно. Изделия при производстве маркируются. Число после буквы N (25, 30, 45) обозначает код. Чем выше показатель, тем сильнее магнитные свойства материала. От числа также зависит максимальная рабочая температура магнита.

Особенности

Для предотвращения от воздействия условий среды магниты покрываются защитным составом. Обычно это два слоя никеля или улучшенный вариант с промежуточным дополнительным слоем меди. Другая важная особенность – неодимовые магниты при температуре свыше 70 °C начинают размагничиваться. Превышение предельных показателей может привести к полной потере свойств и превращения сплава просто в кусок металла.

Специфика материала предполагает особые меры безопасности при работе. Так, неодимовые магниты 50х30 мм обладают силой сцепления 100 – 115 кг, а 70х50 мм до 300 кг. При неосторожном обращении они могут причинить вред: прищемить пальцы, поранить кожные покровы, повредить кость. При неконтролируемом столкновении двух магнитов возможно крошение материала с образование острых осколков, способных поранить глаза.

Применение

Традиционно они используются в электронных приборах и устройствах, где нужно создавать постоянное магнитное поле. Свойства материала дают возможность с успехом применять их при поиске и подъеме металлических предметов со дна водоемов. Такие конструкции кроме проушины для крепления троса оборудуются рым-болтом, который просто необходим, так как при ввинчивании позволяет рассоединить две сильно сцепленные поверхности.

Магниты выпускаются с размерами от 1 до 120 мм в диаметре и разной толщины и формы. Самые тонкие из них находят широкое применение в кожгалантерейной и мебельной промышленности. Их можно встретить в забавных игрушках и приспособлениях для подвешивания различной утвари. Мощные магниты незаменимы при фильтрации сыпучих и жидких материалов. Их используют для улавливания в конвейерном потоке металлических примесей и посторонних предметов.

Высокая сила сцепления побуждает людей использовать их и для получения «экономии» при пользовании водой и газом. Приобретая неодимовые магниты для счетчиков, они, таким образом, пытаются добиться остановки или замедления вращения их механизма. Такая возможность теоретически имеется в устройствах, где внутри применяется стальные элементы. Мощный магнит, установленный в определенном месте на корпусе, может замедлить вращение крыльчатки.

Можно ли изготовить неодимовые магниты своими руками?

Промышленная технология, кроме спекания массы в сплав, предполагает еще сложный и недоступный для домашних условий процесс намагничивания полученного вещества. Для этого используются очень мощные силовые поля. Если велико желание самим добыть неодимовые магниты, своими руками это можно сделать, разобрав «отжившую» свой век электронику.

В некоторых старых винчестерах можно найти внутри один – два небольших элемента. Пытаться сверлить или дробить такие магниты нецелесообразно. Поверхностный защитный слой повреждается, материал вступает в реакцию со средой и теряет свойства. Кроме того, как уверяют специалисты, стружка обладает большой возгораемостью и может воспламенить окружающие поверхности.

Магнит на 500кг своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Из этой статьи вы узнаете, как своими руками в домашних условиях собрать действительно мощный электромагнит практически с нуля.

Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «Огненное ТВ».

На YouTube можно найти многочисленные видеоролики о тот, как переделывают трансформаторы от микроволновок делая из них электромагнит. Для этого мастера-любители удаляют вторичную обмотку и размыкают магнитопровод. Затем получившийся прибор необходимо подключать к розетке. В результате таких нехитрых манипуляций устройство гудит и магнитится.



Но если вы решите повторить сей эксперимент, то неизвестно, что у вас горит первым: обмотка или ваша проводка в квартире? Ну не рассчитана обмотка такого трансформатора на подобные истязания, и чтобы она не сгорела (и чтобы не сгорело то, что присоединено к этому магниту), необходимо произвести достаточно точные вычисления.

Для этого нам понадобится много провода.


Следующим шагом необходимо измерить его сопротивление и, сверяясь с таблицей посмотреть, какой ток допустим для провода данного диаметра:


Затем умножить одно на второе (получившиеся значения сопротивления и допустимого тока) и в результате получить напряжение, при котором данный отрезок провода будет работать долго и счастливо.

Конкретно в этом примере сопротивление провода составляет 10 Ом, допустимый ток 0,6А. 10*0,6=6 Вольт. Вот и все, катушка превращается в магнит, и нагрев при этом практически отсутствует.


Но 6В не очень стандартное напряжение. Давайте подключим 2 катушки последовательно.

Таким образом у нас получился электромагнит на 12В, а в цепи протекает все то же значение тока - 0,6А. Спустя некоторое время (около полчаса) давайте проверим температуру катушек.

Температура составляет приблизительно 35 градусов, а это значит нагрева практически нет и в таком режиме катушки смогут работать практически вечность. Так что можно без опаски наматывать электромагнит.

Итак, с проводом для обмотки разобрались, теперь нужен магнитопровод. Его можно взять все с того же трансформатора от микроволновой печи.


