Всеки държеше магнит в ръцете си и играеше с него като дете. Магнитите могат да бъдат много различни по форма и размер, но всички магнити имат общо свойство - те привличат желязо. Изглежда, че самите те са направени от желязо, поне от някакъв метал със сигурност. Има обаче и „черни магнити“ или „камъни“;
Но те не изглеждат като метал; чупят се лесно, като стъкло. Магнитите имат много полезни приложения, например, с тяхна помощ е удобно да „закрепите“ хартиени листове към железни повърхности. Магнитът е удобен за събиране на изгубени игли, така че, както виждаме, това е напълно полезно нещо.
Наука 2.0 - Големият скок напред - Магнити
Магнит в миналото
Преди повече от 2000 години древните китайци са знаели за магнитите, поне че това явление може да се използва за избор на посока при пътуване. Тоест те излязоха с компас. Философите в древна Гърция, любопитни хора, събиращи различни невероятни факти, се натъкват на магнити в околностите на град Магнеса в Мала Азия. Там открили странни камъни, които можели да привличат желязо. По това време това беше не по-малко удивително, отколкото извънземните биха могли да станат в наше време.
Още по-изненадващо изглеждаше, че магнитите не привличат всички метали, а само желязото, а самото желязо може да се превърне в магнит, макар и не толкова силен. Можем да кажем, че магнитът привлече не само желязото, но и любопитството на учените и значително придвижи напред такава наука като физиката. Талес от Милет пише за „душата на магнит“, а римлянинът Тит Лукреций Кар пише за „бесното движение на железни стърготини и пръстени“ в своето есе „За природата на нещата“. Той вече можеше да забележи наличието на два полюса на магнита, които по-късно, когато моряците започнаха да използват компаса, бяха наречени на кардиналните точки.
Какво е магнит? С прости думи. Магнитно поле
Приехме сериозно магнита
Природата на магнитите не можеше да бъде обяснена дълго време. С помощта на магнити бяха открити нови континенти (моряците все още се отнасят с голямо уважение към компаса), но никой все още не знаеше нищо за самата природа на магнетизма. Извършена е работа само за подобряване на компаса, което е направено от географа и навигатора Христофор Колумб.
През 1820 г. датският учен Ханс Кристиан Ерстед прави голямо откритие. Той установява действието на проводник с електрически ток върху магнитна стрелка и като учен открива чрез опити как става това при различни условия. През същата година френският физик Анри Ампер излезе с хипотеза за елементарни кръгови токове, протичащи в молекулите на магнитната материя. През 1831 г. англичанинът Майкъл Фарадей, използвайки намотка от изолирана жица и магнит, провежда експерименти, показващи, че механичната работа може да се преобразува в електрически ток. Той също така установи закона за електромагнитната индукция и въведе понятието „магнитно поле“.
Законът на Фарадей установява правилото: за затворен контур електродвижещата сила е равна на скоростта на промяна на магнитния поток, преминаващ през този контур. На този принцип работят всички електрически машини - генератори, електродвигатели, трансформатори.
През 1873 г. шотландският учен Джеймс С. Максуел обединява магнитните и електрическите явления в една теория, класическата електродинамика.
Веществата, които могат да бъдат магнетизирани, се наричат феромагнетици. Това име свързва магнитите с желязото, но освен него, способността за магнетизиране се среща и при никела, кобалта и някои други метали. Тъй като магнитното поле вече е навлязло в областта на практическата употреба, магнитните материали са станали обект на голямо внимание.
Започват експерименти със сплави от магнитни метали и различни добавки в тях. Получените материали бяха много скъпи и ако Вернер Сименс не беше измислил идеята да замени магнита със стомана, магнетизирана от сравнително малък ток, светът никога нямаше да види електрическия трамвай и компанията Сименс. Сименс също работи върху телеграфни устройства, но тук той имаше много конкуренти, а електрическият трамвай даде на компанията много пари и в крайна сметка дръпна всичко останало заедно с него.
