На лечебните свойства на магнитите хората бяха известни с далечна древност. Идеята за въздействието на магнитното поле сред нашите предци се формира постепенно и се основава на многобройни наблюдения. Първите описания на това, което дава магнитотерапия на човек датирано от века, когато Лекари използва магнити за лечение на мускулни спазми. По-късно те започнаха да ги използват и да се отърват от други заболявания.

Ефект на магнитите и магнитното поле върху човешкото тяло

Магнитът се счита за един от най-древните открития, които са направени от хора. В природата се намира под формата на магнитна зона. От дълго време, свойствата на магнита се интересуват от хора. Неговата способност да предизвика привличане и отблъскване принуди дори и най-древните цивилизации, за да привлече специално внимание на това скално образуване като уникално естествено творение. Фактът, че населението на нашата планета съществува в магнитно поле и е изложено на въздействието му, както и фактът, че самата земя е гигантски магнит, той е известен дълго време. Много експерти смятат, че магнитното поле на Земята има изключително благоприятен ефект върху здравето на всички живи същества на планетата, други се придържат към други мнения. Нека се обърнем към историята и да видим как е оформената идея за въздействието на магнитното поле.

Магнетизмът получи името си от град Магнезин-синдре, разположен на територията на съвременна Турция, където за първи път са открити от депозитите на магнитното гладене - камък с уникални свойства за привличане на желязо.

Дори преди нашата епоха, хората имаха представа за уникалната енергия на магнит и магнитно поле: не е имало нито една цивилизация, в която магнитите няма да се прилагат под каквато и да е форма за подобряване на човешкото здраве.

Един от първите неща за практическо приложение Магнитът се превърна в компас. Бяха разкрити свойствата на просто продълговало парче магнитна желязо, окачени на нишка или прикрепена към щепсел във вода. В същото време експериментът установи, че такъв субект винаги е разположен по специален начин: един от крайните му се показва на север, а вторият е на юг. Компасът е изобретен в Китай около 1000 г. пр. Хр. и в Европа стана известно само от XII век. Без такава най-проста, но в същото време уникалното навигационно магнитно устройство не би било големи географски открития на XV-XVII век.

В Индия имаше убеждение, че подът на бъдещото дете зависи от позицията на главите на съпрузите по време на зачеването. Ако главите са разположени на север, тогава момичето ще се роди, ако на юг ще се появи момче.

Тибетските монаси, знаещи за влиянието на магнит на човек, прилагат магнити в главата, за да подобрят концентрацията на вниманието и да се увеличи способността да се научат.

Има много други документални доказателства за използването на магнит в древна Индия и арабски страни.

Интересът към влиянието на магнитните полета върху човешкото тяло се появи веднага след отварянето на този уникален феномен и хората започнаха да приписват най-невероятните свойства на магнит. Вярвайки, че фино разгънете "магнитен камък" е отлично слабително средство.

В допълнение, такива свойства на магнита са описани като способност за лечение от вода и лудост, спрете различни видове кървене. В много документи, които са дошли в днешния ден, препоръките често са противоречиви. Например, според някои лекарства, влиянието на магнитния организъм е сравнимо с ефекта на отровата, според други, тя трябва, напротив, да се използва като антидот.

Неодимов магнит: медицински свойства и въздействие върху човешкото здраве

Най-голямото въздействие върху човека се приписва на неодимовите магнити: те имат химична формула NDFEB (неодим - желяз).

Едно от предимствата на такива камъни е способността да се комбинират малки размери и силно въздействие на магнитното поле. Например, неодимов магнит, който има мощност от 200 гаус, тежи около 1 грам и конвенционален железен магнит, имащ една и съща сила, тежи 10 грама.

Неодимските магнити имат друго достойнство: те са доста стабилни и могат да поддържат своите магнитни свойства за много стотици години. Силата на полето на такива камъни намалява с около 1% над 100 години.

Във всеки камък има магнитно поле, което се характеризира с магнитна индукция, измерена в Гаус. Чрез индукция можете да определите силата на магнитното поле. Много често силата на магнитното поле се измерва в Teslas (1 Tesla \u003d 10,000 Гаус).

Терапевтичните свойства на неодимовите магнити са за подобряване на кръвообращението, стабилизиране на налягането, препятствия при появата на мигрена.

Какво дава магнитна терапия и как действа върху тялото

Историята на магнитотерапията като метод за използване на лечебните свойства на магнитите в медицински цели започна преди около 2000 години. В Древен Китай Магнитотерапията се споменава дори в медицинския трактат на император Huangy. В древен Китай се предполага, че човешкото здраве до голяма степен зависи от циркулацията в тялото на вътрешната енергия на чи, която е била генерирана от двете противоположности - ин и ян. В случай на нарушаване на равновесната вътрешна енергия, настъпи болест, която може да бъде излекувана чрез прилагане на магнитни камъни към определени точки на тялото.

Що се отнася до пряко магтетнотерапия, са запазени много периоди от период. Древен ЕгипетОсигуряване на пряко доказателство за използването на този метод за възстановяване на човешкото здраве. Една от легендите на това време разказва за неземната красота и здравето на Клеопатра, която тя се дължи на постоянното носене на магнитната лента по главата.

Случи се истински пробив в магнитотерапията Древен Рим. В известната Pita Poem, Луцерета Кара "по природа на нещата", написана през първия век до n. Той казва: "Също така се случва това последователно, породата желязо може да скача от камъка или да я привлече."

И двата хипократични и аристотел са описани уникалните терапевтични свойства на магнитната руда, а римският лекар, хирургът и философът на Галено са идентифицирали болкоуспокояващите на магнитни предмети.

В края на X век един персийски учен подробно описа влиянието на магнита върху човешкото тяло: той увери, че магнитотерапията може да се използва в мускулния спазд и многобройно възпаление. Има документални доказателства, които описват използването на магнити за увеличаване на мускулната сила, костна сила, намаляване на болката в ставите и подобряване на работата на урогениталната система.

В края на XV - началото на XVI век, някои европейски учени започват да изучават магнитно терапия като наука и нейното приложение за терапевтични цели. Дори съдебният доктор на английската кралица Елизабет I, който страда от артрит, използван за лечение на магнити.