А можно взять данный элемент от еще большего трансформатора, например, вот от такого:

Но для того, чтобы раскрыть весь потенциал такого магнитопровода придется намотать прриличное количество провода, очень много провода. У автора столько не нашлось, поэтому он выбрал трансформатор поменьше.

У данного трансформатора сохранилась первичная обмотка, но она для данного проекта не пригодится, нам понадобятся только его пластины.


Далее, прикинув приблизительно размер катушки, которая налезет на все эти пластины, на 3d принтере была напечатана вот такая катушка, состоящая из двух частей.

Печать выполнена abs пластиком, так как он более устойчив к нагреву. Затем на обе половины наносим клей для моделей, склеиваем между собой и оставляем сохнуть.


Для удобства намотки катушки можно собрать простенькую конструкцию из уголков и шпильки.


С обеих сторон все это будет поджиматься с помощью барашков, это необходимо для того, чтобы была возможность регулировать силу натяжения, и чтобы провод не болтался.

Наматывать будем сразу три обмотки параллельно, так как диаметр у них одинаковый и составляет 0,5мм, вес каждой катушки составляет 200г, длина провода 115м, сопротивление 10 Ом.


Дабы облегчить себе работу, из куска фанеры можно изготовить вот такую направляющую:



Провода, проходя через такой крючок идут ровно, и намотка требует значительно меньших усилий. В результате получается вот такая катушка:

Согласитесь, обмотка трансформатора от микроволновой печи по сравнению с этим монстром кажется просто детской.

Следующим шагом необходимо изготовить раму, в которой будут крепиться пластины магнитопровода. Для этой цели отлично подойдет профильная труба, из куска которой необходимо вырезать кронштейн не слишком хитрой формы.

В получившееся приспособление вставляются пластины изнутри. Автору удалось подобрать размер трубы, и в результате все входит практически вплотную.

Далее необходимо сделать ряд отверстий: одно сверху и два сквозных по бокам.

Затем изготовим еще одну детальку, которая будет выполнять роль ребра жесткости, обязательно все красим и вот, что имеем на данном этапе:

Пластины слегка распирает, необходимо каким-то образом собрать вместе. Сперва автор хотел просверлить их насквозь и стянуть болтом, но вовремя одумался и просто намотал слоев по 10 синей изоленты, все по классике.

Изолента, намотанная в натяг, довольно хорошо стягивает. Далее насколько это возможно выравниваем и зачищаем торцы, чтобы лучше магнитилось.


Следующий шаг – стыковка.


Все отлично! А все благодаря 3d принтеру, с его помощью можно печатать любые детали любого размера и все будет идеально подходить друг к другу.

В итоге у нас получилось три параллельных обмотки, в каждой обмотки при напряжении 12В ток должен быть 0,6А с небольшим. Так как у нас 3 обмотки получаем суммарный ток приблизительно 1,8А.

Подключаем катушку к лабораторному блоку питания.


Напряжение 12В, ток 1,8А – все так, как и предполагалось. По прошествии 10 минут, катушка немного нагрелась и немножечко упал ток, он уже составляет 1,756А. Из-за повышения температуры растет сопротивление провода и поэтому он как бы сам себя защищает, при перегреве он ограничивает ток еще сильнее.

Давайте попробуем сперва примагнитить железный уголок.

Его просто нереально оторвать, сдвинуть еще как-то можно, но на большее он не поддается, а это было всего лишь 20Вт. Давайте немного увеличим мощность и увеличим ток до 3А.

В таком режиме катушка начинает ощутимо нагреваться, поэтому не будем ее долго держать включенной в таких условиях. Уменьшаем ток до 1А и уголок с приложением определенного усилия все-таки поддается и отделяется от магнита.

Теперь приделаем к этому делу весы и посмотрим, какую нагрузку на разрыв это все выдержит.

Более подробно об испытаниях получившегося электромагнита смотрите в оригинальном видеоролике автора:


В результате автору удалось добиться показателя в 450 кг. А если выровнять поверхности и добавить еще немножечко металла чтобы было хотя бы 2см толщины, то пол тонны точно выдержит. Короче, вот такой вот полутонный магнитик получился. На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Как сделать магнит - Как это работает

по Как это работает Команда · 17.03.2015

В рамках серии домашних научных экспериментов мы показываем вам, как научиться использовать науку, чтобы сделать обучение более увлекательным.

Читайте дальше, чтобы узнать, как создать свой собственный электромагнит из содержимого ящика для инструментов!

Вам понадобится:

  • D аккумулятор
  • Железный гвоздь
  • Проволока медная тонкая
  • Магнитный объект e.г. скрепки

Шаг 1. Разберите его

Будьте осторожны, чтобы не порезаться или порезаться от провода, обрежьте 2,5 см (1 дюйм) пластикового покрытия от провода на каждом конце.

Шаг 2: Оберните ноготь

Оберните проволоку вокруг гвоздя, оставив около 20 см проволоки с обоих концов.

