Как устроен магнит: принцип работы и виды магнитов — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как устроено внутреннее строение магнита. Какие бывают типы магнитов. Как создается магнитное поле. Почему магниты притягивают металлы. Как работают разные виды магнитов.

Содержание

Внутреннее устройство магнита: из чего он состоит

Магнит представляет собой тело, обладающее собственным магнитным полем. Его внутреннее устройство основано на упорядоченном расположении атомов вещества. Как же устроен магнит изнутри?

Основные компоненты внутреннего строения магнита:

Домены — микроскопические области с параллельной ориентацией магнитных моментов атомов
Атомы с выровненными магнитными моментами
Электроны, создающие микротоки и элементарные магнитные поля

В обычном состоянии домены в веществе ориентированы хаотично. При намагничивании происходит их упорядочивание — магнитные моменты выстраиваются в одном направлении. Это и создает общее магнитное поле.

Принцип действия магнита: как создается магнитное поле

Как работает магнит и за счет чего создается магнитное поле? Магнитные свойства обусловлены движением электрически заряженных частиц в атомах вещества. Основные принципы действия магнита:

Орбитальное движение электронов создает элементарные круговые токи
Спин электронов генерирует собственные магнитные моменты
Суммарное действие микротоков и спинов формирует магнитное поле атома
Упорядочивание магнитных моментов атомов приводит к возникновению макроскопического поля магнита

Таким образом, магнитное поле возникает за счет согласованного движения заряженных частиц на атомном уровне. Чем больше атомов имеют одинаковую ориентацию магнитных моментов, тем сильнее поле магнита.

Виды магнитов: постоянные, временные и электромагниты

По способу создания магнитного поля различают несколько основных типов магнитов:

Постоянные магниты

Сохраняют намагниченность длительное время. Изготавливаются из ферромагнитных материалов путем намагничивания. Применяются в бытовой технике, электродвигателях, акустических системах.

Временные магниты

Проявляют магнитные свойства только при нахождении во внешнем магнитном поле. После его исчезновения быстро размагничиваются. Пример — железные опилки вблизи магнита.

Электромагниты

Создают магнитное поле при прохождении электрического тока по обмотке. Могут достигать большой мощности. Используются в подъемных кранах, ускорителях частиц, МРТ-аппаратах.

Как магнит притягивает металлы: механизм притяжения

Почему магнит притягивает металлические предметы? Механизм магнитного притяжения объясняется следующим образом:

Магнитное поле воздействует на электроны в атомах металла
Возникает упорядоченное движение электронов — индуцированные микротоки
Микротоки создают собственное магнитное поле в металле
Поля магнита и наведенное поле металла взаимодействуют
Возникает сила притяжения между магнитом и металлическим предметом

При этом сильнее всего притягиваются ферромагнетики — железо, никель, кобальт. В них магнитное упорядочение сохраняется даже после удаления внешнего поля.

Устройство и принцип работы неодимового магнита

Неодимовые магниты — самые мощные из постоянных магнитов. Как они устроены и за счет чего обладают такой силой?

Состав и структура неодимового магнита:

Сплав неодима, железа и бора (Nd2Fe14B)
Мелкозернистая кристаллическая структура
Высокая плотность магнитных доменов
Защитное покрытие от коррозии (никель, цинк)

Принцип действия основан на сильной магнитокристаллической анизотропии сплава. Это обеспечивает высокую коэрцитивную силу и остаточную намагниченность. В результате неодимовые магниты создают мощное поле при малых размерах.

Устройство и работа электромагнита

Электромагнит позволяет получать сильные управляемые магнитные поля. Как он устроен и каков принцип его действия?

Основные элементы конструкции электромагнита:

Сердечник из ферромагнитного материала (обычно железо)
Обмотка из изолированного провода
Источник постоянного тока

Принцип работы электромагнита:

При пропускании тока по обмотке возникает магнитное поле
Поле намагничивает сердечник, усиливая общее поле
Чем больше ток, тем сильнее магнитное поле
При отключении тока поле исчезает

Это позволяет быстро включать и выключать мощное магнитное поле, чего нельзя достичь с постоянными магнитами.

