חקר מגנטים: הבנת המגוון והמאפיינים שלהם

מגנטים נמצאים סביבנו, והם משמשים ביישומים וטכנולוגיות רבות ושונות. מאמר זה מתמקד ביסודות של מגנטים, כולל הסוגים השונים ומה הם עושים.

קונספט מגנט

מגנט הוא אובייקט שיוצר שדה מגנטי ומושך מגנטים אחרים. ישנן שתי דרכים עיקריות לסווג אותם: על ידי הרכב שלהם או על ידי כמה בקלות זה יכול להפוך מגנט (התכונות המגנטיות שלה). לכל חומר יש מגנטים זעירים בתוכו שמגיעים מהאלקטרונים של האטומים שלו שמסתובבים; לפעמים הם מסתדרים זה עם זה עד כדי כך שחומרים מסוימים נראים כמו מגנט אחד גדול ולא כמו הרבה חומרים קטנים!

מגנטים קבועים

קבועמגנטיםלשמור על המגנטיות שלהם במשך זמן רב. הם עשויים ברזל, ניקל או קובלט - או שילובים של מתכות אלה כמו סגסוגות. סביר להניח שראיתם מגנטים קבועים ברמקולים ובמנועים, אך ניתן למצוא אותם גם במקומות אחרים, כמו דלתות מקרר, שנסגרות בגלל שיש פס מגנטי בקצה הפנימי. רמקול פועל על ידי יצירת זרם חשמלי זורם דרך חוטים המחוברים סביבו; זה יוצר שדות מגנטיים שמתקשרים עם אלה שנוצרו על ידי חלק אחר שנקרא סליל קול – כאשר שתי מערכות אלה מושכות או דוחות זו את זו, נוצרים גלי קול! מנוע משתמש הן במגנטים קבועים והן באלקטרומגנטים כדי ליצור כוח סיבוב הגורם לדברים להסתובב סביב.

אלקטרומגנט

אלקטרומגנט פועל רק כאשר חשמל עובר דרכו. ככל שיש לכם יותר סיבובים של חוט סביב האלקטרומגנט שלכם, כך המשיכה שלו תהיה חזקה יותר – אבל אם יותר מדי זרם זורם דרכו אז לא יישאר בכלל! אלקטרומגנטים משמשים בהרבה דברים חשמליים כמו מנועים וגנרטורים מכיוון שהם יכולים להדליק או לכבות מהר מאוד תלוי מה אתה רוצה שהם יעשו. לדוגמה: במנוע חשמלי, הרוטור מסתובב מכיוון שהוא מוקף בסלילים שהופכים מגנטיים כאשר הם מופעלים; בעוד בגנרטור תהליך זה מתהפך וכתוצאה מכך רמות האנרגיה עולות.

מגנט זמני

מגנט זמני הוא חומר שהופך למגנטי בנוכחות מגנט אחר, אך מאבד את המגנטיות שלו כאשר הוא מוסר מהשדה. כמה דוגמאות הן ברזל רך ופלדה; חומרים אלה משמשים בראשים ובחיישנים של התקני אחסון מגנטיים כמו קלטות. קלטות משתמשות במגנטים זמניים כדי להקליט ולקרוא מידע; בעוד חיישנים מזהים שינויים בשדות מגנטיים באמצעות מגנטים זמניים.

מגנטים המסווגים לפי צורה

ישנן צורות רבות ושונות למגנטים – למגנטים מסוג מוט, פרסה או דיסק יש תכונות מיוחדות משלהם שהופכות אותם לשימושיים עבור דברים שונים. לדוגמה: מצפנים זקוקים לשדות מגנטיים חזקים ולכן הם בדרך כלל משתמשים במצפנים בצורת פרסה במקום במצפנים בצורת בר. סורגים טובים להוראה מכיוון שהם פשוטים להבנה וקלים לטיפול.

יישומי מגנט

מגנטים משמשים גם בהרבה דברים שונים על פני הרבה אזורים שונים! הם יכולים להמיר אנרגיה חשמלית מכנית (מנועים) או להיפך (גנרטורים). בדימות רפואי, סורקי MRI משתמשים בשדות מגנטיים חזקים יחד עם גלי רדיו ומחשבים כדי ליצור תמונות מפורטות בתוך הגוף שלך - זה כמו לצלם תמונות עם אור בלתי נראה! מגנטים מוצאים גם יישומים רחבים באחסון נתונים, טכנולוגיית תקשורת, איכות הסביבה וכו '.

פריצות הדרך בטכנולוגיית המגנטים הן רציפות וזה הביא למגוון חידושים בתחומים שונים; לדוגמה, התקדמות שהושגה במדע החומרים, כמו גם שיטות ייצור, יכולה לראות מגנטים חזקים יותר מיוצרים, אשר יכולים לשמש לייצור אנרגיה מתחדשת כמו טורבינות רוח או מחשוב קוונטי, בין היתר. יתר על כן, בשל התקדמות הבינה המלאכותית והננוטכנולוגיה יש ציפיות גבוהות כי יישומים בינתחומיים עוד יותר יתממשו באמצעות טכנולוגיית מגנטים כגון מערכות ריחוף מגנטי חכמות או חומרים ננומגנטיים.

אין מילים שיכולות לתאר עד כמה מגנטים חשובים בחברה שלנו כיום; הם משמשים מנועים חשמליים עד מכונות הדמיה רפואית. מאמר זה נועד להפוך אתכם לבקיאים בסוגים שונים או קטגוריות שונות של מגנטים יחד עם השימושים שלהם, כך שבפעם הבאה כאשר תיתקלו באחד כזה, קחו את הזמן שלכם ובחנו אותו מקרוב. אנו מקווים להמשך פיתוח וגילוי בתחום הטכנולוגיות המגנטיות בהמשך.