Šta znači magnet? Enciklopedija magnetizma – Šta je magnetizam

Gdje su nalazišta magnetita otkrivena u antičko doba.

Najjednostavniji i najmanji magnet se može smatrati elektronom. Magnetska svojstva svih drugih magneta su posljedica magnetnih momenata elektrona unutar njih. Sa stanovišta kvantne teorije polja, elektromagnetsku interakciju nosi bozon bez mase - foton (čestica koja se može predstaviti kao kvantna pobuda elektromagnetnog polja).

Weber- magnetni tok, kada se smanji na nulu, količina električne energije od 1 kulona prolazi kroz strujni krug koji je na njega povezan s otporom od 1 ohma.

Henry- međunarodna jedinica za induktivnost i međusobnu indukciju. Ako vodič ima induktivnost od 1 H i struja u njemu varira jednoliko za 1 A u sekundi, tada se na njegovim krajevima indukuje emf od 1 volta. 1 henry = 1,00052 10 9 apsolutne elektromagnetne jedinice induktivnosti.

Tesla- jedinica mjere indukcije magnetskog polja u SI, numerički jednaka indukciji takvog jednolikog magnetskog polja u kojem sila od 1 njutna djeluje na 1 metar dužine pravog vodiča okomitog na vektor magnetske indukcije sa strujom od 1 amper.

Upotreba magneta

• Magnetni mediji za skladištenje: VHS kasete sadrže kolutove magnetne trake. Video i audio informacije su kodirane na magnetskom premazu na traci. Takođe, na kompjuterskim disketama i čvrstim diskovima podaci se snimaju na tankom magnetnom premazu. Međutim, mediji za skladištenje nisu magneti u strogom smislu, jer ne privlače predmete. Magneti u tvrdim diskovima se koriste u pogonskim i pozicionirnim motorima.
• Kreditne, debitne i bankomat kartice imaju magnetnu traku na jednoj strani. Ovaj opseg kodira informacije potrebne za povezivanje sa finansijskom institucijom i povezivanje sa njihovim računima.
• Konvencionalni televizori i kompjuterski monitori: TV i kompjuterski monitori koji sadrže katodnu cijev koriste elektromagnet za kontrolu snopa elektrona i formiranje slike na ekranu. Plazma paneli i LCD displeji koriste različite tehnologije.
• Zvučnici i mikrofoni: Većina zvučnika koristi trajni magnet i strujni kalem za pretvaranje električne energije (signala) u mehaničku energiju (pokret koji stvara zvuk). Namotaj je namotan na zavojnicu, pričvršćen za difuzor, a kroz njega teče naizmjenična struja koja je u interakciji s poljem stalnog magneta.
• Još jedan primjer upotrebe magneta u audio inženjeringu je u glavi elektrofona i kasetofonima kao ekonomična glava za brisanje.

Magnetski separator teških minerala

• Elektromotori i generatori: Neki elektromotori (kao i zvučnici) oslanjaju se na kombinaciju elektromagneta i trajnog magneta. Oni pretvaraju električnu energiju u mehaničku energiju. Generator, s druge strane, pretvara mehaničku energiju u električnu energiju pomicanjem provodnika kroz magnetsko polje.
• Transformatori: Uređaji koji prenose električnu energiju između dva namotaja žice koja su električno izolirana, ali magnetski povezana.
• Magneti se koriste u polarizovanim relejima. Takvi uređaji pamte svoje stanje kada se napajanje isključi.
• Kompasi: Kompas (ili morski kompas) je magnetizirani pokazivač koji se može slobodno rotirati i poravnati se sa smjerom magnetnog polja, najčešće Zemljinog magnetnog polja.
• Umjetnost: Vinilne magnetne ploče mogu se pričvrstiti na slike, fotografije i druge ukrasne predmete, omogućavajući im pričvršćivanje na frižidere i druge metalne površine.

Magneti se često koriste u igračkama. M-TIC koristi magnetne šipke povezane s metalnim sferama

Magneti rijetkih zemalja u obliku jajeta koji se međusobno privlače

• Igračke: S obzirom na njihovu sposobnost da se odupru gravitaciji na blizinu, magneti se često koriste u dječjim igračkama sa zabavnim efektima.
• Magneti se mogu koristiti za izradu nakita. Ogrlice i narukvice mogu imati magnetnu kopču ili mogu biti u potpunosti napravljene od niza povezanih magneta i crnih perli.
• Magneti mogu pokupiti magnetne predmete (gvozdene eksere, spajalice, kvačice, spajalice) koji su ili premali, teško dostupni ili pretanki za rukovanje prstima. Neki odvijači su posebno magnetizirani za tu svrhu.
• Magneti se mogu koristiti u preradi starog metala za odvajanje magnetnih metala (gvožđe, čelik i nikal) od nemagnetnih (aluminijum, legure obojenih metala, itd.). Ista ideja se može koristiti u onome što se zove "magnetni test", u kojem se karoserija automobila ispituje magnetom kako bi se identificirala područja popravljena pomoću fiberglasa ili plastičnog kita.
• Maglev: Magnetski lebdeći voz pokretan i kontrolisan magnetnim silama. Takav voz, za razliku od tradicionalnih vozova, ne dodiruje površinu šine tokom kretanja. Budući da između voza i pokretne površine postoji razmak, trenje je eliminirano, a jedina sila kočenja je sila aerodinamičkog otpora.
• Magneti se koriste u bravama za vrata namještaja.
• Ako se magneti stavljaju u spužve, onda se ovi spužvi mogu koristiti za pranje tankih listova nemagnetnih materijala s obje strane odjednom, pri čemu je jedna strana teško dostupna. To može biti, na primjer, staklo akvarija ili balkona.
• Magneti se koriste za prijenos obrtnog momenta “kroz” zid, koji može biti, na primjer, zatvorena posuda elektromotora. Ovako je dizajnirana DDR igračka „Podmornica“. Na isti način, u mjeračima protoka vode u domaćinstvu, rotacija se prenosi sa lopatica senzora na jedinicu za brojanje.
• Magneti zajedno sa reed prekidačem se koriste u posebnim senzorima položaja. Na primjer, u senzorima vrata frižidera i sigurnosnim alarmima.
• Magneti zajedno sa Hall senzorom se koriste za određivanje ugaone pozicije ili ugaone brzine osovine.
• Magneti se koriste u iskrištima kako bi se ubrzalo gašenje luka.
• Magneti se koriste za ispitivanje bez razaranja metodom magnetnih čestica (MPC)
• Magneti se koriste za skretanje snopa radioaktivnog i jonizujućeg zračenja, kao na primjer u nadzornim kamerama.
• Magneti se koriste za indikaciju instrumenata sa skretnom iglom, kao što je ampermetar. Takvi uređaji su vrlo osjetljivi i linearni.
• Magneti se koriste u mikrotalasnim ventilima i cirkulatorima.
• Magneti se koriste kao dio sistema otklona katodnih cijevi za podešavanje putanje elektronskog snopa.
• Prije otkrića zakona održanja energije, bilo je mnogo pokušaja da se magneti koriste za izgradnju „perpetual motorja“. Ljude je privukla naizgled neiscrpna energija magnetnog polja trajnih magneta, koji su poznati već jako dugo. Ali radni model nikada nije napravljen.
• Magneti se koriste u dizajnu beskontaktnih kočnica koji se sastoje od dvije ploče, jedna je magnet, a druga je izrađena od aluminija. Jedan od njih je čvrsto pričvršćen za okvir, drugi se rotira s osovinom. Kočenje se kontroliše razmakom između njih.

