IMATACIJA: OD ČEGA SE SASTOJI, METODA I PRIMJERI - FIZIČKA - 2024

Magnetiziranja ili magnetizacije je vektor količina koja je također poznat kao magnetizacija vektor jakosti. Označava se kao M i definira se kao magnetski moment m po jedinici volumena V. Matematički se izražava na sljedeći način:

M = d m / dV

Jedinice M u Međunarodnom sustavu mjernih jedinica SI su struja / metar, isto kao i oni iz magnetskog polja H. Oznaka podebljanim slovima označava da su to vektori, a ne skalari.

Slika 1. Feritni magneti u obliku prstenova. Izvor: Wikimedia Commons.

Sada je magnetski trenutak materijala ili tvari manifestacija kretanja električnih naboja unutar atoma, u osnovi onoga koji ima elektron.

U principu, elektron unutar atoma može se zamisliti kao maleni zatvoreni krug struje, dok on opisuje kružnu orbitu oko jezgre. Zapravo, elektron se ne ponaša na takav način prema kvantno-mehaničkom modelu atoma, ali poklapa se s tim što se tiče magnetskog učinka.

Osim toga, elektron ima učinak centrifuge, analogan rotaciji na sebi. Ovaj drugi pokret daje još važniji doprinos ukupnom magnetizmu atoma.

Kad se materijal postavi unutar vanjskog magnetskog polja, magnetski momenti oba priloga poravnavaju se i stvaraju magnetsko polje unutar materijala.

Metode magnetizacije

Magnetiranje materijala znači davanje magnetskih svojstava, bilo privremeno ili trajno. Ali materijal mora na odgovarajući način reagirati na magnetizam da bi se to dogodilo, a ne rade svi materijali.

Ovisno o svojim magnetskim svojstvima i reakciji koju imaju na vanjsko magnetsko polje poput magnetnog materijala, materijali se razvrstavaju u tri velike skupine:

-Diamagnetic

-Paramagnetic

-Ferromagnetic

Svi su materijali dijamagnetski, čiji se odgovor sastoji od slabog odbijanja kada se postave usred vanjskog magnetskog polja.

Paramagnetizam je sa svoje strane tipičan za neke tvari koje imaju vrlo intenzivnu privlačnost prema vanjskom polju.

Međutim, feromagnetski materijali su oni s najjačim magnetskim odzivom od svih. Magnetit je željezni oksid koji je prirodni magnet poznat iz stare Grčke.

Slika 2. Magnetit ili vapnenac iz Brazila. Izvor: Wikimedia Commons.

Metode magnetiziranja koje će biti opisane u nastavku koriste materijale s dobrim magnetskim odzivom za postizanje željenih efekata. Ali na razini nanočestica, čak je moguće magnetizirati zlato, metal koji obično nema izvanredan magnetski odziv.

Kako magnetizirati feromagnetski objekt?

Osim ako je materijal prirodni magnet, poput komada magnetita, on se obično demagnetizira ili demagnetizira. To dovodi do druge klasifikacije magnetskih materijala:

- Tvrdi, koji su trajni magneti.

- Mekani ili slatki, koji iako nisu trajni magneti, imaju dobar magnetski odziv.

- Polutvrdi, koji imaju intermedijarna svojstva među gore navedenim.

Magnetski odziv feromagnetskih materijala nastaje zbog činjenice da su magnetske domene smještene unutar njih, regije sa nasumično postavljenim vektorima magnetizacije.

Zbog toga se vektori magnetiziranja otkazuju, a neto magnetiziranje iznosi nula. Iz tog razloga, da bi se stvorila magnetizacija, vektori magnetizacije moraju se uskladiti, bilo trajno ili barem neko vrijeme. Na taj se način magnetizira materijal.

Nekoliko je načina da se to postigne, na primjer induktivnom magnetiziranjem, kontaktom, trljanjem, hlađenjem, pa čak i udaranjem o objekt, kako je detaljnije prikazano u nastavku.

Primjeri

Odabrana metoda magnetiziranja ovisi o materijalu i ciljevima postupka.

Umjetni magneti mogu se stvoriti za širok izbor funkcija. Danas se magneti industrijski magnetiziraju, nakon vrlo pažljivog postupka.