Електромагнитна индукция
Основни величини, свързани с магнитите в техниката
Ще се интересуваме главно от магнити, тоест феромагнетици, и ще оставим малко настрана останалата, много обширна област от магнитни (по-добре казано, електромагнитни, в памет на Максуел) явления. Нашите мерни единици ще бъдат тези, приети в SI (килограм, метър, секунда, ампер) и техните производни:
л Сила на полето, H, A/m (ампери на метър).
Това количество характеризира напрегнатостта на полето между успоредни проводници, разстоянието между които е 1 m, а токът, протичащ през тях, е 1 A. Напрегнатостта на полето е векторна величина.
л Магнитна индукция, B, Tesla, плътност на магнитния поток (Weber/m2)
Това е съотношението на тока през проводника към дължината на окръжността при радиуса, при който се интересуваме от големината на индукцията. Окръжността лежи в равнината, която жицата пресича перпендикулярно. Това включва и фактор, наречен магнитна пропускливост. Това е векторна величина. Ако мислено погледнете края на жицата и приемете, че токът тече в посока далеч от нас, тогава кръговете на магнитната сила се „въртят“ по посока на часовниковата стрелка, а индукционният вектор се прилага към допирателната и съвпада с тях по посока.
л Магнитна пропускливост, μ (относителна стойност)
Ако вземем магнитната проницаемост на вакуума за 1, тогава за други материали ще получим съответните стойности. Така например за въздуха получаваме стойност, която е почти същата като за вакуума. За желязото получаваме значително по-големи стойности, така че можем образно (и много точно) да кажем, че желязото „дърпа” магнитни силови линии в себе си. Ако силата на полето в намотка без сърцевина е равна на H, тогава със сърцевина получаваме μH.
л Принудителна сила, A/m.
Принудителната сила измерва колко магнитен материал се съпротивлява на размагнитването и повторното намагнитване. Ако токът в бобината е напълно премахнат, тогава ще има остатъчна индукция в сърцевината. За да го направите равен на нула, трябва да създадете поле с някакъв интензитет, но в обратна посока, тоест да оставите тока да тече в обратна посока. Това напрежение се нарича принудителна сила.
Тъй като на практика магнитите винаги се използват в някаква връзка с електричеството, не трябва да е изненадващо, че такава електрическа величина като ампер се използва за описание на техните свойства.
От казаното следва, че е възможно например пирон, върху който е действал магнит, сам да стане магнит, макар и по-слаб. На практика се оказва, че дори децата, които играят с магнити знаят това.
Има различни изисквания към магнитите в технологиите, в зависимост от това къде отиват тези материали. Феромагнитните материали се разделят на „меки“ и „твърди“. Първите се използват за направата на сърцевини за устройства, където магнитният поток е постоянен или променлив. Не можете да направите добър независим магнит от меки материали. Те се демагнетизират твърде лесно и точно това е тяхното ценно свойство, тъй като релето трябва да "освободи", ако токът е изключен, а електродвигателят не трябва да се нагрява - излишната енергия се изразходва за обръщане на намагнитването, което се освобождава под формата на топлина.
КАК НАИСТИНА ИЗГЛЕЖДА ЕДНО МАГНИТНО ПОЛЕ? Игор Белецки
Постоянните магнити, тоест тези, които се наричат магнити, изискват твърди материали за тяхното производство. Твърдостта се отнася до магнитна, тоест голяма остатъчна индукция и голяма коерцитивна сила, тъй като, както видяхме, тези количества са тясно свързани помежду си. Такива магнити се използват във въглеродни, волфрамови, хромови и кобалтови стомани. Тяхната коерцитивност достига стойности от около 6500 A/m.
Има специални сплави ални, алниси, алнико и много други, като както се досещате включват алуминий, никел, силиций, кобалт в различни комбинации, които имат по-голяма коерцитивна сила - до 20 000...60 000 A/m. Такъв магнит не е толкова лесно да се откъсне от желязо.
Има магнити, специално проектирани да работят на по-високи честоти. Това е добре познатият „кръгъл магнит“. Той е „копан“ от неизползваем високоговорител от стерео система, или радио в кола, или дори телевизор от миналото. Този магнит е направен чрез синтероване на железни оксиди и специални добавки. Този материал се нарича ферит, но не всеки ферит е специално магнетизиран по този начин. И в високоговорителите се използва с цел намаляване на безполезните загуби.