През 1530 г., известният швейцарски д-р Парацел, като проучи магнитотерапията, публикува няколко документа, в които доказателство за ефективността на магнитното поле. Той описва магнита с думите "крал на всички тайни" и започна да използва различни магнитни стълбове, за да постигне определени резултати в лечението. Въпреки че нищо не е било известно на китайската идея на енергията на Чи, той просто вярва, че естествената сила (Archeus) е в състояние да даде на човешката енергия.

Парацелите бяха уверени, че ефектът на магнит върху човешкото здраве е толкова висок, че той му дава допълнителна енергия. Освен това той отбеляза способността на Archeus да стимулира процеса на самозащита. Абсолютно всички възпаления и многобройни болести, според неговото мнение, е много по-добре от лечението с магнит, отколкото използването на обикновени медицински съоръжения. Парацелите на практика са използвали магнити в борбата срещу епилепсия, кървене и разстройство на храносмилането.

Как магнитната терапия засяга тялото и че тя се отнася

В края на XVIII век магнитът започна да се използва широко, за да се отърве от различни заболявания. Продължава да изследва как магнитната терапия засяга тялото, известният австрийски д-р Франц Антон Месмер. Първоначално във Виена, а по-късно в Париж той съвсем успешно се лекува с много заболявания с магнит. Той е толкова изпълнен с въздействието на магнитното поле върху човешкото здраве, което е било защитено от дисертацията, която по-късно е взето като основа за изследване и развитие на ученията за магнитотерапия в западната култура.

Като разчитайки на своя опит, месмерът направи два основни заключения, първата беше, че човешкото тяло търси магнитно поле, наричаше такова влияние "животински магнетизъм". Уникалните магнити, засягащи човек, той счита, че ръководствата на този "животински магнетизъм". Второто заключение се основава на факта, че планетите имат голямо влияние върху човешкото тяло.

Големият композитор Моцарт беше толкова изумен и възхитен от успеха на Mesmer в медицината, който в своята опера "Кози фен Tutte" ("всичко е направено") почувствах тази уникална характеристика на магнитното действие ("това е магнит, a Стоун масов член, който идва от Германия, известен във Франция ").

Също в Обединеното кралство членовете на Кралското медицинско общество, които проведоха изследвания в областта на приложението на магнитното поле, откриха факта, че магнитите могат ефективно да се прилагат за борбата срещу много заболявания нервна система.

В края на 1770 г. френският абат ЛЕНОБЛ каза, че той третира магнитотерапията, като говори на срещата на Кралското медицинско общество. Той докладва за наблюденията си в областта на магнетизма и препоръчва използването на магнити, като се вземе предвид мястото на използване. Той също така стана инициатор на масовото създаване на магнитни гривни и различни видове декорации от този материал за възстановяване. В своите писания той разгледа подробно успешните резултати от лечението на зъбната болка, артрит и други заболявания, пренапрежение.

Какво е необходима магнитна терапия и какво е полезно

След Гражданска война В Съединените щати (1861-1865), магнитотерапията става популярна не по-малка, отколкото в Appea този метод Лечение поради факта, че условията на живот са далеч от Европа. Особено забележимо развитие, придобито в Средния Запад. Предимно хора не са най-добрите, липсват професионални лекари, които трябваше да се справя с самолечение. По това време се продават огромен брой различни магнитни агенти с анестетичен ефект. Много съобщения споменаха уникалните свойства на магнитните лечебни агенти. При жени магнитните декорации са най-популярни, а мъжете предпочитани стелки и колани.

През XIX век са описани много статии и книги, за които нуждите от магнитотерапия и каква е нейната роля в лечението на много заболявания. Например, в доклада на известната френска болница, Salpetner е казал, че магнитните полета са имали собственост за увеличаване на "електрическа съпротива в. \\ T моторни нерви"И следователно много полезно в борбата срещу хемипарема (едностранна парализа).

През ХХ век имотите на магнита започнаха да се използват широко както в науката (при създаване на различно оборудване) и в ежедневието. Постоянните магнити и електромагнитите се намират в генераторите, произвеждащи ток и в електрическите двигатели, които го консумират. Много превозни средства използват силата на магнетизма: кола, тролейбус, локомотив, самолет. Магнитите са неразделна част от много научни инструменти.

В Япония влиянието на магнитите върху здравето е станало предмет на многобройни дискусии и ужасни изследвания. Така наречените магнитни легла, които се използват от японците за премахване на стреса и обвинението на организма "енергия", са станали огромна популярност. Според японски специалисти магнитите помагат добре при претоварване, остеохондроза, мигрена и други заболявания.

Западът взе назаем традициите на Япония. Методи за използване на магнитотерапия намериха много привърженици сред европейските лекари, физиотерапевти и спортисти. В допълнение, като се има предвид това, което е полезно за магнитна терапия, този метод е получил подкрепа от много американски специалисти в областта на физиотерапията, например, на водещия невролог Уилям Филд от Оклахома. Д-р Филд смята, че ефектът от отрицателно магнитно поле върху тялото стимулира производството на мелатонин - хормон на сън - и по този начин го прави по-спокоен.

Някои американски спортисти празнуват положително влияние Магнитно поле за повредени гръбначни дискове след наранявания, както и значително намаляване на болката.

Многобройни медицински експерименти, проведени в американските университети, показват, че появата на съвместни болести се появява поради недостатъчна кръвообращение и нарушаване на нервната система. Ако клетките не получават хранителни вещества в желаното количество, това може да доведе до развитие на хронично заболяване.

Какво помага на магнитотерапията: нови експерименти

Първият в съвременната медицина е отговорът на въпроса "Какво помага на магнитотерапията" през 1976 г., известния японски лекар Никава. Той въведе концепцията за "синдром на недостиг на магнитното поле. След провеждане на редица проучвания бяха описани следните симптоми на този синдром: обща слабост, повишена умора, намаляване на работната мощност, прекъсване на съня, мигрена, болки в ставите и гръбнака, промени в работата на писане и сърдечно-съдова система (хипертония или. \\ T хипотония), промени върху кожата, гинекологична дисфункция. Съответно използването на магнитотерапия ви позволява да нормализирате всички тези държави.

Разбира се, липсата на магнитно поле не става единствена причина за изброените болести, но е по-голямата част от етиологията на тези процеси.