Шаг 3. Заклейте лентой

Изолентой прикрепите один конец провода к положительному концу батареи, а другой - к отрицательному концу батареи.

Шаг 4. Сделайте свой магнит

Поздравляю, вы сделали электромагнит! Проверьте это, взяв свои магнитные предметы, затем сфотографируйте свое творение и отправьте его нам в Facebook и Twitter!

Что вы узнали:

Электричество, протекающее по проводу, создает магнитное поле. Обмотка его вокруг объекта концентрирует поле.

Молекулы в ногте перестраиваются под действием протекающего через них электричества.Это заставляет их указывать в одном направлении.

Когда достаточное количество атомов направлено в одном направлении, они поднимут другие магнитные предметы.

Каждый атом является магнитным, но, рассыпаясь, они нейтрализуют друг друга.

Найдите другие интересные проекты, которые можно попробовать дома, с Книгой научных экспериментов «Как это работает», которую можно заказать онлайн или загрузить на свое цифровое устройство.

Какие магниты сделаны из

[/ caption]

Магниты - незамеченные герои современности.Однако большинство людей не понимают, из чего сделаны магниты и как они вообще работают. Проблема в том, что мы просто знаем, что магниты притягивают железо и никель. Однако магниты имеют очень интересное происхождение и могут рассматриваться как физическое проявление электромагнитной силы.

Все магниты изготовлены из группы металлов, называемых ферромагнитными металлами. Это такие металлы, как никель и железо. Каждый из этих металлов обладает особым свойством однородного намагничивания.Когда мы спрашиваем, как работает магнит, мы просто спрашиваем, как объект, который мы называем магнитом, проявляет свое магнитное поле. Ответ на самом деле довольно интересный.

В каждом материале есть несколько небольших магнитных полей, называемых доменами. В большинстве случаев эти домены независимы друг от друга и обращены в разные стороны. Однако сильное магнитное поле может расположить домены любого ферромагнитного металла так, чтобы они выровнялись, чтобы создать большее и более сильное магнитное поле. Так делают большинство магнитов.

Основное различие между магнитами заключается в том, являются они постоянными или временными. Временные магниты со временем теряют свое большее магнитное поле, поскольку домены возвращаются в исходное положение. Самый распространенный способ изготовления магнитов - нагревание до температуры Кюри или выше. Температура Кюри - это температура, при которой ферромагнитные металлы приобретают магнитные свойства. Нагрев ферромагнитного материала до заданной температуры на некоторое время сделает его магнитным.При нагревании выше этой точки магнетизм может стать постоянным. Ферромагнитные материалы также можно разделить на мягкие и твердые металлы. Мягкие металлы со временем теряют свое магнитное поле после намагничивания, в то время как твердые металлы могут стать постоянными магнитами.

Не все магниты созданы человеком. Некоторые магниты встречаются в природе в природе, например, магнит. Этот минерал использовался в древности для изготовления первых компасов. Однако у магнитов есть и другое применение. С открытием

Как делаются магниты и из чего они сделаны?

Итак, мы установили, что магниты потрясающие.Они используются во всем, от автомобильных двигателей до компьютеров. И, конечно же, они держат ваш последний табель успеваемости с отличием или художественный шедевр в холодильнике вашей семьи. Мы также рассмотрели , как работают магниты, , , что такое магнитное поле, и , как определить, какой полюс какой . Но как они сделаны и из чего они сделаны? Что В магните?

Ну, это зависит от того, говорите ли вы о естественном или искусственном магните. Ага, в природе действительно есть магнит! Магнитный камень, естественно намагниченный кусок магнетита, притягивает железо, поэтому технически это магнит.В нашем блоге есть забавных историй о древних открытиях и использовании магнетита и магнитного камня.

Остальные магниты, которые мы видим сегодня, созданы руками человека. Существует группа материалов, известная как ферромагнитные материалы . В эту группу входят железо, кобальт, никель и некоторые сплавы редкоземельных элементов (в основном неодим и самарий). Эти ферромагнитные материалы можно сделать магнитными, подвергая их воздействию магнитного поля с помощью электрического тока. Используя намагничивающее приспособление, которое направляет ток через немагниченную часть, электроны в этих металлах выстраиваются в линию или поляризуются, делая материал магнитным.Вы можете узнать больше о процессе поляризации здесь.

Некоторые искусственные магниты сохраняют свои магнитные свойства навсегда *. Они называются постоянными магнитами . Некоторые из них будут магнитными только в присутствии внешнего магнитного поля, например постоянного магнита. Эти «временные» магниты называются мягкими магнитами .

