Što je Imaging?



magnetiziranja, također nazvana magnetizacija ili magnetska polarizacija, je gustoća magnetskih dipolnih trenutaka koji su inducirani u magnetskom materijalu kada su postavljeni u blizini magneta.

Magnetski učinci materijala također se mogu inducirati prolaskom električne struje kroz materijal.

Magnetski učinak uzrokuje kretanje elektrona u atomima, ili spin elektrona ili jezgre (Magnetizacija i magnetski intenzitet, 2016)..

Iz jednostavnog stajališta, to je pretvorba materijala (obično željeza) u magnet. Naziv magnetizacija proizlazi iz francuske riječi aimantation što se prevodi kao magnet.

Kada se postavi u nehomogeno polje, tvar se privlači ili odbija u smjeru gradijenta polja. To svojstvo opisuje magnetna susceptibilnost tvari i ovisi o stupnju magnetizacije tvari u polju.

Magnetizacija ovisi o veličini dipolnih trenutaka atoma u tvari i stupnju u kojem su dipolni momenti međusobno usklađeni.

Određeni materijali, kao što je željezo, pokazuju vrlo jaka magnetska svojstva, zbog poravnanja magnetskih trenutaka njihovih atoma unutar određenih malih područja nazvanih domene.

Pod normalnim uvjetima, različite domene imaju polja koja se međusobno poništavaju, ali se također mogu poravnati kako bi se proizvela iznimno velika magnetska polja.

Nekoliko legura, kao što je NdFeB (legura neodimija, željeza i bora), drže svoje domene poravnate i koriste se za izradu trajnih magneta..

Snažno magnetsko polje proizvedeno tipičnim magnetom debljine tri milimetra ovog materijala može se usporediti s elektromagnetom izrađenim od bakrene petlje koja nosi struju od nekoliko tisuća ampera. Za usporedbu, struja u tipičnoj žarulji je 0,5 ampera.

Budući da poravnanje domena materijala stvara magnet, dezorganizacija uređenog poravnanja uništava magnetska svojstva materijala.

Toplinsko miješanje koje nastaje zagrijavanjem magneta na visokoj temperaturi uništava njegova magnetska svojstva (Edwin Kashy, 2017).

Definicija i karakteristike magnetizacije

Magnetizacija ili magnetizacija M dielektrika definirana je:

Gdje je N broj magnetskih dipola po jedinici volumena i μ je dipolni magnetski moment po dipolu (Griffiths, 1998). Magnetizacija se također može napisati kao:

Gdje je β magnetizabilnost.

Učinak magnetizacije je inducirati udružene gustoće struje unutar materijala

I površinska struja spojena je na njenu površinu

Gdje je jedinica koja pokazuje prema van normalno (Weisstein, 2007).

Zašto neki materijali mogu biti magnetizirani, dok drugi ne mogu?

Magnetska svojstva materijala povezana su s sparivanjem spinova u njihovim atomima ili molekulama. To je fenomen kvantne mehanike.

Elementi kao što su nikal, željezo, kobalt i neke rijetke zemlje (dysprosium, gadolinium) pokazuju jedinstveno magnetsko ponašanje koje se naziva feromagnetizam, a željezo je najčešći i najdramatičniji primjer.

Ti feromagnetski materijali predstavljaju fenomen dalekosežnog uređenja na atomskoj razini koji uzrokuje da se spinovi nesparenih elektrona poravnaju paralelno jedan s drugim u području koje se zove domena.

Unutar domene, magnetsko polje je intenzivno, ali u skupnom uzorku, materijal neće normalno magnetizirati jer će mnoge domene biti nasumično orijentirane s obzirom na druge..

Feromagnetizam se očituje u činjenici da malo magnetsko polje nametnuto izvana, recimo iz solenoida, može uzrokovati poravnanje magnetskih domena i reći da je materijal magnetiziran.

Magnetsko pogonsko polje će se tada povećati velikim faktorom koji je normalno izražen kao relativna propusnost za materijal. Postoje mnoge praktične primjene feromagnetnih materijala, kao što je elektromagnet (Ferromagnetizam, S.F.).

Od 1950., a osobito od 1960. godine, otkriveno je da su nekoliko ionski vezanih spojeva feromagnetski, od kojih su neki električni izolatori. Drugi imaju provodljivost veličine tipične za poluvodiče.

Iznad Curie točke (koja se naziva i Curieova temperatura), spontana magnetizacija feromagnetskog materijala nestaje i postaje paramagnetski (tj. Ostaje slabo magnetska).

