Περιεχόμενο
Οι μαγνήτες αποτελούν μέρος της καθημερινότητάς μας με διάφορους τρόπους. Αν και οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται πιθανώς τους λαμπερούς μαγνήτες που είναι προσαρτημένοι στο ψυγείο τους, οι μαγνήτες έρχονται σε πολύ μεγαλύτερη ποικιλία από αυτό. Οι μαγνήτες χρησιμοποιούνται στην επιστήμη, τη βιομηχανία και την καθημερινή ζωή. Μερικοί είναι φυσικά σχηματισμένοι, μερικοί είναι κατασκευασμένοι από τον άνθρωπο. ορισμένοι είναι μόνιμοι και άλλοι είναι προσωρινοί.
Τύποι
Οι φυσικοί μαγνήτες βρίσκονται σε ένα πλούσιο σε σίδηρο ορυκτό που ονομάζεται μαγνητίτης. Η ίδια η Γη είναι μαγνήτης. Οι περισσότεροι μαγνήτες που χρησιμοποιούνται σήμερα, ωστόσο, είναι κατασκευασμένοι από τον άνθρωπο και δημιουργούνται με την επεξεργασία ορισμένων μεταλλικών κραμάτων, έτσι ώστε τα τέλη ευθυγραμμίζονται. Οι ανθρωπογενείς μαγνήτες μπορούν να είναι προσωρινές ή μόνιμες. Οι προσωρινοί μαγνήτες μπορούν να κατασκευαστούν με το τρίψιμο ενός μαγνητικού μετάλλου, όπως του σιδήρου, ή με τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσω των πηνίων ενός ηλεκτρομαγνήτη.
Ιστορία
Οι πρώτοι μαγνήτες ήταν κομμάτια μαγνητίτη που βρέθηκαν από τυχόν τυχαία συμβάντα. Μικρά κομμάτια σιδήρου και μαγνητίτη χρησιμοποιήθηκαν για βασικές πυξίδες από Κινέζους ναύτες πριν από περισσότερα από 1.000 χρόνια. Οι σύγχρονες μελέτες μαγνητισμού ξεκίνησαν με το έργο του William Gilbert στις αρχές του 1600, όταν διαπίστωσε ότι η Γη παρουσίαζε μαγνητισμό και ότι ο μαγνητισμός μπορούσε να αλλάξει με εξωτερικές διαδικασίες.
Λειτουργία
Όλοι οι μαγνήτες λειτουργούν στις ίδιες βασικές φυσικές αρχές. Σε ένα μαγνήτη, τα άτομα του μετάλλου είναι διατεταγμένα σε ομάδες που ονομάζονται πεδία, στα οποία οι ατομικές ευθυγραμμίσεις προκαλούν τις μικροσκοπικές περιοχές να γίνουν μαγνήτες σε αυτή την κλίμακα. Οι ίδιοι οι τομείς ευθυγραμμίζονται για να δημιουργήσουν το μεγαλύτερο μαγνήτη. Η εφαρμογή θερμότητας στο μαγνητικό υλικό προκαλεί τη σταθερότητα των ευθυγραμμίσεων, καθιστώντας έναν μόνιμο μαγνήτη.
Μέγεθος και αντοχή
Οι μαγνήτες ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό από το μέγεθος, από τους μικροσκοπικούς μαγνήτες που χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρονική και την κατασκευή έως τους γιγαντιαίους μαγνήτες που χρησιμοποιούνται για τον πειραματισμό με κυκλότρον στη φυσική. Η δύναμη αυτών των μαγνητών μπορεί επίσης να ποικίλει σημαντικά. Ένας μαγνήτης όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται για να κολλήσουν στα ψυγεία έχει τυπικά μια δύναμη περίπου ενός δεκάτου μιας tesla, της μονάδας μαγνητικής επαγωγής. Ο ισχυρότερος μαγνήτης που καταγράφηκε, ένας ηλεκτρομαγνήτης που κατασκευάστηκε στο Τμήμα Εμπειρογνωμόνων της Energys Berkeley Lab το 2001, είχε ισχύ 14,7 tesla και χρησιμοποιήθηκε για να λυγίσει τις διαδρομές των ατομικών σωματιδίων υψηλής ταχύτητας.
Οφέλη
Μία από τις βασικές πρακτικές χρήσεις των μαγνητών είναι στην παραγωγή ηλεκτρισμού. Ακριβώς όπως η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να δημιουργήσει μαγνητισμό σε έναν ηλεκτρομαγνήτη, η κίνηση των μαγνητών σε μια γεννήτρια μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Οι μαγνήτες χρησιμοποιούνται επίσης για ορισμένα τρένα μεγάλης ταχύτητας, υπολογιστές, τηλέφωνα, εργοστασιακές μηχανές και πυξίδες.