* Постоянные магниты могут потерять свой сильный магнетизм при нагревании до температуры Кюри .Нагрев постоянного магнита до его температуры Кюри заставляет выровненные электроны вращаться не по центру, уменьшая магнетизм объекта. Как только температура объекта снизится, его можно повторно намагнитить тем же способом, который описан выше. Проверьте температуру Кюри для веществ, перечисленных ниже:

Другой тип искусственного магнита - это электромагнит. Электромагниты создаются, когда электрический ток проходит через катушку с проволокой.Катушка является магнитной до тех пор, пока на нее подается электрический ток. Но отключите электричество, и вы отключите и магнетизм.

Хотя вам понадобится узкоспециализированное оборудование для создания большинства искусственных магнитов, вы можете создать свой собственный простой электромагнит или проводить углубленные проекты в области электромагнитов дома или в школе!

Теги: кобальт, содержание магнита, температура Кюри, электромагниты, ферромагнетики, железо, магнитный камень, магнитные материалы, магнитные материалы, магнитные металлы, магниты, искусственные магниты, природные магниты, никель, сталь

Поделиться:

Магнетизм для детей - Простое введение

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 25 октября 2019 г.

Наука - это наше понимание того, как мир работает - и в целом мир работает хорошо, понимаем мы это или нет. Возьмем магнетизм , для пример. Люди знали о магнитах тысячи лет и они почти столько же используют их практически как компасы. Древние греки и римляне знали не хуже нас этот магнит ( богатый железом минерал) может притягивать другие куски железа, в то время как древние китайцы делали магнитные компасы с замысловатой деревянные инкрустации для практики фен-шуй (искусство тщательно обставляя комнату) за тысячи лет до интерьера к нам присоединились дизайнеры.Иногда наука медленно догоняет узнал, как работает магнетизм, в прошлом веке, с тех пор, как мир внутри атомов был впервые открыт и исследован.

Фото: Типичный подковообразный магнит. Видите след коричневой ржавчины на верхней "ножке" магнита? Это происходит потому, что магнит сделан из железа, которое ржавеет во влажном воздухе.

Что такое магнетизм?

Фото: Магнитное поле между противоположными полюса двух стержневых магнитов, которые сильно притягиваются друг к другу. Мы не можем обычно видны магнитные поля, но если посыпать железные опилки (крошечные кусочки, струженные напильником с железного прутка) на лист бумаги и удерживайте над магнитами вы можете видеть поле внизу. фото любезно предоставлено Wikimedia Commons (где вы найдете увеличенную версию этого изображения).

Игра с магнитами - одно из первых направлений науки. дети обнаружить. Это потому, что магниты просты в использовании, безопасны и веселье. Они также довольно удивительны. Помните, когда вы впервые обнаружили, что два магнита могут соединяться и склеиваться, как клей? Помните силу, когда вы держали два магнита близко и чувствовал, что они либо притягивают (притягивают к одному другой) или репел (отталкивать)? Одна из самых удивительных вещей в магниты - это способ притяжения других магнитов (или других магнитных материалов) "на расстоянии", невидимо, через то, что мы называем магнитное поле .

Древним людям магнетизм, должно быть, казался магией. Тысячи лет спустя мы понимаем, что происходит внутри магнитного материалы, как их атомная структура вызывает их магнитные свойства, и как электричество и магнетизм действительно всего два Стороны одной монеты: электромагнетизм . Когда-то ученые сказал, что магнетизм - это странная невидимая сила притяжения между определенные материалы; сегодня мы с большей вероятностью определим это как силу создается электрическими токами (сами вызваны движущимися электронами).

Что такое магнитное поле?

Фото: красочный способ визуализировать невидимое магнитные поля с помощью программы компьютерной графики, разработанной в Лос Национальная лаборатория Аламоса. На этой трехмерной диаграмме высота а цвет пиков показывает напряженность магнитного поля в каждой точке. Фото любезно предоставлено США Министерство энергетики.

Предположим, вы поместили стержневой магнит (в форме прямоугольник, иногда с северный и южный полюса окрашены в разные цвета) или подкова магнит (согнутый в П-образную форму) на стол и поместите рядом железный гвоздь. Если вы нажмете магнит медленно к гвоздю, наступит момент, когда гвоздь перепрыгивает и прилипает к магниту. Вот что мы подразумеваем под магниты, имеющие невидимое магнитное поле, которое распространяется на все вокруг них. Другой способ описать это - сказать, что магнит может «действовать на расстоянии»: он может вызывать толкающую или тянущую силу на другие объекты на самом деле это не касается).

Магнитные поля могут проникать сквозь любые материалы, но не просто воздух. У вас, вероятно, есть небольшие записки, приклеенные к дверце холодильника с яркими магнитами, чтобы вы могли видеть, что магнитные поля разрезают через бумагу.Возможно, вы проделали фокус, используя магнит взять длинную цепочку скрепок, каждый из которых намагничивает следующий. Этот небольшой эксперимент говорит нам, что магнитное поле может проникать сквозь магнитные материалы, такие как железо.

Как мы можем измерить магнетизм?