Много учени продължават да поставят нови експерименти с магнитни полета. Може би най-популярният от тях се превръща в експеримент с отслабено външно магнитно поле или неговото отсъствие. В същото време е необходимо да се докаже отрицателното въздействие на такава ситуация върху човешкото тяло.

Един от първите учени, които поставят подобен експеримент, е канадски изследовател Ян Крейн. Той счита, че редица организми (бактерии, животни, птици), които са били в специална камера с магнитно поле. Беше значително по-малко от полето на земята. След като бактериите прекараха три дни в такива условия, способността им да се умножи 15 пъти, невромоторната активност в птиците започна да се проявява много по-лошо, мишките започнаха да се наблюдават сериозни промени в метаболитните процеси. Ако престоя в отслабеното магнитно поле е по-дълъг, в тъканите на живите организми възникват необратими промени.

Подобен експеримент беше извършен и група руски учени под ръководството на лъва Непомономия: към камерата, затворени от магнитното поле на земята, бяха поставени специални екран, бяха поставени мишки.

Един ден по-късно те започнаха да спазват разграждането на тъканите. Младите животни се появяват на светлината на LYSII, а по-късно те развиха много болести.

Към днешна дата са известни голям брой подобни експерименти и подобни резултати се наблюдават навсякъде: намаление или отсъствие на естествено магнитно поле допринася за сериозно и бързо влошаване при всички приложими към организмите. Също така се използват многобройни видове естествени магнити, които се образуват естествено от вулканична лава, съдържаща желязо и атмосферен азот. Такива магнити бяха още хиляди години.

Магнити и магнитни свойства на материята
Най-простите прояви на магнетизма са известни много дълго време и са познати на повечето от нас. Тези привидно прости явления въз основа на основните принципи на физиката се управляват само сравнително наскоро. Има магнити от две различни видове. Някои от тях са така наречени постоянни магнити от "магнитни твърди" материали. Техните магнитни свойства не са свързани с използването на външни източници или течения. Другият тип включва така наречените електромагнити с ядро \u200b\u200bот "магнитно мек" желязо. Създадените от тях магнитни полета се дължат главно на факта, че през проводника преминава електрически ток.
Магнитни полюси и магнитно поле. Магнитните свойства на радиатора са най-забележими близо до краищата. Ако такъв магнит е окачен за средната част, така че тя може свободно да се върти в хоризонталната равнина, тогава тя ще заема позицията приблизително съответстваща на посоката от север на юг. Краят на пръчката, сочещ към север, се нарича Северният полюс, а противоположният край - южният полюс. Върските полюси от два магнита се привличат един към друг и същите имена се отблъскват. Ако носите железен пръст с ниски доходи на един от магнитните полюси, тогава последното ще намалее временно. В същото време полюсът на магнитния бар на магнит на магнитната лента ще бъде противоположно на името и далечното - същото име. Обяснява се привличането между магнитния полюс и противоположния полюс в Брук и магнитното действие. Някои материали (например стомана) сами стават слаби постоянни магнити, след като са близо до постоянен магнит или електромагнит. Стоманената пръчка може да бъде намагнетнато, просто чрез прекарване на края на края на основния постоянен магнит. Така магнитът привлича други магнити и предмети от магнитни материали, без да е в контакт с тях. Такова действие се обяснява с съществуването в пространството около магнитния магнит. Някои идеи за интензивността и посоката на това магнитно поле могат да бъдат получени чрез изливане на лист от картон или стъкло, положени върху магнит, железен стърготини. Дъскорезниците са облицовани с вериги по посока на полето, а линиите от стърготините ще съответстват на интензивността на това поле. (Валутата на магнитното поле е по-дебел, където интензивността на магнитното поле е най-висока.) М. Фарадей (1791-1867) е въведен за магнити концепцията за затворени индукционни линии. Индукционните линии отиват в заобикалящото място от магнит на северния полюс, влезте в магнита в южния полюс и преминават вътре в магнитния материал от южния полюс обратно към север, образувайки затворен контур. Общият брой на индукционните линии, излизащи от магнита, се нарича магнитен поток. Плътността на магнитния поток или магнитната индукция (Ь) е равна на броя на индукционните линии, преминаващи чрез нормално чрез елементарната платформа на една стойност. Магнитната индукция се определя от силата, с която магнитното поле действа върху проводника в него. Ако проводникът, чрез който токът I преминава, се намира перпендикулярно на индукционните линии, след това съгласно закона на ампер, силата F, действаща върху проводника, е перпендикулярна на полето и проводник и пропорционална на магнитната индукция, ток и пропорционална на магнитната индукция, ток и пропорционален на магнитната индукция дължината на проводника. По този начин, за магнитна индукция B, можете да напишете израз

Където е силата в Нютон, аз - ток в ампери, l е дължината на измервателите. Единица за измерване на магнитната индукция е Tesla (TL)
(Вж. Също електричество и магнетизъм).
Галванометър. Галванометърът е чувствително устройство за измерване на слаби течения. Галванометърът използва въртящия момент, възникващ при взаимодействието на постоянен магнит с форма на подкова, с малка хитрална намотка (слаба електромагнит), окачена в пропастта между полюсите на магнита. Въртящият момент и следователно отклонението на намотката е пропорционално на текущата и пълната магнитна индукция във въздушната междина, така че скалата на устройството с малки отклонения на бобината е почти линейна. Magnetiting сила и силата на магнитно поле. След това трябва да въведете друга стойност, която характеризира магнитния ефект на електрическия ток. Да предположим, че токът преминава през проводника на дългата бобина, в която се намира магнитният материал. Магнитиращата сила се нарича продукт на електрическия ток в намотката върху броя на нейните завои (тази сила се измерва в ампера, тъй като броят на завоите е стойността на безразмерна). Напрежението на магнитното поле Н е равно на намагнитната сила на единица дължина на бобината. Така стойността на Н се измерва в ампера на метър; Той определя намагнитването, придобито от материала вътре в бобината. Във вакуум магнитна индукция В пропорционална на напрежението на магнитното поле Н:

Където m0 - т.нар Магнитна константа с универсална стойност от 4PC10-7 GN / m. В много материали стойността В е приблизително пропорционална на N. Въпреки това, при феромагнитни материали, съотношението между b и h е малко по-сложно (какво ще се каже по-долу). На фиг. 1 показва прост електромагнит, предназначен за залавяне на товар. Източникът на енергия е батерията постоянен ток. Фигурата също така показва електропроводите на полето ElectroMagnet, което може да бъде разкрито чрез обичайния метод на железен стърготини.