Как устроен магнитный компас

Компас — древнейший навигационный прибор, использующий магнитное поле Земли. Как он устроен и работает?

Основные элементы конструкции магнитного компаса:

Намагниченная стрелка, свободно вращающаяся на оси

Градуированная круговая шкала
Корпус с прозрачной крышкой

Принцип действия компаса основан на взаимодействии магнитного поля стрелки с магнитным полем Земли. Северный конец стрелки всегда указывает на северный магнитный полюс. Это позволяет определять стороны света и направление движения.

Как устроен магнит? — блог Мира Магнитов

Количество просмотров:12755

Количество комментариев:0

Сложно найти такую сферу, в которой бы не нашлось применения магнитам. Развивающие игрушки, полезные аксессуары и сложное промышленное оборудование – это лишь малая доля от поистине огромного количества вариантов их использования. При этом мало кто знает, как устроены магниты и в чем секрет их силы притяжения. Чтобы ответить на эти вопросы, нужно погрузиться в основы физики, но не переживайте – погружение будет недолгим и неглубоким. Зато после знакомства с теорией вы узнаете, из чего состоит магнит, и природа его магнитной силы станет для вас намного понятнее.

Электрон – самый маленький и самый простой магнит

Любое вещество состоит из атомов, а атомы в свою очередь состоят из ядра, вокруг которого вращаются положительно и отрицательно заряженные частицы – протоны и электроны. Предмет нашего интереса представляют собой именно электроны. Их движение и создает электрический ток в проводниках. Кроме того, каждый электрон является миниатюрным источником магнитного поля и, по сути, простейшим магнитом. Вот только в составе большинства материалов направление движения этих частиц является хаотичным. Как результат – их заряды уравновешивают друг друга. А когда направление вращения большого количества электронов на своих орбитах совпадает, то возникает постоянная магнитная сила.

Устройство магнита

Итак, с электронами разобрались. И теперь мы вплотную приближаемся к ответу на вопрос, как устроены магниты. Чтобы материал мог притягивать железный кусок породы, направление электронов в его структуре должно совпадать. В этом случае атомы формируют собой упорядоченные области, которые называются домены. У каждого домена есть пара полюсов: северный и южный. Через них проходит постоянная линия движения магнитных сил. Они входят в южный полюс и выходят из северного. Такое устройство означает, что северный полюс всегда будет притягивать южный полюс другого магнита, тогда как одноименные полюса будут отталкиваться.

Как магнит притягивает металлы

Магнитная сила действует не на все вещества. Только некоторые материалы можно притягивать: железо, никель, кобальт и редкоземельные металлы. Железный кусок породы не является природным магнитом, но при воздействии магнитного поля его структура перестраивается в домены с северными и южными полюсами. Таким образом, сталь может намагничиваться и сохранять свою измененную структуру на протяжении длительного времени.

Как делают магниты

Мы уже разобрались, из чего состоит магнит. Он представляет собой материал, в котором направленность доменов совпадает. Для придания породе таких свойств может использоваться сильное магнитное поле или электрический ток.

В настоящий момент люди научились изготавливать очень мощные магниты, сила притяжения которых в десятки раз превышает собственный вес и сохраняется на протяжении сотен лет. Речь идет о редкоземельных супермагнитах на основе неодимового сплава. Такие изделия весом в 2-3 кг могут удерживать объекты весом в 300 кг и более. Из чего состоит неодимовый магнит и чем же обусловлены такие удивительные свойства?

Простая сталь не подойдет для того, чтобы успешно изготавливать изделия с мощнейшей силой притяжения. Для этого нужен особый состав, который позволит максимально эффективно упорядочить домены и сохранить стойкость новой структуры. Чтобы понять, из чего состоит неодимовый магнит, представьте себе металлический порошок неодима, железа и бора, который с помощью промышленных установок будет намагничиваться сильным полем и спекаться в жесткую структуру. Чтобы защитить этот материал, его покрывают прочной оцинкованной оболочкой. Такая технология производства позволяет получить изделия различных размеров и форм.

