Περιεχόμενο
Οι μαγνήτες υπήρξαν ένα από τα πιο χρήσιμα υλικά που ανακαλύφθηκαν και αποτέλεσαν την πηγή για πολλά θαύματα και ψυχαγωγία. Από την ανακάλυψή τους πριν από χιλιάδες χρόνια, οι άνθρωποι βρήκαν χρήσεις για μαγνήτες σε όλους τους τύπους εξοπλισμού. Από τις πυξίδες στις πόρτες του καταψύκτη, οι περισσότεροι άνθρωποι συναντούν μαγνήτες σε καθημερινή βάση, αλλά πολλοί δεν καταλαβαίνουν πλήρως πώς λειτουργούν.
Σιδηρούχο υλικό
Το σιδηρούχο μέταλλο ορίζεται ως οποιοδήποτε μέταλλο που περιέχει σίδηρο. Τα σιδηρούχα μέταλλα είναι πολύ κοινά λόγω της μεγάλης χρήσης σιδήρου στα περισσότερα κράματα μετάλλων. Τα σιδηρούχα μέταλλα περιέχουν αρκετά μεγάλη περιεκτικότητα σε σίδηρο για να δημιουργήσουν αρκετούς τομείς για ένα μαγνητικό πεδίο που να δρα και να προσελκύει. Τα σιδηρούχα υλικά είναι τα μόνα αντικείμενα που προσελκύονται σωματικά από μαγνητικά πεδία.
Τομείς
Οι τομείς είναι ο πρωταρχικός λόγος που οι μαγνήτες λειτουργούν μόνο με σιδηρούχο υλικό. Τα πεδία είναι τα μικρά μεμονωμένα μαγνητικά πεδία που περιβάλλουν μια συστάδα μορίων σιδήρου. Κάθε τομέας έχει τη δική του μεμονωμένη πολική ευθυγράμμιση και κάθε πολική γραμμή τομέων μπορεί να αντιμετωπίσει σε διαφορετικές κατευθύνσεις από τα υπόλοιπα μόρια που την περιβάλλουν. Η κωδικοποιημένη σειρά αυτών των τομέων είναι ο λόγος που ο σίδηρος, από μόνο του, δεν είναι μαγνητικός αλλά μπορεί να ενεργήσει από άλλους μαγνήτες. Οι τομείς βρίσκονται φυσικά σε σιδηρούχα μέταλλα και μπορούν να δημιουργηθούν προσωρινά από ένα ρεύμα που ρέει.
Πώς λειτουργούν
Τα μαγνητικά πεδία δημιουργούνται όταν το πλήθος των μεμονωμένων τομέων ευθυγραμμίζεται μέσω εξωτερικών δυνάμεων. Οι τομείς μπορούν να ευθυγραμμιστούν με έκθεση σε ηλεκτρικό ρεύμα ή ακόμα και φυσική κίνηση έναντι άλλου μαγνητισμένου αντικειμένου. Τα σιδηρούχα αντικείμενα προσελκύονται από μαγνητικά πεδία όταν οι επιμέρους τομείς ευθυγραμμίζονται με τα ηλεκτρικά πεδία. Είναι δυνατό να μαγνητίσετε τα περισσότερα σιδηρούχα αντικείμενα απλά τρίβοντάς τα με έναν μαγνήτη επανειλημμένα. Μόλις οι περιοχές του μορίου σιδήρου ευθυγραμμιστούν και αντιμετωπίσουν την ίδια πολική κατεύθυνση, η ένωση τους δημιουργεί ένα δικό του μαγνητικό πεδίο που μπορεί να δράσει σε άλλο σιδηρούχο υλικό.
Φυσικοί μαγνήτες
Φυσικοί μαγνήτες είναι αυτό που οδήγησε στην αρχική ανακάλυψη των μαγνητών. Ο μαγνητίτης είναι ένα από τα πιο κοινά μέταλλα που θεωρείται φυσικός μαγνήτης. Ο μαγνητίτης είναι ένα μέταλλο του οποίου η ατομική κατασκευή μαγνητίζεται εύκολα απλώς σε επαφή με άλλα μεταλλικά αντικείμενα. Οι Βίκινγκ και οι Κινέζοι χρησιμοποίησαν μαγνητίτη στις πρώτες πυξίδες.
Ηλεκτρο μαγνήτες
Οι ηλεκτρομαγνήτες δημιουργούνται με τη λειτουργία ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ενός αγώγιμου μετάλλου. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα προκαλεί την ταχεία κίνηση των ηλεκτρονίων, η οποία δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία μπορούν να δημιουργηθούν με το χειρισμό ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσω οποιουδήποτε μετάλλου, συμπεριλαμβανομένων μη σιδηρούχων αγώγιμων μετάλλων.