Indukcijska magnetizacija

Ovom metodom se materijal koji treba namagnizirati stavlja u sredinu intenzivnog magnetskog polja, poput moćnog elektromagneta. Na ovaj se način domene i njihove magnetizacije odmah poravnavaju s vanjskim poljem. A rezultat toga je da se materijal magnetizira.

Ovisno o materijalu, može tako trajno zadržati dobivenu magnetizaciju ili je može izgubiti čim nestane vanjsko polje.

Rubanje magnetiziranjem

Ova metoda zahtijeva trljanje jednog kraja materijala koji se treba namagnizirati stupom magneta. Mora se raditi u istom smjeru, tako da na taj način utrljano područje dobije suprotan polaritet.

To stvara magnetski efekt, na način da se na drugom kraju materijala stvara suprotni magnetski pol, što rezultira magnetiziranjem tvari.

Kontaktna magnetizacija

Kod kontaktnog namagniziranja objekt koji se namagnetizira mora doći u izravan dodir s magnetom, kako bi stekao magnetizaciju. Poravnavanje domena u magnetiziranom objektu događa se kao kaskadni efekt, koji dolazi s kraja u kontakt s drugim krajem brzo.

Tipičan primjer kontaktne magnetizacije je pričvršćivanje kopče na trajni magnet, a magnet će ostati magnetiziran, privlačeći druge kopče da formiraju lanac. Također radi s nikelovim kovanicama, čavlima i komadima željeza.

Ali jednom kad se prvi magnet, nokat ili novac uklone iz magneta, namagnetizacija ostalih nestaje, osim ako nije uistinu jak magnet koji može proizvesti trajnu magnetizaciju.

Električna metoda magnetiziranja

Materijal koji treba magnetizirati umotan je u provodljivu žicu kroz koju prolazi električna struja. Električna struja nije ništa drugo nego pomični naboj koji stvara magnetsko polje. Ovo polje je odgovorno za magnetiziranje materijala koji se nalazi unutar njega i učinak je u značajnom povećanju dobivenog polja.

Tako stvoreni magneti mogu se aktivirati i deaktivirati po volji, jednostavnim isključenjem kruga, osim činjenice da se snaga magneta može mijenjati prolazeći više ili manje struje. Oni se nazivaju elektromagneti i pomoću njih možete lako pomicati teške predmete ili odvajati magnetske od nemagnetnih materijala.

Magnetizacija udarcem

Željezna šipka ili čak i metalni ormar za podmetanje mogu se magnetizirati udaranjem iznutra u magnetsko polje. U nekim je lokalitetima Zemljino magnetsko polje dovoljno snažno da postigne taj učinak. Željezna šipka koja vertikalno udara u zemlju može se magnetizirati jer Zemljino magnetsko polje ima vertikalnu komponentu.

Magnetizacija se provjerava kompasom koji je smješten na vrhu šipke. Za ormar za arhiviranje dovoljno je otvoriti i zatvoriti ladice s dovoljno odlučnosti.

Udah također može magnetizirati magnet, jer uništava redoslijed magnetskih domena unutar materijala. Toplina također ima isti učinak.

Magnetizacija hlađenjem

U unutrašnjosti Zemlje postoje tvari poput bazaltnih lava koje, kada se ohlade u prisustvu magnetskog polja, zadržavaju magnetizaciju navedenog polja. Ispitivanje ovih vrsta tvari dokaz je da je Zemljino magnetsko polje promijenilo svoju orijentaciju od kada je Zemlja stvorena.

Reference

1. Figueroa, D. (2005). Serija: Fizika za znanost i inženjerstvo. Svezak 6. Elektromagnetizam. Uredio Douglas Figueroa (USB).
2. Hewitt, Paul. 2012. Konceptualna fizička znanost. 5. ^st. Ed Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Fizika: pogled na svijet. 6 ^ta Uređivanje skraćeno. Cengage Learning
4. Luna, M. Jeste li znali da zlato može biti magnet? Oporavak od: elmundo.es.
5. Tillery, B. 2012. Fizička znanost. McGraw Hill.