Сила поля вокруг магнита зависит от того, насколько близко вы получить: он самый сильный в непосредственной близости от магнита и быстро падает, когда вы уходите. (Вот почему небольшой магнит на вашем столе должен быть достаточно близко к вещи, чтобы привлечь их.) Измеряем напряженность магнитного поля в единицах гаусс и тесла (современная единица СИ, названная в честь пионера электричества Николы Тесла, 1856–1943). Интересно отметить, что сила Магнитное поле Земли очень слабое - примерно в 100–1000 раз слабее типичный бар или магнит на холодильник. На Земле гравитация, а не магнетизм сила, которая прижимает вас к полу. Мы бы заметили магнетизм Земли гораздо больше, если бы его гравитация не была такой сильной.

Диаграмма: Сравнение силы некоторых «повседневных» источников магнетизма. Обратите внимание, что вертикальная шкала является логарифмической : каждый шаг вверх по шкале означает силу магнитного поля увеличилось в десять раз. Здесь главное отметить, насколько слабая Земля магнетизм (зеленый блок в крайнем левом углу) по сравнению со всем остальным, с чем мы обычно сталкиваемся (не говоря уже о гигантских магнитах, используемых в больницах и лабораториях). Рекордное лабораторное магнитное поле, показанное справа, Созданная в Японии в апреле 2018 года, она примерно в 24 миллиона раз сильнее магнитного поля Земли.Мои данные для этой диаграммы получены из следующих источников: Земля (goo.gl/TkxfO3), Солнце (goo.gl/8uigAU), бытовая техника (goo.gl/P3l487), холодильник (goo.gl/OhrDKt), небольшой неодимовый ( goo.gl/avODib), свалка (goo.gl/owWZer), МРТ (goo.gl/jQ8cTD), громкоговоритель (goo.gl/oIwNlS), самый большой МРТ (goo.gl/8zkACY), самая большая лаборатория (bit.ly / 2zvH7On). Почти все производит магнетизм - даже наше собственное тело, которое составляет примерно 0,000000001 тесла.

Что такое электромагнит?

Магнит Гомера Симпсона или Микки Мауса, который держит вещи на вашем холодильник это постоянный магнит : он держит магнетизм все время.Не все магниты работают так. Вы можете сделать временным магнит , пропускающий электричество через моток проволоки, намотанной вокруг железного гвоздя (устройства, которое иногда называют соленоид ). Включите ток и гвоздь становится магнитом; выключите его снова, и магнетизм исчезнет. (Это основная идея дверного звонка с электрическим звуком: вы создаете электромагнит, когда нажимаете кнопку, которая тянет молоток по планке звонка - динь-дон!) Такие временные магниты называются электромагнитами - магнитами. работал электричество - и они намекают на более глубокую связь между электричеством и магнетизм, к которому мы вернемся через мгновение.

Как и постоянные магниты, временные электромагниты бывают разных размеры и сильные стороны. Вы можете сделать электромагнит достаточно мощным, чтобы скрепки с помощью одной 1,5-вольтовой батареи. Используйте гораздо больший напряжение, чтобы увеличить электрический ток, и вы можете построить электромагнит достаточно мощный, чтобы поднять машину. Вот как свалка электромагниты работают. Сила электромагнита зависит от двух главное: величина используемого вами электрического тока и количество раз вы наматываете провод.Увеличьте одно или оба из них, и вы обзавестись более мощным электромагнитом.

Для чего мы используем магниты?

Может быть, вы думаете, что магниты интересны; может ты думаешь, что они скучно! какая вы можете спросить, кроме как в детских фокусах и свалки?

Вы можете быть удивлены, сколько всего вокруг вас работают с помощью магнетизма или электромагнетизма. Каждый электроприбор с электродвигатель в нем (все с электрической зубной щетки на ваша газонокосилка) использует магниты для превращения электричества в движение.Двигатели используют электричество для создания временного магнетизма в катушках проводов. Создаваемое таким образом магнитное поле толкает фиксированное поле постоянного магнита, вращая внутреннюю часть двигателя вокруг на большой скорости. Вы можете использовать это вращательное движение для управления всеми видами машин.

В вашем холодильнике есть магниты удерживая дверь закрытой. Магниты считывают и записывают данные (цифровую информацию) на вашем жесткий диск компьютера и на кассете кассеты в старомодных личных стереосистемах. Больше магнитов в вашем Hi-Fi громкоговорители или наушники помогают вернуть сохраненную музыку в звуки, которые вы можете слышать. Если вы больны серьезным внутренним заболеванием, вы можете есть тип сканирования тела, называемый ЯМР (ядерный магнитный резонанс), который рисует мир под вашей кожей, используя образцы магнитных полей. Магниты используются для переработки ваш металлический мусор (стальная еда банки сильно магнитные, но алюминиевые банки для напитков нет, поэтому магнит - это простой способ разделить два разных металлы).