В ассортименте интернет-магазина «Мир магнитов» вы найдете огромное разнообразие магнитных товаров для работы, развлечений и быта.

Как устроены магниты — устройство магнитов разных видов

Люди, увлекающиеся так называемой» магнитной рыбалкой» или интересующиеся различными отраслями науки и техники, нередко задаются вопросом о том, как устроен магнит. Это логично, ведь постоянные магниты нашли свое применение во многих сферах промышленности, народного хозяйства и повседневной жизни современного человека. Сегодня разберемся с тем, почему ряд материалов способен притягивать к себе предметы, изготовленные из металла.

Об устройстве магнита – простыми словами

Магнитное поле как явление возникает вокруг пребывающих в движении элементарных частиц. Название таких частиц мы знаем еще со школьного курса физики – это ионы и электроны. Говоря иными словами, ион – простейший крохотный магнит, который в обязательном порядке входит в состав атомов каждого вещества. Его магнитные моменты оказывают прямое воздействие на свойства конкретного материала.

Подавляющее большинство веществ обладает следующим свойством: внутренние векторы магнитного поля, сформированного атомами и электронами, нейтрализуют друг друга, тем самым нивелируя способность притягивать предметы. Но если во внутренней структуре вещества совпадает направленность магнитных полей, можно говорить об объекте с однонаправленным магнитным полем, способным притягивать предметы из металла. Наглядным примером является железная руда, к которой притягиваются небольшие металлические изделия, к тому же гигантским магнитом является и наша планета, ведь все прекрасно знают, что она обладает собственным магнитным полем.

Каково устройство постоянного магнита

Практическое применение магнитному эффекту, которым обладает ряд веществ, нашлось только с изобретением электричества. До того человечество хоть и знало, что существует ряд предметов, способных притягивать изделия из металла, не понимало, с какой целью это их свойство можно использовать. Когда ученым удалось обнаружить связь между магнетизмом и электричеством, а затем изобрести электромагнит, ставший своего рода «праотцом» магнита постоянного, началось активное его применение во многих сферах жизни человека.

Люди поняли: чтобы материал обрел магнитные свойства, важно, чтобы его внутренние магнитные поля стали однонаправленными. Путем многократных исследований и испытаний выяснилось, что это возможно не со всеми веществами, требуемыми свойствами обладают лишь так называемые ферромагнетики. В список подобных входит кобальт, железо, никель и другие редкоземельные металлы.

В плане устройства постоянный магнит представляет собой изделие, выполненные в виде шайбы, стержня, полоски и пр., прошедшее предварительную термическую обработку. В ходе такой обработки, а также в процессе продолжительного воздействия внешнего магнитного поля оно обрело ярко выраженные магнитные свойства. Технология намагничивания обеспечивает возможность создания однонаправленного магнитного поля благодаря размещению молекул в требуемом положении.

То, какими будут итоговые характеристики готового изделия, зависит от свойств сплавов, входящих в его состав. Сегодня самыми мощными по праву считаются неодимовые супермагниты, которые не только мощны и долговечны – они не размагничиваются в течение десятилетий даже при активном и продолжительном применении.

Максимальной силой сцепления обладают полюса магнитов, притягивающиеся, если они разные, и отталкивающиеся, когда одинаковы. В средней части магнита, которая именуется нейтральной зоной, напряжение почти отсутствует, но многое зависит от формы магнита. К примеру, продукция в форме подковы – это два полюса (плюс и минус), между которыми находится нейтральная зона.

Как устроен неодимовый магнит, мы уже рассказали, но важно обратить внимание на тот факт, что большинство постоянных магнитов утрачивают свои свойства под воздействием физических процессов, в частности, во время нагрева. К примеру, неодимовый магнит может превратиться в кусок металла, если его нагреть до температуры в 80 градусов. Даже после охлаждения способность к намагничиванию не вернется. Некоторые изделия утрачивают первоначальные характеристики с возрастом, это естественный процесс старения, однако неодимовых магнитов это не касается – за сто лет службы они теряют не более 1 процента заряда.