Големи електромагнити с железни ядра и много голям брой ампер-завои, работещи в непрекъснат режим, имат голяма магнитна сила. Те създават магнитна индукция до 6 t. в интервала между поляците; Тази индукция е ограничена само чрез механични напрежения, нагревателни намотки и магнитна насищане на ядрото. Редица гигантски електромагнити (без ядро) с охладени вода, както и инсталации за създаване на импулсни магнитни полета, е конструиран от PL Kapitsa (1894-1984) в Кейпбридж и в Института по физически проблеми на Академията на Науки на USSR и F.Birit (1902-1967) Масачузетс технологичен институт. На такива магнити успяха да достигнат до 50 tle. Сравнително малък електромагнит, който създава полета до 6.2 Т., който консумира електрическата мощност от 15 kW и охладен от течен водород, е разработена в националната лаборатория на Losalamamos. Такива полета се получават при криогенни температури.
Магнитна пропускливост и роля в магнетизма. Магнитната пропускливост m е стойност, която характеризира магнитните свойства на материала. Феромагнитните метали Fe, Ni, CO и техните сплави имат много висока максимална пропускливост - от 5000 (за Fe) до 800 000 (за супермалоа). В такива материали, с относително ниска интензитет на полето H, възниква голяма индукция B, но връзката между тези ценности, общо казано, е нелинейна поради явлението на насищане и хистерезис, посочена по-долу. Феромагнитните материали са силно привлечени от магнити. Те губят своите магнитни свойства при температури над точката на Кюри (770 ° C за Fe, 358 ° C за Ni, 1120 ° C за CO) и се държат като парамани, за които индукцията Б е до много високи стойности на h в пропорционално на него - в точност точно както се осъществява във вакуум. Много елементи и съединения са парамалентични при всички температури. Парамамагнитните вещества се характеризират с майчина в външно магнитно поле; Ако това поле е изключено, paramagnetics се връщат в леко състояние. Магнетизиране във феромагните се запазва и след изключване на външното поле. На фиг. Фигура 2 показва типичен хистерезисен контур за магнитно твърдо (с големи загуби) феромагнитен материал. Той характеризира двусмислената зависимост на намагнитването на магнитно подредения материал от напрежението на магнитното поле. С увеличаване на напрежението на магнитното поле от оригиналната (нула) точка (1), магнетизацията върви по барлайн 1-2, а стойността m варира значително, тъй като намалява магнетизацията на пробата. В точка 2 се постига насищане, т.е. С по-нататъшно увеличаване на напрежението, намагнитването вече не се увеличава. Ако сега постепенно намалявате стойността на Н до нула, тогава кривата b (h) не трябва да бъде толкова дълго, колкото пътя, но преминава през точка 3, откриване на "памет" на материала за "последната история", откъде и Името "хистерезис". Очевидно е, че в същото време е запазена остатъчна магнетизация (сегмент 1-3). След смяна на посоката на магнитното поле до обратната крива в з) прохода на точка 4, и сегментът (1) - (4) съответства на принудителната сила, която възпрепятства демагнетизацията. По-нататъшният ръст на стойностите (-Н) води кривата на хистерезиса в третия квадрант - раздел 4-5. Следното намаление на стойността (-Н) до нула и след това се увеличава положителни стойности H ще доведе до затваряне на хистерезис през точки 6, 7 и 2.

Магнитно твърдите материали се характеризират с широк хистерезис, покриващ значителна площ в диаграма и следователно съответстваща на големи стойности на остатъчната магнетизация (магнитна индукция) и принудителна сила. Тесен хистерезис (фиг. 3) е характерен за магнитното меки материали - като мека стомана и специални сплави с голяма магнитна пропускливост. Такива сплави са създадени, за да се намали хистерезисът на енергийните загуби. Повечето от тези специални сплави, като ферити, имат висока електрическа устойчивост, поради което не само магнитните загуби са намалени, но и електрически поради вихрови токове.

Магнитните материали с висока пропускливост се произвеждат чрез отгряване, проведено с постоянна температура от около 1000 ° С, последвано от отпуск (постепенно охлаждане) до стайна температура. В същото време, преди механичната и термичната обработка са много значими, както и отсъствието в извадката от примеси. За ядра трансформатори в началото на 20-ти век. Разработена е силицева стомана, чиято величина се увеличава с увеличаване на съдържанието на силиций. Между 1915 и 1920 г. имаше pumalloi (ni alloys с Fe) с тесен тесен и почти правоъгълен хистерезис. Особено високи стойности на магнитната пропускливост m при малки стойности на Н се различават сплави хипертиккли (50% Ni, 50% FE) и MU-метал (75% Ni, 18% Fe, 5% CU, 2% CR ), докато в Perminvar (45% Ni, 30% Fe, 25% CO) Стойността m е почти постоянна в широките граници на промяната на силата на полето. Сред съвременните магнитни материали трябва да се споменат от Supermalla - сплав с най-висока магнитна пропускливост (неговият състав включва 79% Ni, 15% Fe и 5% MO).
Теории за магнетизъм. За първи път един предположен, че магнитните явления в крайна сметка ще бъдат намалени до електрически, възникнали в Ампер през 1825 г., когато изрази идеята за затворени вътрешни микротонове, циркулиращи във всеки атом на магнит. Въпреки това, без никакво потвърждение на такива течения в веществото (електронът е отворен от J.Tomson едва през 1897 г. и описанието на структурата на атома е дадено от Ръдърфорд и Бор през 1913 г.) тази теория "вдигната". През 1852 г. V.VeBere предполага, че всеки атом на магнитно вещество е малък магнит, или магнитна дипол, така че общото намагнитизиране на веществото се постига, когато всички отделни атомни магнити са изградени в определен ред (фиг. 4, b ). Вебер вярваше, че поддържането на поръчката си в противоречие с нарушаващия ефект на термичните трептения от този елементарен магнит помага на молекулярно или атомно "триене". Неговата теория е в състояние да обясни магнетизацията на телата, когато се свърже с магнита, както и тяхната демагнетизация по време на удара или нагряване; И накрая, "възпроизвеждането" на магнитите беше обяснено при рязане на магнитната игла или магнитна пръчка на части. И все пак тази теория не обясни произхода на елементарните магнити, нито явленията на насищане и хистерезис. Теорията на Weber е подобрена през 1890 г. J. EVING, заменена от идеята за атомна триене на интетатомни ограничителни сили, като помага за поддържане на поръчката на елементарни диполи, които представляват постоянен магнит.