Магнити. Откриване. Как работи?
Какво се случва вътре в магнит?
Поради факта, че атомите на дадено вещество са своеобразни „букове“ от електричество, те могат да създават собствено магнитно поле, но само в някои метали, които имат подобна атомна структура, тази способност е много силно изразена. Желязото, кобалтът и никелът са разположени един до друг в периодичната таблица на Менделеев и имат подобни структури на електронни обвивки, което превръща атомите на тези елементи в микроскопични магнити.
Тъй като металите могат да се нарекат замръзнала смес от различни много малки кристали, ясно е, че такива сплави могат да имат много магнитни свойства. Много групи атоми могат да „разгръщат“ собствените си магнити под въздействието на съседни и външни полета. Такива „общности“ се наричат магнитни домейни и образуват много странни структури, които все още се изучават с интерес от физиците. Това е от голямо практическо значение.
Както вече споменахме, магнитите могат да бъдат почти атомни по размер, така че най-малкият размер на магнитен домейн е ограничен от размера на кристала, в който са вградени магнитните метални атоми. Това обяснява например почти фантастичната плътност на запис на съвременните компютърни твърди дискове, която очевидно ще продължи да расте, докато дисковете имат по-сериозни конкуренти.
Гравитация, магнетизъм и електричество
Къде се използват магнитите?
Ядрата на които са магнити, направени от магнити, въпреки че обикновено се наричат просто ядра, магнитите имат много повече приложения. Има канцеларски магнити, магнити за заключване на мебелни врати и магнити за шах за пътници. Това са магнити, познати на всички.
По-редките видове включват магнити за ускорители на заредени частици; това са много впечатляващи структури, които могат да тежат десетки тонове или повече. Въпреки че сега експерименталната физика е обрасла с трева, с изключение на тази част, която веднага носи супер печалби на пазара, но сама по себе си не струва почти нищо.
Друг интересен магнит е инсталиран в фантастично медицинско устройство, наречено скенер за магнитен резонанс. (Всъщност методът се нарича ЯМР, ядрено-магнитен резонанс, но за да не плаши хората, които по принцип не са наясно с физиката, го преименуваха.) Апаратът изисква поставяне на наблюдавания обект (пациента) в силно магнитно поле, а съответният магнит е с плашещи размери и формата на дяволския ковчег.
Човек се поставя на диван и се търкаля през тунел в този магнит, докато сензорите сканират зоната, представляваща интерес за лекарите. Като цяло нищо страшно, но някои хора изпитват клаустрофобия до степен на паника. Такива хора с охота ще се оставят да ги режат живи, но няма да се съгласят на преглед с ЯМР. Кой знае обаче как се чувства човек в необичайно силно магнитно поле с индукция до 3 тесла, след като е платил добри пари за него.
За да се постигне такова силно поле, свръхпроводимостта често се използва чрез охлаждане на магнитна намотка с течен водород. Това дава възможност да се „изпомпва“ полето, без да се страхувате, че нагряването на проводниците със силен ток ще ограничи възможностите на магнита. Това изобщо не е евтина настройка. Но магнитите, изработени от специални сплави, които не изискват токово отклонение, са много по-скъпи.
Нашата Земя също е голям, макар и не особено силен магнит. Той помага не само на собствениците на магнитния компас, но и ни спасява от смърт. Без него щяхме да бъдем убити от слънчевата радиация. Картината на магнитното поле на Земята, симулирана от компютри въз основа на наблюдения от космоса, изглежда много впечатляваща.
Ето кратък отговор на въпроса какво е магнит във физиката и техниката.
Какво кара някои метали да бъдат привлечени от магнит? Защо магнитът не привлича всички метали? Защо едната страна на магнита привлича, а другата отблъсква метала? И какво прави неодимовите метали толкова здрави?
