Magnetväli on väga huvitav nähtus. Praegu on selle omadused leidnud rakendust paljudes valdkondades. Kas sa tead, mis on magnetvälja allikas? Pärast artikli lugemist saate sellest teada. Lisaks räägime mõnest magnetismiga seotud faktist. Alustame ajalooga.
Natuke ajalugu
Magnetism ja elekter ei ole sugugi kaks erinevat nähtust, nagu pikka aega ekslikult arvati. Nende suhe sai selgeks alles 1820. aastal, kui Taani teadlane Hans Christian Oersted (1777-1851) näitas, et läbi juhtme voolav elektrivool suunab kompassi nõela kõrvale. Vool tekitab alati magnetvälja. Pole tähtis, kus see voolab – kas pilve ja maa vahel välgu kujul või meie keha lihastes.
Isegi iidsetel aegadel püüdsid inimesed välja selgitada, mis on magnetvälja allikas. Pealegi rakendati tehtud avastusi praktikas. Magnetismi vaadeldi ja kasutati (eriti navigatsiooni eesmärgil) tuhandeid aastaid enne selle väljaselgitamist.elektri olemust ja see on leidnud praktilisi rakendusi. Alles siis, kui sai teatavaks, et aine koosneb aatomitest, tehti lõpuks kindlaks, et magnetism ja elekter on omavahel seotud. Kõikjal, kus täheldatakse magnetismi, peab alati olema mingisugune elektrivool. See avastus oli aga alles uue uurimistöö algus.
Mis määrab materjalide magnetiliste omaduste avaldumise välise vooluallika puudumisel? Elektronide liikumine, mis tekitavad aatomites elektrivoolu. Just seda tüüpi magnetismi me siin käsitleme. Oleme lühid alt kirjeldanud pöörismagnetvälja (vahelduvvool) allikat.
Magnetiit ja muud materjalid
Raud ja rauda sisaldavate materjalide ligitõmbamise võimet täheldatakse looduses ühes huvitavas mineraalis. Me räägime magnetiidist, ühest raua keemilisest ühendist. Tõenäoliselt kasutati seda ka esimestes hiinlaste leiutatud kompassides. Magnetvälja allikas pole ainult see mineraal. Mõne materjali puhul on ka suhteliselt lihtne soovitud omadusi tahtlikult edastada. Nende hulgas on kõige kuulsamad raud ja teras. Mõlemad materjalid muutuvad kergesti magnetvälja allikaks.
Püsimagnetid
Ained, mis meelitavad rauda, moodustavad eriklassi. Neid nimetatakse püsimagnetiteks. Vaatamata nimele suudavad nad vajalikke omadusi säilitada vaid piiratud aja. püsimagneti kujulinebaar demonstreerib maapealse magnetismi jõudu. Kui see saab vab alt liikuda, pöördub üks ots alati Maa põhjapooluse suunas ja teine - lõuna suunas. Magneti kahte otsa nimetatakse vastav alt põhja- ja lõunapooluseks.
Magnetitel võib olla peaaegu igasugune kuju: latt, hobuseraua, rõngas või keerulisem. Neid kasutatakse elektrilistes mõõteriistades. Magnetite poolused on tähistatud järgmiselt: N (põhja) ja S (lõuna). Räägime, kuidas nad omavahel suhtlevad.
Tõmbejõud ja tõrjumine
Vastupidised magnetpoolused tõmbavad. Oleme seda teadnud juba kooliajast. Mõnda muud materjali meelitades muudab magnet selle esm alt nõrgaks magnetiks. Samanimelised poolakad tõrjuvad üksteist (kuigi see pole nii ilmne kui külgetõmme). Magnetiga kokku puutudes muutuvad raud ja teras ise magnetideks, omandades vastupidise polaarsuse. Sellepärast nad teda köidavad. Aga kui kaks identset võrdse "laenguga" magnetit asetatakse samade poolustega üksteise lähedale, mis siis saab? Täheldatud tõukejõud on võrdne külgetõmbejõuga, mis toimib kahe teineteisest samale kaugusele seatud vastaspooluse vahel.