Magnetne igračke

• Uberorbs
• Magnetski konstruktor
• Magnetna tabla za crtanje
• Magnetna slova i brojevi
• Magnetne dame i šah

Pitanja medicine i sigurnosti

Zbog činjenice da ljudsko tkivo ima veoma nizak nivo osetljivosti na statična magnetna polja, ne postoje naučni dokazi o njegovoj efikasnosti za upotrebu u lečenju bilo koje bolesti. Iz istog razloga, ne postoje naučni dokazi o riziku po ljudsko zdravlje povezanom s izlaganjem ovom polju. Međutim, ako se feromagnetno strano tijelo nalazi u ljudskom tkivu, magnetsko polje će stupiti u interakciju s njim, što može predstavljati ozbiljnu opasnost.

Magnetizacija

Demagnetizacija

Ponekad magnetizacija materijala postaje nepoželjna i postaje neophodno njihovo demagnetiziranje. Demagnetizacija materijala se postiže na različite načine:

• zagrijavanje magneta iznad Curie temperature uvijek dovodi do demagnetizacije;
• postavite magnet u naizmjenično magnetsko polje koje premašuje prisilnu silu materijala, a zatim postupno smanjite učinak magnetskog polja ili uklonite magnet iz njega.

Posljednja metoda se koristi u industriji za demagnetizaciju alata, tvrdih diskova, brisanje informacija na magnetnim karticama itd.

Djelomična demagnetizacija materijala nastaje kao posljedica udara, jer oštar mehanički udar dovodi do poremećaja domena.

Bilješke

Književnost

• Savelyev I. V. Kurs opšte fizike. - M.: Nauka, 1998. - T. 3. - 336 str. - ISBN 9785020150003

vidi takođe

	Portal "fizika"
	Magnet u Vikirječniku
	u Wikisource

Tekst rada je objavljen bez slika i formula.
Puna verzija rada dostupna je na kartici "Radni fajlovi" u PDF formatu

Uvod

Moje omiljene igre su različite vrste konstrukcionih setova. Za rođendan u 1. razredu dobio sam magnetni konstrukcioni set. Moj mlađi brat Nikita i ja zaista uživamo u tome. Jednog dana smo gradili dvorce i za to koristili konstrukcioni set i razne predmete i odjednom sam vidio da je Nikita uznemiren jer novčić kojim je ukrasio kupolu nije magnetski i padao je. Pitao sam se zašto se to dešava. Nekada sam mislio da magnet privlači sve metalno. Mama mi je predložila da detaljnije proučim ovo pitanje. Tako se pojavila tema našeg istraživačkog rada.

Target naš rad: identificirati osnovna svojstva magneta.

Zadaci:

Mi smo iznijeli sljedeće hipoteza:

Ako poznajemo svojstva magneta, proširit će se opseg njegove primjene.

Predmet proučavanja: magnet.

Predmet studija: svojstva magneta.

Metode: teorijski, eksperimentalni.

Praktični značaj: Ovaj rad se može koristiti za objašnjenje svojstava magneta; praktično napravljene igre mogu se koristiti za razvoj pažnje, mašte, razmišljanja i finih motoričkih sposobnosti.

Relevantnost Odabrana tema je da smo u procesu eksperimentiranja naučili neke karakteristike svijeta oko nas. Dobivene informacije mogu mi biti korisne u budućnosti u dizajnu, kada studiramo fiziku u srednjoj školi, koristimo proizvedene igrice za zabavu.

1. Teorijski dio.

1.1. Šta je "magnet"?

Riječ "magnet" svima je poznata od djetinjstva. Navikli smo na magnete i ponekad nismo ni svjesni koliko magneta ima oko nas. U našim stanovima ima na desetine magneta: u zvučnicima, magnetofonima, u satovima, u plastičnim karticama. I mi sami smo magneti: biostruje koje teku u nama stvaraju bizarni obrazac magnetnih linija sile oko nas. Zemlja na kojoj živimo je džinovski magnet.

Magnet je tijelo koje ima magnetno polje. Magnetna sila - sila kojom se objekti privlače prema magnetu. U prirodi se magneti nalaze u obliku komada kamena - magnetne željezne rude (magnetita). Može privući drugo slično kamenje sebi. Na mnogim jezicima svijeta riječ "magnet" jednostavno znači "ljubav" - to se kaže o njegovoj sposobnosti da privuče sebi.

Magneti mogu biti prirodni ili umjetni. Prirodni magneti se izrađuju od komada magnetne željezne rude. Umjetni magneti se mogu dobiti trljanjem komada magnetske željezne rude u jednom smjeru o željezne šipke ili jednostavno postavljanjem nemagnetiziranog uzorka na trajni magnet. Zanimljivo je da se ovom metodom mogu proizvesti umjetni magneti koji su mnogo jači od originalnih. Tijela koja dugo zadržavaju magnetizaciju nazivaju se trajni magneti.