За да отговорите на всички тези въпроси, първо трябва да дефинирате самия магнит и да разберете неговия принцип. Магнитите са тела, които имат способността да привличат железни и стоманени предмети и да отблъскват някои други поради действието на тяхното магнитно поле. Линиите на магнитното поле преминават от южния полюс на магнита и излизат от северния полюс. Постоянният или твърд магнит постоянно създава собствено магнитно поле. Електромагнит или мек магнит може да създава магнитни полета само в присъствието на магнитно поле и само за кратко време, докато е в зоната на действие на определено магнитно поле. Електромагнитите създават магнитни полета само когато електричеството преминава през жицата на намотката.
Доскоро всички магнити бяха направени от метални елементи или сплави. Съставът на магнита определя неговата мощност. Например:
Керамичните магнити, като тези, използвани в хладилниците и за извършване на примитивни експерименти, съдържат желязна руда в допълнение към керамичните композитни материали. Повечето керамични магнити, наричани още магнити за желязо, нямат голяма сила на привличане.
"Alnico magnets" се състои от сплави на алуминий, никел и кобалт. Те са по-мощни от керамичните магнити, но много по-слаби от някои редки елементи.
Неодимовите магнити са съставени от желязо, бор и елемента неодим, който рядко се среща в природата.
Кобалтово-самариевите магнити включват кобалт и редкия елемент самарий. През последните няколко години учените откриха и магнитни полимери или така наречените пластмасови магнити. Някои от тях са много гъвкави и пластични. Някои обаче работят само при изключително ниски температури, докато други могат да повдигат само много леки материали, като метални стружки. Но за да има свойствата на магнит, всеки от тези метали се нуждае от сила.
Изработка на магнити
Много съвременни електронни устройства се основават на магнити. Използването на магнити за производството на устройства започна сравнително наскоро, тъй като магнитите, които съществуват в природата, нямат необходимата сила за работа с оборудване и едва когато хората успяха да ги направят по-мощни, те се превърнаха в незаменим елемент в производството. Железният камък, вид магнетит, се счита за най-силния магнит в природата. Той е способен да привлича малки предмети като кламери и телбод.Някъде през 12 век хората откриват, че желязната руда може да се използва за магнетизиране на железни частици - така хората създават компаса. Те също забелязаха, че ако постоянно движите магнит по желязна игла, иглата се намагнетизира. Самата игла се изтегля в посока север-юг. По-късно известният учен Уилям Гилбърт обясни, че движението на магнетизираната игла в посока север-юг се дължи на факта, че нашата планета Земя е много подобна на огромен магнит с два полюса - северния и южния полюс. Стрелката на компаса не е толкова силна, колкото много постоянни магнити, използвани днес. Но физическият процес, който магнетизира стрелките на компаса и парчетата от неодимова сплав, е почти същият. Става въпрос за микроскопични области, наречени магнитни домени, които са част от структурата на феромагнитни материали като желязо, кобалт и никел. Всеки домейн е малък отделен магнит със северен и южен полюс. В немагнетизираните феромагнитни материали всеки от северните полюси сочи в различна посока. Магнитните домейни, насочени в противоположни посоки, се компенсират взаимно, така че самият материал не произвежда магнитно поле.
При магнитите, от друга страна, почти всички или поне повечето от магнитните области сочат в една посока. Вместо да се отменят едно друго, микроскопичните магнитни полета се комбинират, за да създадат едно голямо магнитно поле. Колкото повече домейни сочат в една и съща посока, толкова по-силно е магнитното поле. Магнитното поле на всеки домейн се простира от северния до южния му полюс.
Това обяснява защо, ако счупите един магнит наполовина, ще получите два малки магнита със северен и южен полюс. Това също обяснява защо противоположните полюси се привличат - силови линии излизат от северния полюс на единия магнит и в южния полюс на другия, което кара металите да се привличат и създават един по-голям магнит. Отблъскването възниква по същия принцип - силовите линии се движат в противоположни посоки и в резултат на такъв сблъсък магнитите започват да се отблъскват.
Изработка на магнити
За да направите магнит, просто трябва да "насочите" магнитните домени на метала в една посока. За да направите това, трябва да магнетизирате самия метал. Нека отново разгледаме случая с игла: ако магнитът се движи постоянно в една посока по протежение на иглата, посоката на всичките му области (домейни) е подравнена. Можете обаче да подравните магнитните домейни по други начини, например:Поставете метала в силно магнитно поле в посока север-юг. -- Преместете магнита в посока север-юг, като постоянно го удряте с чук, подравнявайки магнитните му домени. -- Прекарайте електрически ток през магнита.