Magnetism ei mõjuta ainult rauda sisaldavaid materjale. Magnetnähtusi on aga kõige lihtsam jälgida puhastes metallides. Need on näiteks raud, nikkel, koob alt.
Domeenid
Metallid, mis suudavadsaada magnetvälja allikaks, koosnevad väikestest magnetitest, mis paiknevad juhuslikult aine sees. Need on võrdselt orienteeritud ainult väikestele aladele, mida nimetatakse domeenideks ja mida saab näha läbi elektronmikroskoobi. Magnetiseerimata aines - kuna ka domeenid ise on seal eri suundades orienteeritud - on magnetväli null. Seetõttu ei täheldata antud juhul magnetilisi omadusi. Seega omandab aine vajalikud omadused ainult teatud tingimustel.
Magnetiseerimisprotsess seisneb selles, et kõik domeenid on sunnitud reastuma samas suunas. Kui neid õigesti pöörata, kuhjuvad nende tegevused. Aine tervikuna muutub magnetvälja allikaks. Kui kõik domeenid reastuvad täpselt samas suunas, jõuab materjal oma magnetilise piirini. Tuleb märkida ühte olulist mustrit. Materjali magnetiseerumine sõltub lõpuks domeenide magnetiseeritusest. Ja selle omakorda määrab see, kuidas üksikud aatomid domeenide sees paiknevad.
Maa magnetväli
Maa magnetvälja on pikka aega täpselt mõõdetud ja kirjeldatud, kuid siiani pole seda täielikult selgitatud. Väga lihtsustatult võib seda kujutada nii, nagu asuks lihtne lame magnet põhja- ja lõunapooluse vahel. See põhjustab mõningaid täheldatud mõjusid. Kuid see ei seleta väga ebatavalisi muutusi Maa kohal asuvate magnetvälja joonte intensiivsuses ega isegi suunas.pinda ega ka seda, miks miljoneid aastaid tagasi oli magnetpooluste asukoht praegusega võrreldes vastupidine ega ka seda, miks nad, ehkki aeglaselt, pidev alt liiguvad. Seega on asjad mõnevõrra keerulisemad.
Maa magnetvälja mudel
Kirjeldame selle lihtsustatud versiooni üksikasjalikum alt. Kujutage ette pikka lamedat magnetit Maa keskel, millest saab magnetvälja allikas. Mida veel tuleb arvestada? Maakera pinnal olevad magnetilised ained peavad olema paigutatud nii, et nende põhjapoolus pöörduks meie poolt nimetatavas suunas (tegelikult kujuteldava magneti lõunapoolus) ja teine poolus suunaks lõunasse (magneti põhjapoolus)).
Keeruliste füüsiliste protsesside mõistmine tekitab mõningaid raskusi. Nii maapealset magnetismi kui ka väikeste rauatükkide magnetismi on lihtsam seletada, eeldades, et magnetilised jõujooned (mida sageli nimetatakse magnetvoo joonteks) lähtuvad magneti põhjapoolsest otsast ja sisenevad lõunapoolsesse otsa. See on väga meelevaldne esitus, mida kasutatakse ainult mugavuse huvides, sarnaselt sellele, kuidas kasutatakse kaardile joonistatud laius- ja pikkuskraad. Siiski aitab see meil mõista, mis on Maa magnetvälja allikas.
Lihtsa tasapinnalise magneti jõujooned, mis liiguvad ühelt poolilt teisele ja katavad kogu magneti, moodustavad midagi silindri sarnast. Samasuunalised jõujooned näivad üksteist tõrjuvat. Need algavad alati ühte tüüpi poolustest ja lõpevad teist tüüpi poolustega ega ristu kunagi.
Bjäreldus
Nii, oleme avanud teema "Magnetvälja allikas". Nagu näete, on see üsna ulatuslik. Oleme käsitlenud ainult selle teemaga seotud põhimõisteid.