Как устроен поисковый магнит

Заслуженным спросом пользуются поисковые магниты, которые привлекают преимущественно во время так называемой «магнитной рыбалки» искатели сокровищ. С помощью таких приборов на дне колодцев, водоемов и в других труднодоступных местах находят металлические предметы и вытаскивают их на поверхность.

В основе поискового магнита лежит сердечник из неодимового сплава, выполненный в форме диска или кольца. Он помещен в металлический корпус, покрытый слоем цинка для улучшения эксплуатационных характеристик и повышенной устойчивости перед повреждениями. Для фиксации сердечника в корпусе используется эпоксидная смола.

В корпусе предусмотрено отверстие под рым-болт, к уху которого привязывают прочную веревку для заброса и вытаскивания прибора со дна водоема. Чтобы рыб болт не выкручивался, его фиксируют контргайкой.

Кроме фиксации веревки рым-болт помогает отсоединять магнит от его «улова». Дело в том, что поисковые магниты отличаются высокой мощностью, оторвать их от находки порой бывает непросто. Облегчает задачу рым-болт – если вкрутить его глубже, он превратится в некое подобие домкрата, а между магнитом и притянувшимся к нему предметом появится зазор, способствующий легкому разделению.

Как работает магнетизм? | Что такое магниты?

Ах, магниты. Холодильники забиты ими. Они питают наши запои Netflix. Когда их разбивают на мелкие кусочки и превращают в Silly Putty, они могут подарить часы веселья.

Магнетизм — это сила, создаваемая магнитами, объектами, которые отталкивают или притягивают друг друга. Это мощное физическое явление является одним из компонентов электромагнетизма, одной из фундаментальных сил природы.

Движение электрически заряженных частиц, обнаруженных во всей материи, испускает электрические токи, создающие магнитное поле. Эти частицы становятся крошечными магнитами, каждый из которых имеет северный и южный полюса. Технически вся материя подвержена магнитным силам, которые пронизывают нашу вселенную. По данным BBC, некоторые из этих эффектов более очевидны, чем другие.

Вы проверяли твиттер сегодня? Загнали в машину? Увлеклись новым шоу в последнее время? Мир, в котором мы живем, питается от этих электромагнитов.

Часто магнитные поля, генерируемые этими частицами, случайны, то есть их северный и южный полюса компенсируют друг друга. Некоторые объекты — от кусков железной руды до магнита с алфавитом, прикрепленного к вашему холодильнику, — имеют магнитные поля, направленные в одном направлении. По данным Live Science, магнитные поля этих объектов становятся сильнее по мере увеличения скорости этих электрически заряженных частиц.

Магнетизм — загадочная сила в этой вселенной. Ученые не до конца понимают, почему это происходит в первую очередь. Они не уверены, почему эти частицы также имеют направление на север и юг, согласно Live Science , и существует множество различных форм магнетизма.

Таинственные силы

Димитри Отис//Getty Images

Ферромагнетизм, самая сильная форма магнетизма, возникает, когда материалы подвергаются воздействию внешней магнитной силы, согласно веб-сайту HyperPhysics Университета штата Джорджия. Эти объекты становятся постоянно намагниченными в результате процесса, называемого гистерезисом. Ранние железные стрелки компаса были намагничены магнетитом или намагниченными минералами магнетита, извлеченными из Земли. Это единственная магнитная сила, которую люди могут осязаемо ощущать.

Ферромагнетизм может быть наиболее заметной формой магнетизма, но электромагнетизм, пожалуй, наиболее важен. Это фундаментальная сила, «отвечающая за саму структуру нашей материи», — сказала астроном Мишель Талер из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в интервью Science Channel .

💡Другие фундаментальные силы — это гравитация, слабое ядерное и сильное ядерное взаимодействие.