Учените предполагат, че два от тези методи обясняват как се образуват естествените магнити в природата. Други учени твърдят, че магнитната желязна руда става магнит само когато бъде ударена от мълния. Трети смятат, че желязната руда в природата се е превърнала в магнит по време на образуването на Земята и е оцеляла до днес.
Най-разпространеният метод за производство на магнити днес е процесът на поставяне на метал в магнитно поле. Магнитното поле се върти около даден обект и започва да подрежда всички негови домейни. В този момент обаче може да има забавяне в един от тези свързани процеси, което се нарича хистерезис. Може да отнеме няколко минути, за да накарате домейните да променят посоката си в една посока. Ето какво се случва по време на този процес: Магнитните региони започват да се въртят, подреждайки се по линията на магнитното поле север-юг.
Площите, които вече са ориентирани в посока север-юг, стават по-големи, докато околните площи стават по-малки. Домейн стените, границите между съседни домейни, постепенно се разширяват, което води до увеличаване на самия домейн. В много силно магнитно поле някои доменни стени изчезват напълно.
Оказва се, че силата на магнита зависи от количеството сила, използвана за промяна на посоката на домейните. Силата на магнитите зависи от това колко трудно е било да се подредят тези домейни. Материалите, които са трудни за магнетизиране, запазват своя магнетизъм за по-дълги периоди, докато материалите, които са лесни за магнетизиране, са склонни да се демагнетизират бързо.
Можете да намалите силата на магнита или да го демагнетизирате напълно, ако насочите магнитното поле в обратна посока. Можете също да демагнетизирате материал, ако го нагреете до точката на Кюри, т.е. температурната граница на фероелектричното състояние, при която материалът започва да губи своя магнетизъм. Високата температура демагнетизира материала и възбужда магнитните частици, нарушавайки равновесието на магнитните домени.
Транспортиране на магнити
Големи, мощни магнити се използват в много области на човешката дейност - от записване на данни до провеждане на ток през проводници. Но основната трудност при използването им на практика е как да транспортирате магнитите. По време на транспортиране магнитите могат да повредят други предмети или други предмети могат да ги повредят, което ги прави трудни или практически невъзможни за използване. Освен това магнитите постоянно привличат различни феромагнитни отпадъци, от които след това е много трудно и понякога опасно да се отървете.Ето защо по време на транспортирането много големи магнити се поставят в специални кутии или просто се транспортират феромагнитни материали, от които се правят магнити с помощта на специално оборудване. По същество такова оборудване е обикновен електромагнит.
Защо магнитите "залепват" един за друг?
Вероятно знаете от часовете си по физика, че когато електрически ток преминава през проводник, той създава магнитно поле. В постоянните магнити магнитното поле също се създава от движението на електрически заряд. Но магнитното поле в магнитите се образува не поради движението на тока през проводниците, а поради движението на електрони.
Много хора вярват, че електроните са малки частици, които обикалят около ядрото на атома, подобно на планетите, обикалящи около слънцето. Но както обясняват квантовите физици, движението на електроните е много по-сложно от това. Първо, електроните запълват черупкообразните орбитали на атома, където се държат както като частици, така и като вълни. Електроните имат заряд и маса и могат да се движат в различни посоки.
И въпреки че електроните на атома не се движат на големи разстояния, такова движение е достатъчно, за да създаде малко магнитно поле. И тъй като сдвоените електрони се движат в противоположни посоки, техните магнитни полета взаимно се компенсират. В атомите на феромагнитните елементи, напротив, електроните не са сдвоени и се движат в една посока. Например желязото има до четири несвързани електрона, които се движат в една посока. Тъй като нямат съпротивителни полета, тези електрони имат орбитален магнитен момент. Магнитният момент е вектор, който има своя собствена величина и посока.