Фото: ЯМР-сканирование, подобное этому, создает детальное изображение тела пациента (или, в данном случае, их голова) на компьютере экрана, используя магнитную активность атомов в их ткани тела.Вы можете увидеть, как пациент входит в сканер вверху. и изображение их головы на экране ниже. Фото любезно предоставлено Клинический центр Уоррена Гранта Магнусона (CC) и США Национальные институты здоровья (NIH).

Какие материалы являются магнитными?

Железо - король магнитных материалов - металл, о котором мы все думаем. когда мы думаем о магнитах. Большинство других распространенных металлов (таких как медь, золото, серебро и алюминий), на первый взгляд, немагнитные и большинство неметаллов (включая бумагу, дерево, пластик, бетон, стекло, и текстиль такой как хлопок и шерсть) тоже немагнитны.Но железо не единственное магнитный металл. Никель, кобальт и элементы, входящие в состав Периодическая таблица (упорядоченный химики используют для описания всех известных химических элементов) известный как редкоземельных металлов (особенно самарий и неодим) тоже делают добро магниты. Некоторые из лучшие магниты - это сплавы (смеси) эти элементы с одним другой и с другими элементами. Ферриты (соединения из железа, кислород и другие элементы) также делают превосходные магниты. Магнитный камень (который также называют магнетитом) является примером феррита, который обычно встречается внутри Земли (имеет химическую формулу FeO · Fe2O3).

Такие материалы, как железо, превращаются в хорошие временные магниты, когда вы кладете магнит рядом их, но, как правило, теряют часть или весь свой магнетизм, когда вы принимаете магнит снова прочь. Мы говорим, что эти материалы магнитомягкие. Напротив, сплавы железа и редкоземельных металлов сохраняют большую часть их магнетизм, даже если вы удалите их из магнитного поля, поэтому из них получаются хорошие постоянные магниты. Мы называем эти материалы магнитно жесткий .

Верно ли, что все материалы либо магнитные, либо немагнитный? Раньше люди так думали, но теперь ученые знают, что материалы, которые мы считаем немагнитными, также подвержены магнетизму, хотя крайне слабо.Степень намагничивания материала равна назвал его восприимчивостью .

Как разные материалы реагируют на магнетизм

У ученых есть несколько разных слов, чтобы описать, как материалы ведут себя когда вы подносите их к магниту (это еще один способ сказать, когда вы помещаете их в магнитное поле). Вообще говоря, мы можем разделить все материалы на два вида, называемые парамагнитными и диамагнитны, в то время как некоторые парамагнитные материалы также ферромагнитный. Важно понимать, что на самом деле означают эти сбивающие с толку слова ...

Парамагнитный

Сделайте образец магнитного материала и подвесьте его на нитке так, чтобы он болтается в магнитном поле, и он намагнитится и выстроится в линию, так что его магнетизм параллелен полю. Как люди знали тысячи лет, это как именно стрелка компаса ведет себя в магнитном поле Земли. Материалы, которые такое поведение называется парамагнитным. Металлы, такие как алюминий и большинство неметаллов (которые, как вы могли подумать, вовсе не магнитные) являются на самом деле парамагнитен, но так слабо, что мы не замечаем.Парамагнетизм зависит от температуры: чем горячее материал, тем меньше вероятность его воздействия рядом магниты.

Фото: Мы думаем об алюминии (используется в напитках). такие банки) как немагнитные. Это помогает нам разделять на переработку наши алюминиевые банки (которые не прилипают к магнитам) от наших стальных (которые прилипают). По факту, оба материала магнитные. Разница в том, что алюминий очень слабо парамагнитные, а сталь сильно ферромагнитная. Фото любезно предоставлено ВВС США.

Ферромагнетик

Некоторые парамагнитные материалы, особенно железо и редкоземельные элементы. металлов, сильно намагничиваются в поле и обычно остаются намагниченный даже когда поле удалено. Мы говорим, что такие материалы ферромагнитные, что на самом деле просто означает, что они «похожи на магнитные железо ». Однако ферромагнитный материал все равно потеряет магнетизм, если вы нагреете его выше определенной точки, известной как температура Кюри. Железо имеет температуру Кюри 770 ° С (1300 ° F), а для никеля температура Кюри составляет ~ 355 ° C (~ 670 ° F).Если если нагреть железный магнит до 800 ° C (~ 1500 ° F), он перестает быть магнит. Вы также можете разрушить или ослабить ферромагнетизм, если попадете в магнит несколько раз.

Диамагнитный

Мы можем думать о парамагнетиках и ферромагнетиках как о «любители» магнетизма: в некотором смысле они «любят» магнетизм и отзываются положительно к нему, позволяя себе быть намагниченными. Не все материалы отзываются так восторженно. Если вы повесите материалы в магнитных полях, они довольно сильно обрабатываются внутри и сопротивляться: они превращаются в временные магниты для сопротивления намагничиванию и слабого отталкивания магнитных поля вне себя.Мы называем эти материалы диамагнитными. вода и много органических (углеродные) вещества, такие как бензол, ведут себя подобным образом. Завяжите диамагнитный материал к нити и подвесить в магнитном поле и он повернется так, чтобы образовать угол 180 ° к полю.