Электричество и магнетизм тесно переплетены, и их соответствующие поля подпитываются и взаимодействуют друг с другом. Электромагнетизм создает свет и энергию, и без него атомы и молекулы, из которых мы состоим, распались бы. В 1865 году физик Джеймс Клерк Максвелл установил связь между этими близнецовыми силами, подготовив почву для Эйнштейна, чтобы сформировать свою знаменитую специальную теорию относительности.

Посмотреть полный пост на Youtube

Конечно, электромагнетизм широко применяется в повседневной жизни. Электромагнитные волны питают все, от микроволновых печей и телевизоров до радиоприемников и рентгеновских аппаратов.

В тех случаях, когда объект подвергается воздействию электрического тока, он создает временное магнитное поле в форме катушки. Однако когда этот ток отключается, поле исчезает. Это называется электромагнит.

Вы проверяли твиттер сегодня? Загнали в машину? Увлеклись новым шоу в последнее время? Мир, в котором мы живем, питается от этих электромагнитов.

Магнит под вашими ногами

ANDRZEJ WOJCICKI//Getty Images

Земля по существу является гигантским магнитом с соответствующими геомагнитными северным и южным полюсами благодаря нашему внешнему ядру из расплавленного железа. Создаваемое Землей каплевидное магнитное поле, сдавливаемое солнечными ветрами и называемое магнитосферой, обеспечивает работу наших компасов, обеспечивает яркое полярное сияние и даже защищает нас от вредного космического излучения. Это критически важно для защиты нашей желанной атмосферы.

Намагниченные частицы в лавовых породах вдоль поверхности Земли фиксируют направление магнитного поля нашей планеты. По данным National Geographic, именно так ученые могут сказать, что магнитные полюса Земли с течением времени менялись местами и что тектонические плиты, на которых мы живем, постепенно перемещаются.

В последние годы смещение магнитных полюсов Земли набирает обороты. Некоторые исследования показали, что они путешествуют со скоростью 35 миль в год. Это может нарушить работу навигационных систем и вызывают у путешественников головную боль .

Наше увлечение магнетизмом насчитывает тысячи лет. Мезоамериканцы рано поняли эту силу, а греки первыми задокументировали ее чудеса. Это увлечение не угасает с годами. Наше понимание магнетизма сыграло решающую роль в формировании мира, в котором мы живем сегодня.

Без него мы бы пропали. Буквально.

Дженнифер Леман

Дженнифер Леман — научный журналист и редактор новостей в Popular Mechanics, где она пишет и редактирует статьи о науке и космосе. Выпускница программы научной коммуникации Калифорнийского университета в Санта-Круз, ее работы публиковались в The Atlantic, Scientific American, Science News и Nature. Ее любимые истории рассказывают о многих чудесах и опасностях Земли.

Как работают магниты? Мы провели масштабное исследование!

Но магниты — это гораздо больше, чем подковообразные магниты.

Существует три основных типа магнитов, каждый из которых мы обсудим в этой статье. Они классифицируются как постоянные, временные и электрические магниты.

Постоянные магниты — это те, которые мы используем в наших холодильниках или в научных классах. Они работают, не подвергаясь воздействию другого магнитного поля или пропуская через него электрический ток.

Другими словами, постоянные магниты — это самые основные типы магнитов, с которыми вы, вероятно, соприкасаетесь ежедневно.

Временные магниты, с другой стороны, функционируют как постоянные магниты, когда они находятся в магнитном поле, однако, как только объект покидает область, он теряет свой магнитный заряд.

В качестве примера этой концепции подумайте о канцелярской скрепке, натертой на магнит холодильника. Какое-то время скрепка будет намагничиваться, но со временем она потеряет свой магнитный заряд.

Это и есть временный магнит. Вы можете думать об этом как о противоположности постоянного магнита, который был впервые описан в этом разделе.

Наконец, электрический магнит — это магнит, который работает, когда через него проходит электричество. Это кусок железа с проводящей катушкой, обернутой вокруг металлического сердечника. Катушка – это то, что получает электрический заряд и намагничивает сердечник.