Подходът към проблема, предложен от ампере, след като е получил втори живот през 1905 г., когато П. Лужвен обясни поведението на парамагнитните материали, като приписва всеки атом вътрешния некомпенсиран електронен ток. Според Lanzhen, това са тези течения, които образуват малки магнити, хаотичен ориентиран, когато няма външно поле, но закупуването на поръчана ориентация след нейното приложение. В същото време подходът към пълното подреждане съответства на наситеността на намагнитването. В допълнение, Lanzhen въведе концепцията за магнитен момент, равен на отделен атомен магнит, продукта на "магнитния заряд" на полюса до разстоянието между поляците. По този начин слаб магнетизъм на парамагнитните материали се дължи на общия магнитен момент, създаден от некомпенсирани електронни течения. През 1907 г. P. Wece въведе концепцията за "домейн", която стана важен принос за съвременната теория на магнетизма. Устойчивостта представляват домейни под формата на малки "колонии" атоми, в които магнитните моменти на всички атоми поради някои причини са принудени да запазят една и съща ориентация, така че всеки домейн да се намагне до насищане. Отделен домен може да има линейни размери от около 0.01 mm и съответно, обемът от около 10-6 mm3. Домените са разделени от така наречените стени на Bloch, чиято дебелина не надвишава 1000 атомни размера. "Стената" и две противоположно ориентирани домейн са схематично показани на фиг. 5. Такива стени са "преходни слоеве", което се случва в посока на магнетизиране на домейни.

В общия случай, три секции могат да бъдат разграничени по първоначалната крива на магнетизиране (фиг. 6). В първоначалния участък стената под действието на външното поле се движи през дебелината на веществото до дефекта на кристалната решетка, която го спира. Чрез увеличаване на силата на полето можете да принудите стената да продължите, през средната част между пунктираните линии. Ако след това силата на полето се решава до нула, тогава стените няма да се върнат в първоначалното си положение, така че пробата ще остане частично намагнитна. Това обяснява хистерезиса на магнита. В крайния раздел на кривата процесът завършва чрез насищане на магнетизацията на пробата поради поръчката на намагнитването в най-новите безредични домейни. Такъв процес е почти напълно обратим. Магнитната твърдост показват тези материали, в които ядрената решетка съдържа много дефекти, които предотвратяват движението на междуградските стени. Това може да бъде постигнато чрез механично и топлинна обработка, например чрез компресиране и последващо синтезиране на праховия материал. В сплавите и техните аналози същият резултат се постига чрез сливане на метали в сложна структура.

В допълнение към парамаментите и феромагнитните материали, има материали с така наречените антиферомагнитни и феримагнитни свойства. Разликата между тези видове магнетизъм е обяснена на фиг. 7. Въз основа на представянето на домейни парамагнитезмът може да се разглежда като явление поради наличието в материала на малките групи магнитни диполи, в които отделни диполи взаимодействат много лошо помежду си (или не взаимодействат изобщо) и следователно произволни ориентации приемат в отсъствието на външно поле (фиг. 7, а). В феромагнитните материали, в рамките на всеки домен, има силно взаимодействие между отделните диполи, което води до подредената паралелна сграда (фиг. 7, б). В противоферпроомагнитни материали, напротив, взаимодействието между отделни диполи води до тяхната анти-паралелна поръчана облицовка, така че пълният магнитен момент на всеки домен е нула (фиг. 7, б). Накрая, при фримагнитни материали (например ферити), има и паралелно и анти-паралелно подреждане (фиг. 7, d), което води до слаб магнетизъм.

Има две убедителни експериментални потвърждения за съществуването на домейни. Първият от тях е така нареченият BARKHAUSEN ефект, а вторият е методът на праховите фигури. През 1919 г. Barkhausen установи, че когато външното поле се прилага към проба от феромагнитен материал, неговите намазтни промени в малките дискретни части. От гледна точка на теорията на домейна не е нищо повече от промоция на скок на стената на кръстосаната стена, която отговаря на индивида за забавяне на дефекти по пътя си. Този ефект обикновено се открива с помощта на намотка, в която се поставя феромагнитна катастрофа или проводник. Ако последователно донесете в извадката и отстранете силен магнит от него, пробата ще бъде увеличена и ще бъде повторна. Превъртането на промените в намагнитването на пробата променя магнитния поток през бобината и индукционният ток е развълнуван. Напрежението, произтичащо от това в бобината, се засилва и се подава към входа на двойката акустични слушалки. Кликванията, възприемани чрез слушалки, показват промяна в скоба в намагнитването. За да се открие структурата на домейна на магнита чрез метода на фигури на прах върху добре полирана повърхност на магнетизирания материал, се прилага капка с колоидна суспензия на феромагнитния прах (обикновено Fe3O4). Праховите частици се заселят главно на места с максимална нехомогенност на магнитното поле - при границите на домейните. Такава структура може да бъде изследвана под микроскоп. Предложен е също метод, основан на преминаването на поляризирана светлина чрез прозрачен феромагнитен материал. Първоначалната теория на Weiss Magnetism в основните му характеристики е запазила своята стойност към настоящето, след като е получила актуализирана интерпретация, основана на представителството на некомпенсираните електронни завъртания като фактор, определящ атомния магнетизъм. Хипотезата за съществуването на собствения си момент в електрона е номиниран през 1926 г. Haudsmith и J. Yulebeck, а сега е електрони като "елементарни магнити" като центрофуден носител. За да обясним тази концепция, ние считаме (фиг. 8) свободен атом от желязо - типичен феромагнитичен материал. Две от черупките му (K и L), най-близкият до ядрото, изпълнен с електрони, и двама от тях са поставени на две, а на втория - осем електрона. В K-Shell, завъртането на един от електроните е положително, а другото е отрицателно. В L-Shell (по-точно в две субоиди), четири от осемте електрона са положителни, а други имат отрицателни гърбове. И в двата случая завъртанията на електроните в една обвивка са напълно компенсирани, така че пълният магнитен момент е нула. В M-Shell ситуацията е различна, тъй като от шест електрона в третата подводница, пет електрона имат гръбчета, насочени в една посока и само шестият - на друг. В резултат на това остават четири некомпресора, които причиняват магнитните свойства на железния атом. (В външната N-Shell има само два валентни електрона, които не допринасят за магнетизма на железния атом.) По същия начин обяснява магнетизма и други феромагнити, като никел и кобалт. Тъй като съседните атоми в желязната проба силно взаимодействат помежду си и техните електрони са частично колегирани, такова обяснение трябва да се разглежда само като визуална, но много опростена схема на реалната ситуация.