Najzanimljivije činjenice o magnetima:

Prema naučnicima, ptice su jedina stvorenja na svijetu koja mogu vidjeti i osjetiti Zemljina magnetna polja. Upravo ta sposobnost im pomaže da ne izgube put kada traže dom na velikim udaljenostima leta.

Zemlja je džinovski magnet koji drži sve oko sebe i stvara silu gravitacije. Igle kompasa su orijentisane prema Zemljinom magnetnom polju.

U novembru 1954. John Wheatley je dobio patent za ideju korištenja magneta za držanje lakih predmeta kao što su bilješke, bilješke, papir na frižiderima i drugim metalnim površinama.

Ideju o korištenju magneta za hladnjak prvi je izmislio William Zimmerman ranih 1970-ih. William Zimmerman dobio je patent za male magnete u boji iz crtanih filmova koji se mogu koristiti i za praktičnost i kao ukrasni elementi.

sada poznati hobi “sakupljanje magneta” je dijelom kreacija svakodnevnih pragmatičara. Magneti su u početku stekli popularnost jer su se koristili za sakrivanje ogrebotina i nedostataka na kućanskim aparatima, kao i za pričvršćivanje raznih napomena i podsjetnika.

Prema istraživanju ROMIR Monitoringa sprovedenom 2007. godine, 86% ispitanika na ovaj ili onaj način ukrašava svoj frižider. Od toga, 78% ima neku kolekciju magneta.

Svjetski rekord po broju magneta za frižidere pripada Louise Greenfarb, koja živi u Hendersonu, Nevada, SAD. Danas Louise u svojoj kolekciji ima više od 40.000 magneta. Louise sebe naziva "magnetnom damom".

postoji Guinnessov muzej u Hollywoodu koji prikazuje preko 7.000 magneta (dio kolekcije Louise Greenfarb).

1. 1.2. Istorija otkrića i proučavanja magneta.

Postoji jedan stara legenda o magnetu, govori o pastiru po imenu Magnus. Jednom je otkrio da su željezni vrh njegovog štapa i nokti njegovih čizama privučeni crnim kamenom. Ovaj kamen je počeo da se naziva „Magnusov kamen“ ili jednostavno „magnet“, prema nazivu područja gde se vadila željezna ruda (brda Magnezije u Maloj Aziji). Tako je mnogo vekova pre nove ere bilo poznato da neke stene imaju svojstvo da privlače komade gvožđa.

U stvari, prije više od dvije hiljade godina, stari Grci su saznali za postojanje magnetita, minerala koji je u stanju da privuče željezo. Magnetit je dobio ime po drevnom turskom gradu Magneziji, gdje su stari Grci pronašli ovaj mineral. Sada se ovaj grad zove Maniza, a magnetno kamenje se još uvijek nalazi tamo. Komadi pronađenog kamenja nazivaju se magneti ili prirodni magneti. Vremenom su ljudi naučili da sami prave magnete magnetizirajući komade željeza.

U Rusiji je magnetna ruda pronađena na Uralu. Prije više od 300 godina, lokalni lovci su bili iznenađeni što su potkove privučene u zemlju i smatrali su ovo mjesto prokletim. A 1720. godine počelo je vađenje željezne rude sa planine Magnit.

Magnet je tijelo sposobno da privuče željezo, čelik, nikal i neke druge metale.

Reč "magnet" dolazi od imena provincije Magnezije (u Grčkoj), čiji su stanovnici nazivani magneti. To je ono što je Tit Lukrecije Kar tvrdio u svojoj pesmi „O prirodi stvari“. Prije naše ere, Pitagora, Hipokrat, Platon, Epikur, Aristotel i Lukrecije pisali su o magnetima na ovaj ili onaj način.

Godine 1269. Pierre Peregrine iz Maricourt-a napisao je knjigu "Pisma o magnetu", u kojoj je prikupio mnogo podataka o magnetu koji su se nakupili prije njega i koje je on lično otkrio. Peregrine prvi put govori o polovima magneta, o privlačenju različitih polova i odbijanju sličnih, o proizvodnji veštačkih magneta trljanjem gvožđa prirodnim magnetom, o prodoru magnetnih sila kroz staklo i vodu, o kompasu.

Godine 1600. objavljena je knjiga "O magnetu, magnetnim tijelima i velikom magnetu - Zemlji". Nova fiziologija, dokazana mnogim argumentima i eksperimentima” engleskog ljekara Williama Gilberta iz Colchestera. Gilbert je otkrio da kada se magnet zagrije iznad određene temperature, njegova magnetska svojstva nestaju, a kada se komad željeza približi jednom polu magneta, drugi pol počinje da se jače privlači. Gilbert je takođe otkrio da predmeti napravljeni od mekog gvožđa, koji dugo leže nepomično, dobijaju magnetizaciju u pravcu sever-jug. Proces magnetizacije se ubrzava ako se po gvožđu udari čekićem.

1.3. Obim primjene magneta.

Magneti nas okružuju cijelo vrijeme. Primijetili smo da se magnetna sila koristi i kod kuće i u školi: uz pomoć magneta zalijepimo bilješke na frižider kod kuće, au školi plakate za tablu; Na vratima ormarića, torbama, vratima i futrolama za telefon postoje magnetna zakopčavanja.

Predstavnici raznih nauka u svojim istraživanjima uzimaju u obzir magnetna polja: fizičar mjeri magnetna polja atoma i elementarnih čestica, astronom proučava ulogu kosmičkih polja u procesu formiranja novih zvijezda, geolog koristi anomalije u Zemljinoj magnetno polje za pronalaženje ležišta magnetnih ruda.

Magneti se široko koriste u zdravstvenom sektoru. Kao lokalni vanjski lijek i kao amajlija, magnet je uživao veliki uspjeh kod Kineza, Hindusa, Egipćana, Arapa, Grka, Rimljana itd. Filozof Aristotel i istoričar Plinije u svojim djelima spominju njegova ljekovita svojstva. U drugoj polovini 20. stoljeća, magnetne narukvice su postale široko rasprostranjene, koje su imale blagotvoran učinak na pacijente s poremećajima krvnog tlaka (hipertenzija i hipotenzija).