Эти магниты также могут быть изготовлены из различных материалов. Эти материалы являются либо парамагнитными, либо ферромагнитными. Однако парамагнетик имеет более слабое магнитное поле, чем ферромагнитный материал.

Парамагнитным материалом может быть магний или литий, в то время как ферромагнитный материал, более распространенный, поскольку он может создавать более сильное магнитное поле, включает такие металлы, как никель, железо, кобальт и другие.

При чтении этой статьи предположим, что магнит, о котором идет речь, представляет собой постоянный магнит, изготовленный из ферромагнитных материалов.

Постоянный магнит, такой как магнит на холодильник, более знаком среднему потребителю, а ферромагнитные материалы, как упоминалось ранее, более распространены, когда речь идет о том, из чего состоит магнит.

Итак, давайте углубимся в объяснение того, как на самом деле работают магниты, когда они реагируют друг на друга, а также на другие объекты. Взгляните на список ниже, чтобы получить несколько основных моментов по теме, и продолжайте читать, чтобы узнать все подробности.

Как работают магниты:

Электроны магнита выстроены правильно
Электроны магнита толкают или тянут объекты и другие магниты

Как было сказано ранее, магнит работает, потому что электроны магнита выстроены правильно.

Электрон — отрицательная субатомная частица. Все состоит из электронов; однако электрическое или магнитное поле создается только тогда, когда все электроны выстраивают свой отрицательный заряд в одном направлении.

Мы знаем, что электроны магнита толкают или притягивают объект. У ученых есть две теории, объясняющие, как магнитное поле, создаваемое этими выстроившимися электронами, взаимодействует с частицами других объектов.

Эти две теории представляют собой крупномасштабную классическую теорию и квантово-механическую маломасштабную теорию.

Поскольку было бы трудно понять концепции этих теорий, просто прочитав названия, мы провели углубленное исследование, чтобы составить подробное объяснение каждой из них, которое вы найдете в таблице данных. внизу.

Взгляните на эту информацию, которая предоставит вам основные идеи для обеих этих теорий, и продолжайте читать, чтобы получить все детали, которые нам удалось раскопать.

Магнитная теория	Крупномасштабная классическая теория	Теория малых масштабов квантовой механики
Реакция магнитного поля:	Магнитное поле создает облака энергии	Магнитное поле испускает невидимые частицы
Как работает магнитная теория:	Облака взаимодействуют с другими объектами через свои электроны	Частицы взаимодействуют с электронами других объектов
Как притягиваются объекты:	Облака толкают и притягивают электроны другого объекта	Невидимые частицы говорят электронам объекта двигаться (вперед или назад)

Когда вы пытаетесь понять, как работают магниты, важно хорошо понимать научную концепцию, лежащую в основе этих реакций. Эти концепции лежат в рамках Классической теории больших масштабов и Теории малых масштабов квантовой механики.

Теория больших масштабов — это первое понятие, которое мы рассмотрим в этом разделе. По сути, это предполагает, что магнитное поле создает внутри себя облака энергии.

В результате эти облака будут взаимодействовать с электронами, существующими внутри других объектов, толкая или притягивая электроны.

Мелкомасштабная теория, напротив, утверждает, что электроны в магнитном поле испускают невидимые частицы.

Короче говоря, эти частицы говорят электронам объекта двигаться вперед, то есть к магниту, или назад, то есть от магнита.

Самые основные различия между этими двумя теориями заключаются в реакции магнитного поля. Они либо создают облака энергии, либо невидимые частицы, но в конечном итоге эти компоненты будут манипулировать электронами рассматриваемого объекта, чтобы притягивать или отталкивать его.

Однако есть некоторые элементы магнитов, которые наука не может объяснить. Чтобы лучше понять эти факторы, взгляните на список ниже.

Необъяснимые элементы магнитов:

Полярность (Северный и Южный полюса)
Эмиссия электрического поля (почему они это делают)

Во-первых, у магнитов всегда есть северный и южный полюса. Эти полюса по существу определяют, к чему будет притягиваться магнит и как он будет притягиваться. Во всех связанных научных исследованиях нет убедительных доказательств того, почему это так.