Что вызывает магнетизм?

В начале 20 века, прежде чем ученые правильно поняли структура атомов и как они работают, они придумали простую для понимания идею под названием теория домена для объяснения магнетизма.Несколько годы спустя, когда они лучше поняли атомы, они обнаружили, что теория домена все еще работало, но могло быть объяснено на более глубоком уровне теория атомов. Все наблюдаемые нами различные аспекты магнетизма могут можно объяснить, в конечном счете, говоря о доменах, электронах в атомах или и то, и другое. Давайте по очереди рассмотрим две теории.

Объяснение магнетизма с помощью теории доменов

Представьте себе фабрику, которая производит маленькие стержневые магниты и кораблики. их отправляли в школы на уроки естествознания.Представьте парня по имени Дэйв, у которого есть водить свой грузовик, перевозя много картонных коробок, каждая с магнитом внутри, в другую школу. Дэйв не успел подумать, в какую сторону сложены ящики, поэтому он складывает их внутри его грузовик какой-то старый как. Магнит внутри одной коробки может быть указывая на север в то время как тот, что рядом с ним, указывает на юг, восток или запад. В целом, все магниты перемешаны, поэтому, несмотря на то, что магнитные поля утекают из каждого ящика они все нейтрализуют друг друга.

На той же фабрике работает еще один водитель грузовика по имени Билл, который не могло быть иначе.Ему нравится все аккуратно, поэтому он загружает свой грузовик по-другому, аккуратно сложите все коробки так, чтобы они выстроились в одну линию. Мочь вы видите, что будет? Магнитное поле из одного ящика выровняется с поле из всех других ящиков ... эффективно разворачивая грузовик в один гигантский магнит. Кабина будет похожа на гигантский северный полюс и задняя часть грузовика огромный южный полюс!

То, что происходит внутри этих двух грузовиков, происходит в крошечном масштабе. внутри магнитных материалов. Согласно теории предметной области, что-то как железный пруток содержит множество крошечных карманов, называемых доменами.Каждый домен немного похож на коробку с магнит внутри. Видите, куда мы идем? Железный пруток такой же, как грузовик. Обычно все его бортовые «ящики» располагаются случайным образом. и нет общего магнетизма: железо не намагничено. Но расположите все коробки по порядку, заставьте их все лицом одинаково и вы получаете общее магнитное поле: эй, престо, стержень намагничен. Когда вы подносите магнит к немагниченному железному стержню и поглаживаете его систематически и многократно вверх и вниз, то, что вы делаете, переставив все магнитные «коробки» (домены) внутри так, чтобы они указать точно так же.


Теория доменов объясняет, что происходит внутри материалы, когда они намагничены. В немагнитном материале (слева), домены расположены случайным образом, поэтому нет общего магнитного поле. Когда вы намагничиваете материал (справа), поглаживая стержневой магнит над ним несколько раз в том же направлении, домены перестраиваются так их магнитные поля выравниваются, создавая комбинированное магнитное поле в то же направление.

Эта теория объясняет, как может возникнуть магнетизм, но может ли он объяснить? несколько из что мы знаем о магнитах? Если магнит разрезать пополам, мы знайте, что у вас есть два магнита, каждый с северным и южным полюсом.Тот имеет смысл согласно теории предметной области. Если вы разрежете магнит пополам вы получите меньший магнит, который все еще забит доменами, и их можно расположить с севера на юг, как в оригинале. магнит. Как насчет того, как магнетизм исчезает при ударе магнита или же нагреть это? Это тоже можно объяснить. Представьте себе фургон, полный упорядоченных коробки снова. Управляйте им хаотично, на очень высокой скорости, и это немного хотелось встряхнуть или постучать. Все коробки будут перемешаны, так что они сталкиваются по-разному, и общий магнетизм исчезнет.Нагрев а магнит возбуждает его изнутри и перемешивает коробки в так же.

Объяснение магнетизма с помощью атомной теории

Теорию предметной области достаточно легко понять, но это не полный объяснение. Мы знаем, что железные прутья не полны коробок с магниты - и, если подумать, попытка объяснить магнит говоря, что он полон более мелких магнитов, на самом деле не является объяснением все, потому что сразу возникает вопрос: какие меньшие магниты из? К счастью, есть еще одна теория, которую мы можем обратиться к.

Еще в 19 веке ученые обнаружили, что могут использовать электричество для создания магнетизма и магнетизм для создания электричества. Джеймс Клерк Максвелл сказал, что эти два явления действительно были разными аспектами. из то же самое - электромагнетизм - как две стороны та же бумажка. Электромагнетизм был блестящей идеей, но он было скорее описанием, чем объяснением: он показал, как были вместо того, чтобы объяснять, почему они были сюда. Это не было до 20 века, когда позже ученые пришли к пониманию мир внутри атомов, что объяснение электромагнетизм наконец появился.