Postoje elektromagnetni mjerači brzine krvi, minijaturne kapsule koje se pomoću vanjskih magnetnih polja mogu pomicati kroz krvne žile kako bi ih proširile, uzimale uzorke na određenim dijelovima puta ili, obrnuto, lokalno uklanjale različite lijekove iz kapsula. Široko se koristi magnetna metoda za uklanjanje metalnih čestica iz oka.

Magneti se također široko koriste u magnetoterapiji, uključujući magnetne pojaseve, masažere, dušeke itd. Medicinske ustanove koriste tehnike magnetne rezonancije za skeniranje različitih organa u tijelu.

Osim trajnih magneta, koriste se i elektromagneti. Koriste se i za širok spektar problema u nauci, tehnologiji, elektronici, medicini (nervne bolesti, vaskularne bolesti ekstremiteta, kardiovaskularne bolesti itd.).

Danas se magneti, zbog svoje sposobnosti da privlače objekte pod vodom, koriste u izgradnji i popravci podvodnih konstrukcija. Zbog svojstva magneta da djeluju na daljinu i kroz otopine, koriste se u kemijskim i medicinskim laboratorijama, gdje je potrebno miješati sterilne tvari u malim količinama.

Ranije su se koristili samo prirodni magneti - komadići magnetita; sada je većina magneta umjetna. A najjači od njih su elektromagneti, koji se koriste u preduzećima. Koriste se u industrijskoj opremi kao što su separatori, separatori željeza, transporteri i uređaji za zavarivanje.

Kreditne, debitne i bankovne kartice imaju magnetne trake, s jedne strane omogućavaju pristup informacijama o osobi, njenom računu, otvaranju magnetne brave itd.

Neki modeli cilindričnih brava koriste magnetne elemente. Brava i ključ su opremljeni odgovarajućim kodovima trajnih magneta. Kada je ispravan ključ umetnut u ključaonicu, on privlači i pozicionira unutrašnje magnetne elemente brave, omogućavajući bravi da se otvori.

Magneti se koriste u zvučnicima, tvrdim diskovima, kao iu sistemima zvučnika, zvučnicima i mikrofonima. Motori i generatori također rade pomoću magneta. Kućni aparati, telefoni, televizori, frižideri, pumpe za vodu itd. - koristite i magnete.

Magneti se koriste u nakitu kao što su narukvice, minđuše, privjesci i ogrlice.

Drugi primjeri upotrebe magneta su alati, igračke, kompasi, brzinomjeri automobila itd. Magnet je potreban za provođenje struje kroz žice. Vozovi sa magnetnom levitacijom postižu velike brzine.

Magneti se također koriste u veterinarskoj praksi za liječenje životinja koje često gutaju metalne predmete zajedno s hranom. Ovi predmeti mogu oštetiti zidove želuca, pluća ili srce životinje. Stoga, prije hranjenja, farmeri koriste magnet za čišćenje hrane.

Još je zanimljivija korisna usluga koju magnet pruža u poljoprivredi, pomažući poljoprivredniku da očisti sjeme kultiviranih biljaka od sjemena korova. Korov ima nejasno sjeme koje se drži za krzno životinja u prolazu i tako se širi daleko od matične biljke. Ovu osobinu korova, razvijenu milionima godina borbe za egzistenciju, koristile su poljoprivredne mašine da odvoje grubo sjeme korova od glatkog sjemena korisnih biljaka kao što su lan, djetelina i lucerna pomoću magneta.

Ako se zakorovljeno sjeme kultiviranih biljaka posipa željeznim prahom, tada će zrna željeza čvrsto prianjati za sjeme korova, ali se neće lijepiti za glatko sjeme korisnih biljaka. Zatim padajući u polje djelovanja dovoljno jakog elektromagneta, mješavina sjemenki se automatski razdvaja na čisto sjeme i na nečistoće: magnet hvata iz mješavine sve one sjemenke koje su prekrivene željeznim strugotinama.

Najjednostavniji zaključak koji se može izvući iz navedenog je da ne postoji područje primijenjene ljudske aktivnosti gdje se koriste magneti.

2. Praktični dio.

2.1. Eksperiment “Da li postoji magnetno polje?”

Oprema: 2 potkovičasta magneta, metalni opiljci, karton.

Postupak eksperimenta: Metalne strugotine smo izlili na list kartona i rasporedili u tankom ravnom sloju, a zatim postavili 2 magneta odozdo, ispod lista kartona. Piljevina je počela mijenjati svoju lokaciju ovisno o tome gdje su se nalazili magneti.

Zaključak: Magnetno polje nije vidljivo, ali postoji.

2.2. Eksperiment "Kako magneti međusobno djeluju?"

Oprema: 2 ravna magneta, 2 prikolice sa magnetima.

Napredak eksperimenta: Donijeli smo magnete jedni drugima sa sličnim i suprotnim krajevima. Slično, prikolice sa magnetima su pomicane jedna prema drugoj.

Zaključak: Magneti istog imena odbijaju, a magneti istog imena privlače.

2.3. Eksperiment „Kakav je efekat magnetnog polja na iglu kompasa?“

Oprema: kompas, ravni magnet.

Napredak eksperimenta: Posmatrali smo iglu kompasa. U statičkom stanju pokazuje isti smjer: sjever - jug. Zatim smo donijeli magnet na kompas. Igla kompasa privlači magnet i pokazuje prema njemu.

Zaključak: Magnetno polje utiče na iglu kompasa. Igla kompasa mijenja svoj smjer i pokazuje na magnet.

2.4. Eksperiment “Privlače li sva tijela magneti?”

Oprema: 2 magneta, nemetalni predmeti: sunđer, plastika, papir, karton, drvo, guma, tkanina; metalni predmeti: zlato, srebro, gvožđe; kovanice različitih apoena: 5 kopejki, 10 kopejki, 50 kopejki, 1 rublja, 2 rublje, 5 rubalja, 10 rubalja.