Кроме того, ученые не уверены, почему частицы магнита вообще излучают электрическое поле. Другими словами, хотя мы знаем, что магниты имеют разные полюса и излучают электрические поля, мы не знаем почему. Однако время покажет, найдем ли мы когда-нибудь ответы на эти вопросы.

Как магниты реагируют друг на друга

В средней школе ученики по всему миру знакомятся с магнитами и их работой. Возможно, вы даже помните эти уроки из своего школьного возраста.

Обычный и простой эксперимент, который помогает детям узнать о силе магнитов, включает в себя превращение иглы, плавающей на листе бумаги в чашке с водой, в компас.

После завершения этот тип эксперимента покажет вам, как именно работают магнитные поля и их полюса.

Эксперимент с компасом и другие подобные эксперименты помогают понять магнитные полюса, что является основной идеей того, что мы будем обсуждать в этом разделе.

Наблюдение за работой магнитных полюсов поможет понять, как действуют и изменяются магниты, когда они находятся рядом друг с другом. Для визуализации представьте себе магнит в виде шара с северным и южным полюсами, которые поддерживают вращение планеты.

Магниты могут как притягиваться, так и отталкиваться друг от друга, в зависимости от их полюсов. Чтобы начать это обсуждение, давайте коснемся нескольких основных моментов, прежде чем углубляться в тему.

Магнитные полюса:

Северный и южный полюс (по одному с каждой стороны)
Притягивать и отталкивать магнит от других предметов/магнитов
Притягивать = собираться / Отталкиваться = разъединяться
Правильные полюса должны быть выровнены, чтобы соединить два магнита вместе

Полюса магнита классифицируются как северный и южный полюса, по одному с каждой стороны. Каждый полюс будет определять, будет ли магнит притягиваться или отталкиваться от других объектов или магнитов.

Эти термины в основном именно так и звучат: если они притягиваются друг к другу, то магниты будут притягиваться друг к другу.

И наоборот, если они отталкиваются друг от друга, вы обнаружите, что, когда вы держите их рядом друг с другом, их соответствующие магнитные поля не дают им соприкасаться друг с другом.

Если противоположные полюса магнитов соприкоснутся, то они будут притягиваться друг к другу. Однако, если магниты касаются одних и тех же полюсов, то магниты будут отталкиваться друг от друга. Продолжайте читать, чтобы получить все подробности о магнитах, реагирующих друг на друга.

Как магниты реагируют друг на друга (с точки зрения полюсов):

С севера на север: Отталкивание
С юга на юг: отразить
С севера на юг: привлечь

Некоторые дополнительные факторы могут влиять на реакцию магнитов друг на друга, например, размер и тип используемого материала.

Например, меньший магнит из парамагнитного материала будет иметь более слабое притяжение и отталкивание, чем больший магнит из ферромагнитного материала.

Резюме:

Магниты имеют северный и южный полюса
Полюса на каждой стороне магнита определяют, к чему они будут притягиваться (включая другие магниты)
Противоположные полюса притягиваются, а одинаковые полюса отталкиваются друг от друга

Магниты когда-нибудь перестают работать?

Хотя их название может означать иное, постоянные магниты могут терять заряд или магнитные свойства. Другими словами, постоянные магниты не обязательно являются постоянными.

Эту теорию можно проверить, приложив магнит к вертикальному металлическому предмету. Если магнит скользит или если магнит легко удаляется, это означает, что у вас ослаблен магнит.

Лучший способ узнать, как предотвратить ослабление магнита или просто понять, как этот процесс работает в целом, — это узнать, что вызывает ослабление магнитов.

Причины ослабления/размагничивания магнитов:

Изменение температуры (сильная жара)
Другой магнит (сильнее)
Шок (сильная физическая сила)

Магнит может ослабнуть или размагнититься тремя способами: изменением температуры, другим магнитом или ударом.