Теорията на атомния магнетизъм, основана на електронното въртене, се подсилва от два интересни геромагнитни експеримента, единият от които е проведен от А. Айнщайн и VDE Гааз, а другият е S. Barnett. В първия от тези експерименти цилиндрикът от феромагнитния материал се суспендира, както е показано на фиг. 9. Ако намотката прескача тока, цилиндърът става около оста. Когато текущата посока се промени (и следователно, магнитното поле) се завърта в обратна посока. И в двата случая ротацията на цилиндъра се дължи на поръчката на електронните завъртания. В експеримента на Barnett, напротив, също така суспендира цилиндрик, рязко даден на състоянието на въртене, се намагнизира в отсъствието на магнитно поле. Този ефект се обяснява с факта, че магнитният момент се върти, се създава жироскопски момент, стремеж за завъртане на центровете по посока на собствената си ос на въртене.

За по-пълно обяснение на естеството и произхода на силите за къси разстояния, подреждане на съседни атомни магнити и противопоставяне на нарушеното влияние на термичното движение, тя трябва да бъде посочена за квантова механика. Квансово-механичното обяснение на естеството на тези сили е предложено през 1928 г. V.Gaisenberg, който постулира съществуването на обменни взаимодействия между съседните атоми. По-късно Бети и Й. Среч показаха, че силите за обмен се увеличават значително с намаляване на разстоянието между атомите, но при постигането на малко минимално междумутечно разстояние спад до нула.
Магнитни свойства на материята
Едно от първите обширни и систематични проучвания на магнитните свойства на веществото е извършено от P.Curi. Той установи, че в своите магнитни свойства, всички вещества могат да бъдат разделени на три класа. Първият включва вещества с рязко изразени магнитни свойства, подобни на свойствата на желязото. Такива вещества се наричат \u200b\u200bферомагнитни; Магнитното им поле е забележимо на значителни разстояния (виж по-горе). Във втория клас има вещества, наречени парамагнитни; Техните магнитни свойства обикновено са подобни на свойствата на феромагнитни материали, но много по-слаби. Например, силата на привличането към полюсите на мощен електромагнит може да грабне от ръцете си железния чук и да открие привличането на парамагнитното вещество към същия магнит, е необходимо, като правило, много чувствителни аналитични скали. Последният трети клас включва така наречените диамгентни вещества. Те се отблъскват от електромагнит, т.е. Силата, действаща върху Diamagnectics, е насочена срещу тази, която действа върху феро и парамагнитет.
Измерване на магнитни свойства. При изучаване на магнитни свойства най-важни са два вида измервания. Първият от тях измерва силата, действаща върху извадката близо до магнита; Това определя намагнитването на пробата. Вторият е измерването на "резонансните" честоти, свързани с намагнитването на веществото. Атомите са малки "жироскопи" и в магнитното поле преценяват (като конвенционален връх влияят на въртящия момент, генериран от гравитацията) с честота, която може да бъде измерена. В допълнение, безплатните регулируеми частици се движат под прав ъгъл към магнитните индукционни линии, сила действа като върху електронния ток в проводника. Той причинява движеща се частица по кръгла орбита, чийто радиус е даден от експресията R \u003d MV / EB, където m е масата на частицата, V е неговата скорост, Е е нейният заряд и b е магнитното индукция на полето. Честотата на такова кръгово движение е равно

където f се измерва в Hertz, e - в кулона, m - в килограми, b - в Teslas. Тази честота характеризира движението на заредени частици в дадено вещество в магнитно поле. И двата вида движения (прецесия и движение в кръгови орбити) могат да бъдат развълнувани от променливи полета с резонансни честоти, равни на "естествени" честоти, характерни за този материал. В първия случай резонансът се нарича магнитна, а във втория - циклотрон (поради сходството с цикличното движение на субатомната частица в циклотрона). Говорейки за магнитните свойства на атомите, е необходимо да се подчертае в техния момент на инерция. Магнитното поле действа върху въртящия се атомния дипол, стремеж да го включи и да инсталира успоредно на полето. Вместо това, атом започва до прецесия около посоката на полето (фиг. 10) с честота в зависимост от диполния момент и приложената сила на полето.

Прекацията на атомите не е пряко наблюдение, тъй като всички атоми на проба са предшестващи в различни фази. Ако приложите малко променливо поле, изпратено перпендикулярно на постоянно поле за поръчка, тогава е установено определено съотношение на фаза между преценяващите атоми и общият им магнитен момент започва предварително с честотата, равна на честотата на прецесия на отделни магнитни моменти. Ъгловата скорост на прецесията е важна. Като правило, това е величината на порядъка на 1010 Hz / Tl за магнетизиране, свързано с електрони, и около 107 Hz / Tl за магнетизация, свързана с положителни заряди в атомните ядра. Схематичната диаграма на инсталацията за наблюдение на ядрения магнитен резонанс (NMR) е представена на фиг. 11. В хомогенно постоянно поле между поляците се въвежда изследваното вещество. Ако след това с малка намотка, покриваща епруветката, възбудете радиочестотното поле, можете да постигнете резонанс при определена честота, равна на честотата на прецесия на всички ядрени "жироскопи" на пробата. Измерванията са подобни на конфигурацията на радиото на честотата на определена станция.