Postupak eksperimenta: Na svaki materijal smo donijeli jedan po jedan magnet i provjerili da li ga magnet privlači.

Zaključak: Magnet ne privlači nemetalne predmete, a ne privlače svi metalni: magnet privlači predmete od željeza, ali ne privlači srebro i zlato. Magnet je privukao kovanice od 5 kopejki, 10 kopejki, 2 rublje, 10 rubalja, ali nije privukao kovanice od 50 kopejki, 1 rublje, 5 rubalja (vidi Dodatak 1).

2.5. Eksperiment "Da li sila privlačenja zavisi od površine magneta?"

Oprema: 2 magneta različitih veličina, metalne opiljke, spajalice, matice, vijci.

Postupak eksperimenta: Prvo smo uzeli metalne strugotine i donijeli im 2 magneta: jedan prečnika 12 mm, drugi prečnika 18 mm. Vidjeli smo koliko je metalnih strugotina privukao veliki magnet, a koliko mali. Zatim smo donijeli ova 2 magneta jedan po jedan na metalne kopče, matice i vijke. Izbrojali smo koliko objekata privlači svaki magnet (vidi Dodatak 2).

Zaključak: Magnet većeg prečnika privlači više metalnih predmeta.

2.6. Eksperiment „Da li sila privlačenja zavisi od udaljenosti između tela?“

Oprema: magneti različitih veličina, ravnalo, metalna kopča.

Postupak eksperimenta: Postavili smo metalnu spajalicu na ravnalo pored oznake “0” i uzeli magnete različitih veličina, postepeno ih dovodeći do spajalice da vidimo da li će početi da je privlače sa iste udaljenosti. Mali magnet privukao je spajalicu sa udaljenosti od 2 mm, a veliki sa udaljenosti od 7 mm.

Zaključak: Magneti privlače čak i iz daljine. Što je magnet veći, to je veća sila privlačenja i veća je udaljenost na kojoj magnet vrši svoj utjecaj.

2.7. Eksperiment „Može li magnetna sila proći kroz objekte?“

Oprema: magnet, metalne kopče, papir, karton, tkanina, staklo, plastika, drvo, staklena čaša, voda, metalne kopče.

Procedura eksperimenta: Metalne kopče postavljali smo naizmjenično na papir, karton, tkaninu, staklo, plastiku, drvo i pomicali magnet ispod materijala kako bismo provjerili djeluje li magnetska sila kroz različite materijale. Zatim smo sipali vodu u čašu. Umočili smo spajalicu u vodu i pokušali da je izvadimo pomoću magneta. Uspjeli smo.

Zaključak: Magnetna sila može proći kroz različite predmete, posebno kroz papir, karton, tkaninu, plastiku, drvo, staklo, posebno kroz staklenu čašu vode.

2.8. Pravljenje magnetnih igara.

Drugi dio mog praktičnog rada na temu istraživanja je pravljenje vlastitih igara pomoću magneta. Već postoji mnogo takvih igara. Na primjer, imamo igre kao što su “pikado”, “ribolov”, “lavirint”, “željeznica”, “konstruktor”.

Došao sam na nekoliko ideja za pravljenje igrica. U svom radu implementirao sam 3 ideje.

Igra "Cvjetna livada".

Od kartona, papira u boji, slika u boji, ljepila i magneta napravila sam igru ​​“Cvjetna livada”. Ovom igrom možete pokazati maloj djeci kako leptir leti s cvijeta na cvijet ili kako bubamara puzi po čistini. Ova igra razvija dječju maštu i fine motoričke sposobnosti.

Igra "Repa".

Od kartona, papira u boji, slika likova u boji, ljepila i magneta napravila sam igru ​​“Repa”. Ova igra govori o dramatizaciji bajke “Repa”. Uz pomoć magneta pričvršćenih za likove, postalo je moguće pomicati likove i prikazati ovu bajku u pokretu. Igra razvija prostornu maštu, pažnju i fine motoričke sposobnosti djece.

Igra "Racing".

Koristeći karton, boje, kistove, flomastere, ljepilo, dva autića i magnete, napravio sam igru ​​„Trke“. Ova igra mora imati 2 učesnika. Svaki učesnik dobija trkački automobil sa magnetom i magnetom. Oba automobila se postavljaju na start i na komandu, bez dodirivanja automobila rukama, već samo uz pomoć magneta koji se kreću ispod trkačke staze, učesnici voze svoje automobile do cilja. Ova igra razvija maštu, pažnju, razmišljanje i fine motoričke sposobnosti.

Zaključak.

Svrha njegov stavio sam rad: identificirati osnovna svojstva magneta.

zadaci, rješavanjem kojih sam postigao svoj cilj :

proučavanje literature na ovu temu;

eksperimentalno identificirati svojstva magneta;

napravite svoje igre pomoću magneta.

Ostvario sam sve svoje ciljeve i ciljeve.

Predložio sam sledeću hipoteza:

Ako znamo svojstva magneta, njegov opseg će se proširiti.

Naša hipoteza je potvrđena.

Nakon što smo završili posao, došli smo do sljedećih zaključaka:

magnetno polje postoji i može se prikazati pomoću metalnih strugotina;

magnet ima 2 pola: sjeverni i južni, i oni međusobno djeluju;

magnet djeluje na iglu kompasa;

magnet ne privlači nemetalne predmete, a ne privlače se svi metalni predmeti;

magnet većeg prečnika privlači više metalnih predmeta;

magnet većeg prečnika ima veću privlačnu silu i vrši svoj uticaj na većoj udaljenosti;

Magnetna sila može proći kroz objekte i tečnosti, ali pri tome slabi.

Posmatrajući razne predmete kod kuće i u školi, otkrio sam da su magneti i danas u širokoj upotrebi. Ljudi su navikli koristiti snagu magneta, uz njegovu pomoć rade mnogi uređaji i igračke.

Rad na istraživanju pokazao se vrlo zanimljivim i uzbudljivim. Mislim da sam izvođenjem istraživačkog projekta stekla sposobnost da kritički radim sa dobijenim informacijama, analiziram i uporedim postojeće činjenice, te pronalazim načine za rješavanje nastalih problema. Sve ovo će mi trebati za moj dalji uspješan nastavak školovanja.

Sposobnost magneta da privlači određene objekte do danas nije izgubila svoju očaravajuću misteriju. Još se nije rodila i vjerovatno se nikada neće roditi osoba koja bi mogla reći: "Znam SVE o magnetima." Zašto magnet privlači? - ovo će pitanje uvijek izazivati ​​neobjašnjivo uzbuđenje pred prekrasnom misterijom prirode i buditi žeđ za novim saznanjima i novim otkrićima. Imam pitanje: može li magnet izgubiti svoju snagu ili je ima zauvijek? Da bih odgovorio na ovo pitanje, nastavit ću proučavati magnete.

Spisak korišćenih izvora i literature

Velika knjiga eksperimenata za školarce / Ed. Antonella Meijani; Per. sa tim. E.I. Motyleva. - M.: ZAO ROSMEN-PRESS, 2006. - 260 str.

Zabavni eksperimenti: Elektricitet i magnetizam / M. Di Spezio; Per. sa engleskog M. Zabolotskikh, A. Rastorgueva. - M.: AST: Astrel, 2005, - 160 str.: ilustr.

Mneyan M.G. Nove magnetske profesije: knjiga. Za vannastavne aktivnosti. lektire M.: Prosveta, 1985. - 144 str., ilustr. - (Svijet znanja)

Pasynkov V.V., Sorokin V.S. Praktična upotreba magneta, M.: Viša škola, 1986 - 252 str.

Perelman Ya.I.. Zabavna fizika. U 2 knjige. Book 2 / Ed. A.V. Mitrofanova. - M.: Nauka, 2001. - 272 str., ilustr.

Šta? Za što? Zašto? Velika knjiga pitanja i odgovora / Prev. K. Mishina, A. Zykova. - M.: Eksmo, 2007. - 512 str.: ilustr.

Istražujem svijet: Dječija enciklopedija: Fizika / Komp. AA. Leonovich; Pod generalom ed. O.G. Hinn. - M.: Doo Izdavačka kuća AST-LTD, 2003. - 480 str.

Aneks 1.

Tabela 1 “Privlače li magneti sve?”

	Materijal	Da li magnet privlači
	plastika
	Novčić od 5 kopejki
	Novčić od 10 kopejki
	Novčić od 50 kopejki
	Novčić od 1 rublje
	Novčić od 2 rublje
	Novčić od 5 rubalja
	Novčić od 10 rubalja

Dodatak 2.

Tabela 2 "Da li sila privlačenja zavisi od površine magneta?"

Postoje dvije glavne vrste magneta: trajni i elektromagneti. Možete odrediti šta je trajni magnet na osnovu njegovih glavnih svojstava. Trajni magnet je dobio ime jer je njegov magnetizam uvijek "uključen". On stvara vlastito magnetno polje, za razliku od elektromagneta, koji je napravljen od žice omotane oko željeznog jezgra i zahtijeva struju da teče kako bi stvorio magnetsko polje.

Istorija proučavanja magnetnih svojstava

Prije nekoliko stoljeća ljudi su otkrili da neke vrste stijena imaju originalno svojstvo: privlače ih željezni predmeti. Spominjanje magnetita nalazi se u drevnim historijskim kronikama: prije više od dvije hiljade godina u Evropi i mnogo ranije u istočnoj Aziji. U početku se smatralo čudnim objektom.

Kasnije je magnetit korišten za navigaciju, otkrivši da ima tendenciju da zauzme određenu poziciju kada mu se daje sloboda rotacije. Naučno istraživanje koje je sproveo P. Peregrine u 13. veku pokazalo je da čelik može dobiti ove karakteristike nakon trljanja magnetitom.

Magnetizirani objekti imali su dva pola: "sjeverni" i "južni", u odnosu na Zemljino magnetsko polje. Kako je Peregrine otkrio, izolacija jednog od polova nije bila moguća presijecanjem fragmenta magnetita na dva dijela - svaki pojedinačni fragment je završio sa svojim parom polova.

U skladu sa današnjim konceptima, magnetsko polje permanentnih magneta je rezultirajuća orijentacija elektrona u jednom pravcu. Samo neke vrste materijala su u interakciji s magnetnim poljima; mnogo manji broj njih je sposoban održavati konstantno magnetsko polje.

Svojstva trajnih magneta

Glavna svojstva permanentnih magneta i polja koje stvaraju su:

• postojanje dva pola;
• suprotni polovi se privlače, a slični polovi odbijaju (kao pozitivni i negativni naboji);
• magnetna sila se neprimjetno širi u prostoru i prolazi kroz predmete (papir, drvo);
• U blizini polova se opaža povećanje intenziteta MF.

Trajni magneti podržavaju MP bez vanjske pomoći. Ovisno o svojim magnetnim svojstvima, materijali se dijele na glavne vrste:

• feromagneti – lako se magnetiziraju;
• paramagnetni materijali – magnetiziraju se s velikim poteškoćama;
• Dijamagneti - imaju tendenciju da reflektuju vanjska magnetna polja magnetiziranjem u suprotnom smjeru.

Bitan! Meki magnetni materijali kao što je čelik provode magnetizam kada su pričvršćeni za magnet, ali to prestaje kada se ukloni. Trajni magneti su napravljeni od tvrdih magnetnih materijala.

Kako funkcionira permanentni magnet?

Njegov rad se bavi atomskom strukturom. Svi feromagneti stvaraju prirodno, iako slabo, magnetsko polje, zahvaljujući elektronima koji okružuju jezgra atoma. Ove grupe atoma su u stanju da se orijentišu u istom pravcu i nazivaju se magnetnim domenima. Svaka domena ima dva pola: sjeverni i južni. Kada feromagnetni materijal nije magnetiziran, njegove regije su orijentirane u nasumičnim smjerovima, a njihova magnetna polja se međusobno poništavaju.

Da bi se stvorili trajni magneti, feromagneti se zagrijavaju na vrlo visokim temperaturama i izlažu jakim vanjskim magnetnim poljima. To dovodi do činjenice da se pojedinačni magnetni domeni unutar materijala počinju orijentirati u smjeru vanjskog magnetskog polja sve dok se sve domene ne poravnaju, dostižući tačku magnetskog zasićenja. Materijal se zatim hladi i poravnati domeni se zaključavaju na svoje mjesto. Kada se vanjski MF ukloni, tvrdi magnetni materijali će zadržati većinu svojih domena, stvarajući trajni magnet.

Karakteristike permanentnog magneta

1. Magnetnu silu karakterizira rezidualna magnetna indukcija. Označeni Br. To je sila koja ostaje nakon nestanka vanjskog MP. Mjereno u testovima (T) ili gausu (G);
2. Koercitivnost ili otpornost na demagnetizaciju - Ns. Mjereno u A/m. Pokazuje koliki bi vanjski MF intenzitet trebao biti da bi se materijal razmagnetizirao;
3. Maksimalna energija – BHmax. Izračunava se množenjem remanentne magnetske sile Br i koercitivnosti Hc. Mjereno u MGSE (megausserted);
4. Temperaturni koeficijent preostale magnetne sile – Ts od Br. Karakterizira ovisnost Br o vrijednosti temperature;
5. Tmax – najviša temperaturna vrijednost pri dostizanju koje trajni magneti gube svojstva uz mogućnost povratnog oporavka;
6. Tcur je najviša temperaturna vrijednost pri kojoj magnetni materijal nepovratno gubi svoja svojstva. Ovaj indikator se naziva Curie temperatura.

Pojedinačne karakteristike magneta se mijenjaju ovisno o temperaturi. Na različitim temperaturama, različite vrste magnetnih materijala djeluju različito.

Bitan! Svi trajni magneti gube postotak svog magnetizma kako temperatura raste, ali različitim brzinama ovisno o njihovoj vrsti.

Vrste trajnih magneta

Postoji pet vrsta trajnih magneta, od kojih se svaki proizvodi različito koristeći materijale različitih svojstava:

• alnico;
• feriti;
• rijetke zemlje SmCo na bazi kobalta i samarija;
• neodimijum;
• polimer.

Alnico

To su trajni magneti koji se prvenstveno sastoje od kombinacije aluminija, nikla i kobalta, ali mogu uključivati ​​i bakar, željezo i titan. Zbog svojstava alnico magneta, oni mogu raditi na najvišim temperaturama zadržavajući svoj magnetizam, ali se lakše demagnetiziraju od feritnih ili rijetkih zemalja SmCo. Bili su to prvi masovno proizvedeni trajni magneti, koji su zamijenili magnetizirane metale i skupe elektromagnete.

primjena:

• električni motori;
• termičku obradu;
• ležajevi;
• svemirska vozila;
• vojna oprema;
• visokotemperaturna oprema za utovar i istovar;
• mikrofoni.

Feriti

Za izradu feritnih magneta, poznatih i kao keramika, koriste se stroncij karbonat i željezni oksid u omjeru 10/90. Oba materijala su u izobilju i ekonomski dostupna.

Zbog niskih troškova proizvodnje, otpornosti na toplinu (do 250°C) i koroziju, feritni magneti su jedni od najpopularnijih magneta za svakodnevnu upotrebu. Imaju veću unutrašnju koercitivnost od alnika, ali manju magnetnu snagu od neodimijumskih kolega.

primjena:

• zvučnici;
• sigurnosni sistemi;
• veliki pločasti magneti za uklanjanje kontaminacije željezom sa procesnih linija;
• elektromotori i generatori;
• medicinski instrumenti;
• Magneti za podizanje;
• Magneti za pretraživanje mora;
• uređaji bazirani na radu vrtložnim strujama;
• prekidači i releji;
• kočnice

Rare Earth SmCo magneti

Magneti od kobalta i samarija rade u širokom temperaturnom rasponu, imaju visoke temperaturne koeficijente i visoku otpornost na koroziju. Ovaj tip zadržava magnetna svojstva čak i na temperaturama ispod apsolutne nule, što ih čini popularnim za upotrebu u kriogenim aplikacijama.

primjena:

• turbo tehnologija;
• Spojnice za pumpe;
• vlažna okruženja;
• uređaji za visoke temperature;
• minijaturni električni trkaći automobili;
• radioelektronski uređaji za rad u kritičnim uslovima.

Neodimijumski magneti

Najjači postojeći magneti, koji se sastoje od legure neodimija, željeza i bora. Zahvaljujući njihovoj ogromnoj snazi, čak i minijaturni magneti su efikasni. Ovo pruža raznovrsnost upotrebe. Svaka osoba je stalno u blizini jednog od neodimijskih magneta. Oni su, na primjer, u pametnom telefonu. Proizvodnja električnih motora, medicinske opreme i radio elektronike oslanja se na ultra-jake neodimijske magnete. Zbog njihove ultra-jakosti, ogromne magnetne sile i otpornosti na demagnetizaciju, mogući su uzorci do 1 mm.

primjena:

• tvrdi diskovi;
• uređaji za reprodukciju zvuka – mikrofoni, akustični senzori, slušalice, zvučnici;
• proteze;
• magnetno spregnute pumpe;
• zatvarači za vrata;
• motori i generatori;
• brave na nakitu;
• MRI skeneri;
• magnetna terapija;
• ABS senzori u automobilima;
• oprema za dizanje;
• magnetni separatori;
• reed prekidači itd.

Fleksibilni magneti sadrže magnetne čestice unutar polimernog veziva. Koristi se za jedinstvene uređaje kod kojih je nemoguće instalirati čvrste analoge.

primjena:

• displej reklama – brzo fiksiranje i brzo uklanjanje na izložbama i događajima;
• znakovi za vozila, obrazovne školske ploče, logotipi kompanija;
• igračke, zagonetke i igre;
• maskirne površine za bojanje;
• kalendari i magnetni bookmark;
• brtve prozora i vrata.

Većina trajnih magneta je krhka i ne treba ih koristiti kao strukturne komponente. Izrađuju se u standardnim oblicima: prstenovi, šipke, diskovi i pojedinačni: trapezi, lukovi itd. Neodimijski magneti su zbog visokog sadržaja gvožđa podložni koroziji, pa su premazani niklom, nerđajućim čelikom, teflonom, titanijumom , guma i drugi materijali.