Первый способ, которым магнит может потерять свой магнетизм, — контакт с чрезмерным уровнем тепла. В частности, это происходит, когда магнит нагревается до «точки Кюри» или точки, при которой магнит теряет свой магнетизм.

Точка Кюри зависит от силы магнита и материала, из которого изготовлен магнит. При этом, в зависимости от типа материала, из которого изготовлен магнит, он может иметь высокую или низкую точку Кюри.

Второй способ, которым магнит может потерять свою магнитную силу, — размагничивающее поле.

Размагничивающее поле возникает, когда к размагничиваемому магниту прикладывается более сильный магнит с противоположным полюсом. Если магнит размагничен на своей северной стороне, то более сильный магнит будет использовать свою южную сторону для завершения этого действия.

Третий способ размагничивания магнита — удар. Однако шок не означает поражение электрическим током; это означает удар с очень сильной физической силой.

Если по правильно работающему магниту ударить достаточно сильно, внутренняя работа магнита сместится. Это смещение приведет к тому, что электроны больше не будут формировать магнитное поле.

Большинство магнитов, будучи ослабленными, со временем вернутся к своему первоначальному заряду. Потеря постоянного магнитного поля происходит только тогда, когда магнит подвергается значительному размагничиванию в течение длительного периода времени.

Можете ли вы починить магнит, который теряет свою силу?

Прочитав информацию о размагничивании в предыдущем разделе, вы можете задаться вопросом, возможно ли восстановить силу после того, как это будет сделано. Ответ на этот вопрос положительный: магниты можно повторно намагнитить, когда они теряют свою силу.

Вот способы, которыми можно укрепить магнит после того, как он потерял свою силу:

Удар (очень сильный, не электрический)
Намагничивание за счет более сильного магнита
Прямой контакт с более слабыми магнитами (т.е. штабелирование)
Температура замерзания

Есть четыре способа снова укрепить магниты: удар, более сильное магнитное поле, прямой контакт с другими магнитами и достижение чрезвычайно низких температур.

Первый способ восстановить магнетизм или силу магнита — удар. Как и в случае с потерей магнетизма, удар не электрический, а чрезвычайной силы.

Хотя это кажется нелогичным, теория состоит в том, что если первый удар сместил внутреннюю часть магнита, то новый удар по магниту позволит электронам снова выстроиться в линию. Если все сделано правильно, магнит может работать так же хорошо, как и раньше.

Второй способ повторного намагничивания магнита заключается в трении более сильного магнита о более слабый магнит. Некоторые из магнитных зарядов перейдут к ослабленному магниту, что позволит ему частично или полностью восстановить свою силу.

Подумайте об эксперименте с компасом, упомянутом ранее. Если провести иглой по длине магнита, игла поглотит часть магнитных зарядов.

Для компаса этого достаточно. Если вам нужно подзарядить что-то более существенное, чем стрелка компаса, убедитесь, что у вас есть более сильный магнит.

Третий способ, с помощью которого магнит может восстановить свою первоначальную силу, заключается в прямом контакте с другим слабым магнитом. Совместный заряд этих двух магнитов сделает их сильнее.

Четвертый и последний способ повторного намагничивания магнита — достижение температуры замерзания. Точно так же, как перегрев магнита может нарушить целостность магнита, размещение его при низких температурах противодействует этим эффектам и восстанавливает магнитное поле.

Тот факт, что два из трех способов восстановить заряд магнита — это те же способы, которыми вы можете потерять магнитный заряд, показывает, насколько адаптируемыми и эластичными могут быть магниты. Если магниты не были восстановлены с помощью упомянутых выше методов, скорее всего, они были окончательно размагничены.

Магниты кажутся источником бесконечного любопытства. Неважно, являетесь ли вы доктором философии. от физика, работающего над адронным коллайдером, до трехлетнего малыша, только что открывшего магию магнитов на холодильнике.

Несмотря на то, что многие аспекты магнитов и того, как они работают, не являются окончательными с точки зрения научных исследований, из этого урока можно извлечь много полезного.