To se događa zato što je toplinska energija dovoljna da prevlada sile unutarnjeg poravnanja materijala.

Curie temperature za neke važne feromagnetske materijale su: željezo, 1043 K; Kobalt, 1394 K; Nickel, 631 K; I gadolinij, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Materijali koji nemaju magnetska svojstva nazivaju se diamagnetski. To je zato što pokazuju sparivanje spina u svojim orbitalnim orbitalama molekularne orbite.

Načini magnetiziranja materijala

1. Utrljajte metal s jakim magnetom

  1. Prikupite potrebne materijale. Za magnetiziranje metala ovom metodom potreban vam je samo snažan magnet i komad metala s poznatim sadržajem željeza. Metali bez željeza neće biti magnetski.
  2. Prepoznajte Sjeverni pol magneta. Svaki magnet ima dva pola, sjeverni i južni pol. Sjeverni pol je negativna strana, dok je južni pol pozitivna strana. Neki magneti imaju polove označene izravno na njima.
  3. Utrljajte sjeverni pol od središta metala do kraja. S čvrstim pritiskom brzo pokrenite magnet kroz komad metala. Čin trljanja magneta kroz metal pomaže da se atomi željeza poravnaju u jednom smjeru. Ponavljano glađenje metala daje atomima više mogućnosti da se postroje.
  4. Testirajte magnetizam. Dodirnite metal uz hrpu isječaka ili ga pokušajte zalijepiti u hladnjak. Ako se štipaljke zalijepe ili ostanu u hladnjaku, metal je dovoljno magnetiziran. Ako metal ne magnetizira, nastavite trljati magnet u istom smjeru kroz metal.
  5. Nastavite trljati magnet protiv objekta kako biste povećali magnetizam. Svakako trljajte magnet u istom smjeru. Nakon deset udaraca, ponovno provjerite magnetizam. Ponovite postupak dok magnet ne bude dovoljno jak da podigne spone. Ako je utrljate u suprotnom smjeru sa Sjevernim polom, to će stvarno demagnetizirati metal (Kako magnetizirati metal, S.F.).

2 - Stvorite elektromagnet

  1. Da biste napravili elektromagnet, trebat će vam izolirana bakrena žica, komad metala s poznatim sadržajem željeza, 12-voltna baterija (ili drugi izvor istosmjerne struje), separatori žice i električni rezači i izolacijska traka..
  2. Omotajte izoliranu žicu oko metala. Uzmi žicu i ostavi rep oko inča, umotaj žicu oko metala nekoliko desetaka puta. Što se više zavojnica omotava, magnet će biti jači. Ostavite i rep na drugom kraju žice.
  3. Uklonite krajeve bakrene žice. Pomoću rezača žice uklonite najmanje to inča do ½ inča s oba kraja žice. Bakar mora biti izložen tako da može doći u dodir s napajanjem i osigurati struju sustavu.
  4. Spojite kabele na bateriju. Uzmite goli kraj žice i omotajte ga oko negativnog pola baterije. Pomoću električnog vrpce pričvrstite ga na mjesto i provjerite da li metalna žica dodiruje žicu za priključak. Drugim kabelom omotajte ga i osigurajte oko pozitivnog pola baterije.
  5. Testirajte magnetizam. Kada je baterija ispravno spojena, ona će osigurati električnu struju koja uzrokuje da se atomi željeza postroje stvarajući magnetske polove. To dovodi do metala koji je magnetiziran. Dodirnite metal uz neke isječke i provjerite možete li ih pokupiti (Ludic Science, 2015).

reference

  1. Edwin Kashy, S. B. (25. siječnja 2017.). magnetizam. Oporavio se od britannica.com.
  2. Encyclopædia Britannica. (2014., 2. ožujka). feromagnetizma. Oporavio se od britannica.com.
  3. feromagnetizma. (S.F.). Preuzeto s hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
  4. Griffiths, D. J. (1998). Uvod u elektrodinamiku, treće izdanje ... Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
  5. Kako magnetizirati metal. (S.F.). Preuzeto s wikihow.com.
  6. Ludic Science. (2015., 8. svibnja). Magnetizacija električnom energijom. Oporavljen od youtube.
  7. Magnetizacija i magnetski intenzitet. (2016., 6. listopada). Preuzeto s byjus.com.
  8. Weisstein, E.W. (2007). magnetizacija. Preuzeto sa scienceworld.wolfram.com.