Магнитните резонансни методи позволяват да се изследват не само магнитните свойства на специфичните атоми и ядра, но и свойствата на тяхната среда. Факт е, че магнитните полета в твърдите вещества и молекулите са неродишни, тъй като те са изкривени от атомни заряди, а частите на инсулт на експерименталната резонансна крива се определят от местното поле в областта на преценяването на ядрото. Това дава възможност да се проучат характеристиките на структурата на дадена проба с резонансни методи.
Изчисляване на магнитни свойства. Магнитната индукция на земното поле е 0.5 * 10 -4 T., докато полето между стълбовете на силния електромагнит е около 2 tles или повече. Магнитното поле, създадено по всяка токова конфигурация, може да се изчисли с помощта на Bio-savara - лапласна формула за магнитна индукция на полето, генерирано от текущия елемент. Изчисляване на полетата, създадени от контурите от различни форми и цилиндрични намотки, в много случаи много сложни. Следните са формули за редица прости случаи. Магнитна индукция (в тесла), създадена от дълъг директен тел с ток I (усилвател), на разстояние r (метри) от тел е равно на

Индукция в центъра на кръговия обрат на радиус R с ток I е равен на (в същите единици):

Стегнато намотка на жицата без желязна ядро \u200b\u200bсе нарича соленоид. Магнитната индукция, създадена от дълъг соленоид с броя на завоите n в точка, доста отстранен от неговите краища, е равен на

Тук стойността на Ni / L е броят на ампера (ампер-завои) на единица дължина на соленоида. Във всички случаи магнитното поле на тока е насочено перпендикулярно на този ток и силата, действаща върху тока в магнитното поле, е перпендикулярна на тока и магнитното поле. Полето на магнетизирана желязна пръчка е подобно на външното поле на дългия соленоид с броя на усилванията на единица дължина, съответстваща на тока в атомите на повърхността на магнетизирана пръчка, тъй като токовете вътре в пръчката се компенсират взаимно (Фиг. 12). Чрез името на ампер, такъв повърхностен ток се нарича аммерски. Напрежението на магнитното поле ха, създадено от ток на амил, е равно на магнитния момент на обема на уреда на М.

Ако в соленоида е вмъкнат железен прът, след това освен това, че соленоидният ток създава магнитно поле Н, подреждането на атомните дилоли в магнетизирания материал на пръчката създава магнетизиране на М. В този случай общият магнитният поток е определя се от сумата на реалните и ампер, така че b \u003d m0 (h + ha) или b \u003d m0 (Н + m). Съотношението m / h се нарича магнитна чувствителност и е посочена от гръцката буква в; C е безразмерна стойност, която характеризира способността на организма да намалява в магнитно поле.
B / H стойност, характеризираща магнитни свойства
Материалът се нарича магнитна пропускливост и се обозначава с MA, с ma \u003d m0m, където УО е абсолютно, и m е относителна пропускливост, m \u003d 1 + c. При феромагнитните вещества, C стойността може да има много големи стойности - 10 4-10 6. Стойността С в парамагнитни материали е малко по-голяма и диагнит е малко по-малък. Само във вакуум и в много слаби полета на стойността c и m са постоянни и не зависи от външното поле. Зависимостта на индукцията В от Н е обикновено нелинейна и нейните графики, т.нар. Кривите на магнетизиране за различни материали и дори при различни температури могат да се различават значително (примерите за такива криви са показани на фиг. 2 и 3). Магнитните свойства на веществото са много сложни и задълбочен анализ на структурата на атомите, техните взаимодействия в молекулите, техните сблъсъци в газове и тяхното взаимно влияние в твърди вещества и течности са необходими; Магнитните свойства на течностите са все още най-слабо. - полета с напрежение H? 0.5 \u003d 1.0 me (граничен балсам). По-ниската стойност на S. m. P. max. Стойността на стационарното поле \u003d 500 kE, към ROE може да бъде достъпно за инструментите. Техники, горно поле 1, дори кратко. Въздействие върху пай ... ... Физическа енциклопедия

Секцията на физиката, която изучава структурата и свойствата на твърдите вещества. Научни данни за микроструктурата на твърдите вещества и физичните и химичните свойства на компонентите на техните атоми са необходими за развитието на нови материали и технически устройства. Физика ... ... Цвят на енциклопедия

Секцията на физиката, обхващаща познания за статичното електричество, електрически течения и магнитни явления. Електростатиката в електростатиката се счита за явления, свързани с почиващите електрически заряди. Наличието на сили, действащи между ... ... Цвят на енциклопедия

- (от древния гръцки. Физис природата). Древна наречена Физика Всяко проучване на околния свят и природата явления. Такова разбиране на термина по физика е запазено до края на 17-ти век. По-късно се появиха няколко специални дисциплини: химия, проучване на имоти ... ... Цвят на енциклопедия

Терминът по отношение на атомите и атомните ядра може да означава следното: 1) зарязан миг, или завъртане, 2) магнитни дипски момент, 3) електрически квадрупол момент, 4) други електрически и магнитни моменти. различни видове… … Цвят на енциклопедия

Електрически аналог на феромагнетизма. Точно както при феромагнитни вещества, остатъчната магнитна поляризация (момент) се проявява при поставянето им в магнитното поле, в образуването на фероелектрични диелектрици електрическо поле,… … Цвят на енциклопедия

WIR VERWENDEN бисквитки für die beste präsentation UnsoSer уебсайт. Wenn Sie Diese сайт Weiterhin Nutzen, Stimmen Sie Dem Zu. ДОБРЕ.

Всеки държеше магнит в ръцете си и ги развесели в детството. Магнитите могат да бъдат много различни във форма, размери, но всички магнити имат обща собственост - Те привличат желязо. Изглежда, че те сами са направени от желязо, във всеки случай, от някакъв метал със сигурност. Има обаче "черни магнити" или "камъни", те също привличат жлезите силно и особено един друг.

Но те не са като метал, те лесно се уплашават като стъкло. Магнитите за ферми съдържат много полезни случаи, например, удобно с помощта на хартиените листове за "PIN" за железни повърхности. Магнитът е удобен за събиране на изгубени игли, така че, както виждаме, това е напълно безкрайно нещо.

Наука 2.0 - големи скокове - магнити

Магнит в миналото

Повече древен китайски преди повече от 2000 години знаеха за магнити, поне това, което това явление може да се използва за избор на посока при пътуване. Това означава, че е измислен компас. Философите в Древна Гърция, хората са любопитни, събирайки различни невероятни факти, се сблъскват с магнити в близост до град Магнес в Малая Азия. Там откриха странни камъни, които могат да привлекат желязо. По това време това не беше по-малко страхотно, отколкото в нашето време извънземни.