Мы знаем, что все состоит из атомов, а атомы состоят из центральный кусок материи, называемый ядром. Мельчайшие частицы называют электроны перемещаться вокруг ядра по орбите, немного как спутники в небе над нами, но они одновременно вращаются вокруг своей оси (просто как волчки). Мы знаем, что электроны переносят электрические токи (потоки электричества), когда они проходят материалы, такие как металлы. Электроны - это в некотором смысле крошечные частицы электричества. Теперь снова в 19 века ученые знали, что движение электричества заставляет магнетизм.В 20 веке стало ясно, что магнетизм вызванный движением электронов внутри атомов и созданием магнитных полей все вокруг них. Домены - это фактически группы атомов, в которых вращается электроны создают общее магнитное поле, указывающее в одну сторону или еще один.

Работа: Магнетизм вызывается вращением и вращением электронов внутри атомов. Обратите внимание, что это изображение , а не в масштабе: большая часть атома - это пустое пространство, а электроны на самом деле намного дальше из ядра, чем я здесь нарисовал.

Подобно теории предметной области, атомная теория может объяснить многие вещи. мы знаем о магнитах, в том числе о парамагнетизме (способ магнитного материалы совпадают с магнитными полями). Большинство электронов в атоме существует парами, вращающимися в противоположных направлениях, поэтому магнитный эффект один электрон в паре нейтрализует влияние своего партнера. Но если у атома есть неспаренные электроны (у атомов железа их четыре), эти создают чистые магнитные поля, которые выстраиваются друг с другом и поворачивают весь атом в мини-магнит.Когда ставишь парамагнитный материала, такого как железо, в магнитном поле, электроны меняют свое движение для создания магнитного поля, которое выравнивается с полем снаружи.

А как насчет диамагнетизма? В диамагнитных материалах нет неспаренных электронов, так что этого не происходит. Атомы обладают небольшим или нулевым общим магнетизмом и меньше под воздействием внешних магнитных полей. Однако электроны, вращающиеся внутри они являются электрически заряженными частицами и, когда они движутся в магнитном поле, они ведут себя как любые другие электрически заряженные частицы в магнитном поле и испытать силу.Это очень незначительно меняет их орбиты, создавая чистый магнетизм, противодействующий то, что его вызывает (согласно классической теории электромагнитного поля, известной как закон Ленца, что связано с законом сохранения энергии). В результате создаваемое ими слабое магнитное поле противостоит вызывающему его магнитному полю, которое это именно то, что мы видим, когда диамагнитные материалы пытаются «бороться» с магнитным полем, в которое они помещены.

Краткая история магнетизма

  • Древний мир: Магнетизм известен древним грекам, римлянам, и китайский. Китайцы пользуются геомантическими компасами (с деревянными надписи в кольцах вокруг центральной магнитной стрелки) в Фэн Шуй. Магниты получили свое название от города Маниса в Турции. когда-то названный Магнезией, где магнитный магнит был найден в земле.
  • 13 век: магнитные компасы впервые используются для навигации в западных странах. Француз Петрус Перигринус (также называемый Питером Марикура) проводит первые надлежащие исследования магнетизма.
  • 17 век: английский врач и ученый Уильям Гилберт (1544–1603) издает «На магнитах» свою монументальное научное исследование магнетизм и предполагает, что Земля - ​​это гигантский магнит.
  • 18 век: англичанин Джон Мичелл (1724–93) и Француз Шарль Огюстен де Кулон (1736–1806) изучает силы магниты могут воздействовать. Кулон также проводит важные исследования электричества, но не может соединить электричество и магнетизм как части одного и того же основное явление.
  • XIX век: датчанин Ханс Кристиан Эрстед (1777–1851), французы Андре – Мари Ампер (1775–1836) и Доминик Араго (1786–1853) и англичанин Майкл Фарадей (1791–1867) исследуют тесная связь между электричеством и магнетизмом. Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) публикует относительно полную объяснение электричества и магнетизма (теория электромагнетизм) и предполагает, что электромагнитная энергия распространяется в волны (открывающие путь к изобретению радио). Пьер Кюри (1859–1906) демонстрирует что материалы теряют свой магнетизм выше определенной температуры (теперь известной как Кюри температура). Вильгельм Вебер (1804–1891) разрабатывает практические методы обнаружения и измерения напряженности магнитного поля.
  • ХХ век: Поль Ланжевен (1872–1946) уточняет Работа Кюри с теорией, объясняющей, как на магнетизм влияет тепло. французский язык физик Пьер Вайс (1865–1940) предлагает есть частицы, называемые магнетронами, эквивалентные электронам, которые вызывают магнитное свойства материалов и излагает теорию магнитных доменов. Два американских ученых, Самуэль Абрахам Гоудсмит (1902–78) и Джордж Юджин Уленбек (1900–88), показывают, как магнитные свойства материалы возникают в результате вращательного движения электронов внутри них.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *