Zkoumání magnetů: pochopení jejich rozmanitosti a vlastností

Magnety jsou všude kolem nás a používají se v mnoha různých aplikacích a technologiích. Tento článek se zaměřuje na základy magnetů, včetně různých typů a jejich funkcí.

Koncept magnetu

Magnet je objekt, který vytváří magnetické pole a přitahuje další magnety. Existují dva hlavní způsoby, jak je klasifikovat: podle jejich složení nebo podle toho, jak snadno jej lze proměnit v magnet (jeho magnetické vlastnosti). Každý materiál má uvnitř drobné magnety, které pocházejí z elektronů jeho atomů rotujících dokola; Někdy se tyto materiály navzájem vyrovnají natolik, že některé materiály vypadají spíše jako jeden velký magnet než jako mnoho malých!

Permanentní magnety

TrvalýmagnetyUchovejte si svůj magnetismus po dlouhou dobu. Jsou vyrobeny ze železa, niklu nebo kobaltu – nebo kombinací těchto kovů, jako jsou slitiny. Permanentní magnety jste pravděpodobně viděli v reproduktorech a motorech, ale lze je nalézt i jinde, například ve dveřích ledničky, které se zaseknou, protože na vnitřním okraji je magnetický proužek. Reproduktor funguje tak, že elektrický proud protéká dráty navinutými kolem něj; To vytváří magnetická pole, která interagují s těmi, která vytváří jiná část zvaná kmitací cívka – když se tyto dvě sady navzájem přitahují nebo odpuzují, vznikají zvukové vlny! Motor používá jak permanentní magnety, tak elektromagnety k vytvoření rotační síly, díky které se věci točí dokola.

Elektromagnet

Elektromagnet funguje pouze tehdy, když jím prochází elektřina. Čím více závitů drátu budete mít kolem svého elektromagnetu, tím silnější bude jeho tah – ale pokud jím protéká příliš mnoho proudu, nezbude vůbec žádný! Elektromagnety se používají v mnoha elektrických věcech, jako jsou motory a generátory, protože se mohou velmi rychle zapínat nebo vypínat v závislosti na tom, co chcete, aby dělaly. Například: u elektromotoru se rotor otáčí, protože je obklopen cívkami, které se při napájení stávají magnetickými; Zatímco v generátoru je tento proces obrácený, což má za následek zvýšení energetické hladiny.

Dočasný magnet

Dočasný magnet je materiál, který se stává magnetickým v přítomnosti jiného magnetu, ale při odstranění z pole ztrácí svůj magnetismus. Některé příklady jsou měkké železo a ocel; Tyto materiály se používají v hlavách a senzorech magnetických paměťových zařízení, jako jsou pásky. Pásky používají dočasné magnety k zaznamenávání a čtení informací; zatímco senzory detekují změny magnetických polí pomocí dočasných magnetů.

Magnety klasifikované podle tvaru

Existuje mnoho různých tvarů magnetů – tyčové, podkovovité nebo diskové magnety mají své vlastní speciální vlastnosti, díky kterým jsou užitečné pro různé věci. Například: kompasy potřebují silná magnetická pole, takže obvykle používají pole ve tvaru podkovy místo tyčových. Tyče jsou dobré pro výuku, protože jsou snadno pochopitelné a snadno se s nimi manipuluje.

Magnetické aplikace

Magnety se také používají v mnoha různých věcech v mnoha různých oblastech! Mohou přeměňovat elektrickou energii na mechanickou (motory) nebo naopak (generátory). V lékařském zobrazování používají skenery MRI silná magnetická pole spolu s rádiovými vlnami a počítači k vytváření detailních obrazů uvnitř vašeho těla – je to jako fotografování s neviditelným světlem! Magnety nacházejí široké uplatnění také v datových úložištích, komunikačních technologiích, ochraně životního prostředí atd.

Průlomy v technologii magnetů jsou nepřetržité, což přineslo řadu inovací v různých oblastech; Například pokrok dosažený v materiálové vědě a výrobních metodách by mohl vést k výrobě silnějších magnetů, které lze použít při výrobě obnovitelné energie, jako jsou mimo jiné větrné turbíny nebo kvantové výpočty. Navíc se díky pokroku v oblasti umělé inteligence a nanotechnologií očekává, že prostřednictvím magnetické technologie, jako jsou inteligentní magnetické levitační systémy nebo nanomagnetické materiály, bude realizováno ještě více interdisciplinárních aplikací.

Žádná slova nemohou popsat, jak důležité jsou magnety v naší dnešní společnosti; Používají se od elektromotorů až po lékařské zobrazovací přístroje. Cílem tohoto článku je seznámit vás s různými typy nebo kategoriemi magnetů spolu s jejich použitím, abyste si příště, až na nějaký narazíte, udělali čas a podrobně si jej prohlédli. Doufáme, že se další vývoj a objevy v oblasti magnetických technologií posunou kupředu.