В метали като желязото орбиталният магнитен момент кара съседните атоми да се подредят по силовите линии север-юг. Желязото, подобно на други феромагнитни материали, има кристална структура. Докато се охлаждат след процеса на леене, групи от атоми от паралелни въртящи се орбити се подреждат в кристалната структура. Така се формират магнитните домейни.
Може би сте забелязали, че материалите, които правят добрите магнити, също са способни сами да привличат магнити. Това се случва, защото магнитите привличат материали с несдвоени електрони, които се въртят в същата посока. С други думи, качеството, което превръща метала в магнит, също привлича метала към магнитите. Много други елементи са диамагнитни - те са направени от несдвоени атоми, които създават магнитно поле, което леко отблъсква магнит. Няколко материала изобщо не взаимодействат с магнитите.
Измерване на магнитно поле
Можете да измерите магнитното поле с помощта на специални инструменти, като флуксомер. Може да се опише по няколко начина: -- Линиите на магнитното поле се измерват във уебери (WB). В електромагнитните системи този поток се сравнява с тока.
Силата на полето или плътността на потока се измерва в тесла (T) или в единица гаус (G). Една тесла е равна на 10 000 гауса.
Напрегнатостта на полето може да бъде измерена и в уебери на квадратен метър. -- Големината на магнитното поле се измерва в ампери на метър или ерстеди.
Митове за магнита
По цял ден се занимаваме с магнити. Те са например в компютрите: твърдият диск записва цялата информация с помощта на магнит, а магнитите се използват и в много компютърни монитори. Магнитите също са неразделна част от телевизори с електроннолъчеви тръби, високоговорители, микрофони, генератори, трансформатори, електродвигатели, касети, компаси и автомобилни скоростомери. Магнитите имат невероятни свойства. Те могат да индуцират ток в проводниците и да накарат електрическия мотор да се върти. Достатъчно силно магнитно поле може да повдигне малки предмети или дори малки животни. Влаковете с магнитна левитация развиват висока скорост само благодарение на магнитния тласък. Според списание Wired, някои хора дори поставят малки неодимови магнити в пръстите си, за да открият електромагнитни полета.Устройствата за магнитно резонансно изображение, които работят с помощта на магнитно поле, позволяват на лекарите да изследват вътрешните органи на пациентите. Лекарите също използват електромагнитни импулсни полета, за да видят дали счупените кости заздравяват правилно след удар. Подобно електромагнитно поле се използва от астронавти, които са в нулева гравитация за дълго време, за да предотвратят разтягане на мускули и счупване на кости.
Магнитите се използват и във ветеринарната практика за лечение на животни. Например, кравите често страдат от травматичен ретикулоперикардит, сложно заболяване, което се развива при тези животни, които често поглъщат малки метални предмети заедно с храната си, която може да увреди стените на стомаха, белите дробове или сърцето на животното. Ето защо, често преди хранене на крави, опитни фермери използват магнит, за да почистят храната си от малки неядливи части. Но ако кравата вече е погълнала вредни метали, тогава магнитът й се дава заедно с храната. Дългите, тънки алнико магнити, наричани още „кравешки магнити“, привличат всички метали и ги предпазват от увреждане на стомаха на кравата. Такива магнити наистина помагат да се излекува болно животно, но все пак е по-добре да се гарантира, че в храната на кравата няма да попаднат вредни елементи. Що се отнася до хората, те са противопоказани да поглъщат магнити, тъй като след като попаднат в различни части на тялото, те все още ще бъдат привлечени, което може да доведе до блокиране на кръвния поток и разрушаване на меките тъкани. Следователно, когато човек погълне магнит, той се нуждае от операция.
Някои хора смятат, че магнитната терапия е бъдещето на медицината, тъй като е едно от най-простите, но ефективни лечения за много заболявания. Много хора вече са се убедили в действието на магнитното поле на практика. Магнитните гривни, колиета, възглавници и много други подобни продукти са по-добри от хапчетата при лечението на голямо разнообразие от заболявания - от артрит до рак. Някои лекари също смятат, че чаша магнетизирана вода като превантивна мярка може да премахне появата на повечето неприятни заболявания. В Америка около 500 милиона долара се харчат годишно за магнитна терапия, а хората по света харчат средно 5 милиарда долара за такова лечение.