Video

Magnet je objekat koji ima svoje magnetsko polje. Magneti svojim poljem mogu privući željezo i neke druge metale. U ovom članku ćemo vam detaljnije reći što je magnet.

Magnus Stone

Prema legendi, prvi magnet pronašao je pastir po imenu Magnus, koji je jednog dana otkrio da se kamen "zalijepi" za željezni vrh njegovog pastirskog štapa. Magnet je dobio ime po pastiru.

Ancient Magnesia

Međutim, postoji još jedna teorija. U antičko doba, u Maloj Aziji postojala je regija koja se zvala Magnezija. Na ovom području otkrivena su velika nalazišta magnetita (magnetne željezne rude), crnog minerala magnetnih svojstava. Mineral je dobio ime po području u kojem je otkriven. Ova teorija je, naravno, nešto uvjerljivija od priče o pastiru.

Magnet ili magnetizam

Magneti su materijali koji imaju magnetno polje bez obzira na uslove u kojima se nalaze. Magnetizam je svojstvo nekih materijala da se pod utjecajem magnetskog polja pretvaraju u magnete. Postoje različite vrste magnetizma (paramagnetizam, feromagnetizam, dijamagnetizam, superparamagnetizam, itd.), međutim, svaki materijal ima barem jedan.

Magnet Applications

Posebna svojstva magneta dovela su do njihove upotrebe u mnogim područjima - magnetni mediji za skladištenje podataka, kreditne kartice, televizori, monitori, plazma paneli, mikrofoni, generatori, kompasi, itd.; funkcionisanje ovih i mnogih drugih stvari zasniva se na magnetnim materijalima .

U sovjetsko doba, svi magneti su imali gotovo isti sastav. Izrađene su od feromagnetnih legura, gdje je postotak materijala varirao. Ali čak i tada, naučna istraživanja su bila u toku kako bi se izumili novi magneti. Danas, magnetna proizvodnja nudi razne materijale koji mogu održavati magnetsko polje.

Od čega se prave različite vrste magneta?

Snaga i svojstva magneta zavise od njihovog sastava. Sljedeće vrste legura postale su široko rasprostranjene.

1. Feriti
To su spojevi željeznog oksida Fe2O3 sa oksidima drugih metala koji imaju feromagnetna svojstva. Našli su primenu u elektronici, radiotehnici i drugim industrijama gde jačina magnetnog polja ne igra posebnu ulogu. Ovo su jeftini magneti, pa se koriste u stvaranju raznih uređaja. Ferite se odlikuju otpornošću na koroziju i prosječnom temperaturnom stabilnošću.

Feritni magneti su otporni na rđu i visoke temperature

2. Alnico legure
Oni su spoj gvožđa sa legurom aluminijuma, nikla, bakra i kobalta (AlNiCo). Alnico magneti na bazi ove legure odlikuju se velikom magnetskom silom i temperaturnom stabilnošću, pa se koriste u uslovima grijanja do 550 stepeni Celzijusa. Međutim, zbog visoke cijene nisu u širokoj upotrebi. Takve legure su nezamjenjive u stvaranju drugih trajnih magneta.

U školskim eksperimentima obično se koriste magnetne šipke i potkovice od Alnico legure.

3. Neodimi
To je legura rijetkih zemnih metala - neodimija, bora i željeza (NdFeB). Nemaju konkurenciju u pogledu snage i izdržljivosti, jer mogu držati predmete koji su hiljadu puta veći od njihove mase. Neodimijski magneti su rezultat složenog procesa proizvodnje koji uključuje vakuumsko topljenje, prešanje, sinterovanje i druge manipulacije. Jedini nedostatak je slaba otpornost na toplinu - kada se zagrijavaju, brzo gube svojstva. Ako izuzmemo termalni udar, onda takvi magnetni elementi traju gotovo zauvijek - ne gube više od 1% snage u 100 godina.

Bicikl se "lovi" magnetom za pretraživanje. Magneti za pretragu su izrađeni od neodimijuma, ima maksimalnu nosivost uz minimalne dimenzije

4. Samarijum-kobalt
Legura dva rijetka zemna metala - kobalta i samarija SmCo5 ili Sm2Co17. Takođe su legirani sa drugim metalima - bakrom, cirkonijumom, gadolinijem itd. Što se tiče snage, takve legure su inferiornije od neodimijuma, ali superiornije od svih ostalih analoga. Otporne su na koroziju i temperaturne uticaje. Neophodan pri radu u teškim uslovima kada se zahtevaju pouzdanost i nesmetan rad. U istoj su cjenovnoj kategoriji kao i legure neodimijuma.

SmCo5 magneti su slabiji od neodimijskih, ali moćniji od drugih

5. Polimerni trajni magneti
Napravljeni su od kompozitnih materijala sa uključivanjem magnetnog (obično ferit-barijum) praha. Osnova je uzeta od različitih polimernih komponenti. Magnetna plastika ima nisku magnetnu silu, ali se odlikuje nenadmašnom otpornošću na koroziju u mjeri u kojoj je imaju drugi polimeri. Konačna svojstva svakog polimernog magneta zavise od procenta magnetne smjese. Ako se koristi magnetni prah retkih zemalja (neodim-gvožđe-bor, samarijum-kobalt), tada magnetoplast postaje moćniji. Glavna prednost je nevjerojatna plastičnost, koja omogućava proizvodnju magneta bilo kojeg oblika i veličine.

Magnetski parametri magnetoplasta su niži od onih sinteriranih magneta

6. Magnetni vinil
To je mješavina gume i magnetnog praha (ferita). Procenat ovih potonjih je 70-75% težinski. Što je više ovog praha, veća je magnetna snaga proizvoda. Prednosti materijala uključuju otpornost na habanje i veliki raspon radnih temperatura (od -300°C do +800°C). Magnetni vinil je otporan na vlagu i fleksibilan. Zbog svoje fleksibilnosti, pogodan je za proizvodnju proizvoda bilo koje konfiguracije.