Привържениците на магнитотерапията имат различни тълкувания за полезността на този метод на лечение. Някои казват, че магнитът е в състояние да привлече желязото, съдържащо се в хемоглобина в кръвта, като по този начин подобрява кръвообращението. Други твърдят, че магнитното поле по някакъв начин променя структурата на съседните клетки. Но в същото време научните изследвания не потвърждават, че използването на статични магнити може да облекчи човек от болка или да излекува заболяване.
Някои поддръжници също предполагат всички хора да използват магнити за пречистване на водата в домовете си. Както казват самите производители, големите магнити могат да пречистят твърдата вода, като премахнат всички вредни феромагнитни сплави от нея. Учените обаче казват, че не феромагнетиците правят водата твърда. Освен това две години използване на магнити на практика не показаха никакви промени в състава на водата.
Но въпреки че е малко вероятно магнитите да имат лечебен ефект, все пак си струва да ги изучаваме. Кой знае, може би в бъдеще ще открием полезните свойства на магнитите.
Магнитът съдържа милиони частици, които имат малка магнитна сила. Тези частици, подредени в определен ред, създават еднопосочна сила, която може да привлича или отблъсква определени метали, които са в обсега на магнит или магнитно поле.
Само няколко метала, като желязото, съдържат магнитни частици. В желязото тези частици могат лесно да бъдат подредени в желания ред, създавайки по този начин магнит. Ако го ударите с чук, "структурата" на магнитните частици ще бъде нарушена и желязото ще загуби своята магнитна сила, тоест ще се демагнетизира.
Частици вътре в железен магнит
Демагнетизирани частици
Ноктите, привлечени от магнит
Как работи магнитът за депо?
Мощни магнити, които могат да се включват и изключват, се използват в депата за пренасяне на тежки метални предмети. Тези магнити, наречени електромагнити, работят чрез електрически ток, протичащ през проводник, за да създадат магнитно поле. Това явление се нарича електромагнетизъм. Много машини, работещи във фабриките и в домовете ви, работят на същия принцип.
За да направите електромагнит, просто увийте електрически проводник около блок от лесно магнетизиращ се метал, като желязо. Когато преминава електрически ток, магнетизмът на металната пръчка и телта, увита около нея, се комбинират, създавайки мощно магнитно поле.
Така, когато операторът на магнит за депо иска да вземе парче метал от земята, той включва ток. След това операторът задвижва окачения гигантски магнит и премества товара. За да намали товара, операторът изключва тока и парче метал пада на земята.
Как работи електрическият мотор?
Ако намотка от тел се постави вътре в магнитно поле и през нея премине електрически ток, магнитното поле около намотката ще я привлече, карайки я да се върти. Въртеливото движение на телената намотка може да се предаде на машината, т.е. тя може да бъде стартирана. Такова устройство се нарича електродвигател. Електрическите двигатели се използват в много устройства, като например електрически вентилатор или миксер.
Рязкото увеличаване на външното магнитно поле - например по време на магнитна буря - има отрицателен ефект върху благосъстоянието. Но много по-лошо, както показват тестовете, е хроничният дефицит на магнитно поле.
Този синдром е изследван за първи път от японския учен Накагава. Основните му прояви са слабост, умора, намалена работоспособност, нарушения на съня, главоболие, болка в гръбначния стълб, патология на сърдечно-съдовата система, хипертония, храносмилателни разстройства, гинекологични дисфункции и др.
Така първите, след завръщането си на Земята, са диагностицирани с остеопороза. Веднага след като изкуствените магнитни полета започнаха да се използват в космоса, подобни явления практически изчезнаха.
Много история
Магнитите са били използвани за медицински цели в Китай още през 20 век пр.н.е. Авицена лекувал с магнит заболявания на черния дроб и далака. Парацелз използвал магнити при кървене и фрактури. Казват, че Клеопатра носела магнитна гривна, за да запази младостта си. Магнитната терапия е използвана и от личния лекар на кралица Елизабет I Уилям Гилбърт и известния лекар от 18 век Франц Месмер за лечение на хронична болка, колики, подагра и психични разстройства.
Модерен подход
В Русия магнитотерапевтичните методи на лечение са признати за медицински. Магнитната терапия днес е област от медицината, която използва влиянието на магнитното поле за лечение на заболявания. В лечебните заведения има много устройства с магнитни свойства. В зависимост от целите и задачите, човек е изложен на различни магнитни полета за терапевтични цели: постоянни, променливи, пулсиращи, въртящи се.
Обхват на приложения
Магнитното поле влияе върху процесите на инхибиране в гръбначния и главния мозък. Главоболието и депресията преминават, снабдяването на тъканите с кислород и функционирането на всички органи се подобрява.
Най-чувствителни към магнитното поле са кръвта, нервната и ендокринната система, сърцето и кръвоносните съдове. Магнитотерапията подобрява еластичността на кръвоносните съдове, увеличава скоростта на кръвния поток и разширява капилярната система. Има нормализиране на съня и благосъстоянието като цяло.
Магнитната терапия се използва за лечение на заболявания на опорно-двигателния апарат (по-специално артрит). Има по-бързо облекчаване на възпалителния и болков синдром, намаляване на отока и възстановяване на подвижността. Този метод също може да се използва. Магнитната терапия се използва активно за заздравяване на рани. Помага и при мигрена, главоболие, умора и депресия.
Масовия пазар
Магнитните бижута съчетават красота и здраве. Има постоянен терапевтичен ефект върху организма като цяло.
Има области на човешкото тяло, където действието на магнитите е най-ефективно - това са китките, врата и стъпалата.
Магнитно заредената структурирана вода също е популярна. Лекува тялото, премахва токсините,... Можете да го приготвите сами с помощта на магнитна пръчка.
Противопоказания
Самолечението с магнити може да предизвика негативни реакции в организма. Следете здравето си и не забравяйте да се консултирате с лекар, особено след като лечението с магнит не е подходящо за всички. В крайна сметка тялото на всеки човек е индивидуално.
Магнит
Магнитите, като играчките, залепени за хладилника ви у дома или подковите, които са ви показвали в училище, имат няколко необичайни характеристики. На първо място, магнитите се привличат от железни и стоманени предмети, като вратата на хладилника. Освен това имат стълбове.
Приближете два магнита един до друг. Южният полюс на единия магнит ще бъде привлечен от северния полюс на другия. Северният полюс на единия магнит отблъсква северния полюс на другия.
Магнитен и електрически ток
Магнитното поле се генерира от електрически ток, тоест от движещи се електрони. Електроните, движещи се около атомно ядро, носят отрицателен заряд. Насоченото движение на заряди от едно място на друго се нарича електрически ток. Електрическият ток създава около себе си магнитно поле.
Това поле със своите силови линии, като примка, покрива пътя на електрическия ток, като арка, която стои над пътя. Например, когато настолна лампа е включена и през медните жици тече ток, тоест електроните в жицата скачат от атом на атом и около жицата се създава слабо магнитно поле. В далекопроводите за високо напрежение токът е много по-силен, отколкото в настолната лампа, така че около проводниците на такива линии се образува много силно магнитно поле. Така електричеството и магнетизмът са двете страни на една и съща монета - електромагнетизъм.
Свързани материали:
Защо има дъга?
Движение на електрони и магнитно поле
Движението на електрони във всеки атом създава малко магнитно поле около него. Електрон, който се движи по орбита, образува подобно на вихър магнитно поле. Но по-голямата част от магнитното поле се създава не от движението на електрона в орбита около ядрото, а от движението на атома около неговата ос, така нареченото въртене на електрона. Спинът характеризира въртенето на електрона около ос, подобно на движението на планета около оста си.
Защо материалите са магнитни и не са магнитни
В повечето материали, като например пластмасите, магнитните полета на отделните атоми са произволно ориентирани и взаимно се компенсират. Но в материали като желязото атомите могат да бъдат ориентирани така, че техните магнитни полета да се сумират, така че парче стомана да се магнетизира. Атомите в материалите са свързани в групи, наречени магнитни домейни. Магнитните полета на един отделен домен са ориентирани в една посока. Тоест всеки домейн е малък магнит.