Още по-изненадващо изглеждаше, че магнитите са далеч от всички метали, но само желязо, и самият желязо може да стане магнит, макар и не толкова силен. Може да се каже, че магнитът е привлече не само желязо, но и любопитството на учените и премести много такава наука като физика. Фалес от Милета пише за "магнитния магнит", а римският сиин Лукрения Кар - за "бушуващото движение на железен стърготини и пръстени", в есето му "по природа на нещата". Вече можеше да забележи присъствието на два полюса от магнит, който по-късно, когато морякът започна да използва компаса, получи имената в чест на страните на света.

Какво е магнит. Прости думи. Магнитно поле

Магнитът приема сериозно

Природата на магнитите не може да обясни дълго време. С помощта на магнити се отвориха нови континенти (моряците все още принадлежат към компаса с голямо уважение), но никой не знаеше нищо за самата природа на магнетизма. Работите бяха извършени само за подобряване на компаса, който все още се занимаваше с географа и навигатора Кристофър Колумб.

През 1820 г. датският учен Ханс Христон Ертър е бил най-важното откритие. Той инсталира действието на жицата с електрически удар на магнитна стрелка и като учен, разбраха експериментите, както се случва различни условия. През същата година френският физик Хенри ампер направи хипотеза за елементарни кръгови течения, протичащи в магнитни молекули. През 1831 г. англичанинът Майкъл Фарадей с помощта на изолирана телена и магнитна бобина провежда експерименти, показващи това механична работа Можете да се превърнете в електрически ток. Той също така установява закона за електромагнитната индукция и въвежда понятието "магнитно поле" в обжалване.

Законът на Фарадей установява правилото: за затворен контур, електромоторната сила е равна на скоростта на промяна на магнитния поток, преминаващ през тази верига. В този принцип всички електрически машини работят генератори, електродвигатели, трансформатори.

През 1873 г. шотландският учен Джеймс К. Максуел намалява магнитните и електрическите явления в една теория, класическа електродинамика.

Вещества, които могат да увеличат, са получили името на феромагните. Това име свързва магнитите с желязо, но освен това, способността за магнетизиране все още се намира в никел, кобалт и някои други метали. Тъй като магнитното поле вече е преминало в областта на практическото използване, магнитните материали са станали много внимание.

Започнаха експерименти със сплави от магнитни метали и различни добавки в тях. Тя струва на получените материали много скъпи и ако Werner Siemens не се случи на идеята да замени магнитната стомана, намагнит с относително малък ток, тогава светът не би виждал електрически трамвай и Siemens. Siemens все още се занимава с телеграфни устройства, но тук имаше много конкуренти, а електрическият трамвай даде много пари от компанията и в крайна сметка издърпа останалото.

Електромагнитна индукция

Основни стойности, свързани с магнитите в техниката

Ние ще се интересуваме от главно магнити, т.е. феромагнес и оставете малко настрана почивка, много обширен район на магнит (по-добре да кажа електромагнит, в памет на максуел) явления. Ще имаме тези, които са приети в C (килограм, метър, второ, усилватели) и техните деривати:

л. Полево напрежение, H, a / m (amp на метър).

Тази стойност характеризира силата на полето между паралелните проводници, разстоянието между което е 1 m и текущият поток 1 А. Силата на полето е векторна величина.

л. Магнитна индукция, B, tesla, плътност на магнитен поток (weber / m.kv.)

Това текущо съотношение чрез проводника до дължината на кръга, на радиуса, на който се интересуваме от стойността на индукцията. Кръгът се намира в равнината, който проводникът пресича перпендикулярно. Това включва мултипликатор, наречен магнитна пропускливост. Това е величина на вектор. Ако психически погледнете в края на проводника и приемете, че текущите потоци към нас, тогава магнитните кръгове "завъртете" по посока на часовниковата стрелка и индукционният вектор се нанася върху допирателната и съвпада с тях в посоката.

л. Магнитна пропускливост, μ (относителна стойност)

Ако вземем магнитната пропускливост на вакуума за 1, тогава за други материали ще получаваме подходящите стойности. Например, за въздух ще получим величината, почти същото като за вакуума. За желязо, ние получаваме значително големи количества, така че да можете да разберете (и много точно) да кажете, че желязото "изтегля" мощността на магнитните линии. Ако силата на полето в бобината без ядро \u200b\u200bще бъде равна на H, тогава ние получаваме μh с ядрото.

л. Принудителна сила, A / m.

Принудителната сила показва как магнитният материал се противопоставя на демагнизацията и рекултивацията. Ако токът в намотката е напълно премахнат, ядрото ще бъде остатъчна индукция. За да го направите равен на нула, трябва да създадете поле от някакво напрежение, но обратно, т.е. да поставите тока в обратна посока. Това напрежение се нарича принудителна сила.

Тъй като магнитите на практика винаги се използват в някаква връзка с електричеството, не трябва да се изненадва, че такава електрическа стойност като усилвател се използва за описание на техните свойства.

От казаното следва възможността, например, нокът, който е участвал в магнит, да се превърне в самия магнит, макар и по-слаб. На практика се оказва, че дори децата, които се забавляват с магнитите, знаят за това.

Магнити в техниката Съществуват различни изисквания, в зависимост от това къде отиват тези материали. Феромагнитните материали са разделени на "меки" и "твърди". Първото преминаване на производството на сърцевини за инструменти, където магнитният поток е постоянен или променлив. Не можете да направите добър самостоятелен магнит от меки материали. Те са твърде лесно размажини и тук е най-ценният имот тук, тъй като релето трябва да "освободи", ако токът е изключен, а електрическият двигател не трябва да се затопля - прекомерната енергия се изразходва за намагнитването.

Как изглежда едно магнитно поле? Игор Белетски

Постоянни магнити, които са тези, които се наричат \u200b\u200bмагнити и изискват твърди материали за тяхното производство. Твърдостта се разбира магнитна, т.е. голяма остатъчна индукция и голяма принудателна сила, тъй като, както видяхме, тези стойности са тясно свързани. Магнитите са въглеродни, волфрам, хром и кобалт стомана. Тяхната принудителна сила достига до стойностите около 6500 автомобила.

Има специални сплави, наречени Alny, Alnisi, Alnic и много други, както можете да предположите в тях, да влязат в алуминий, никел, силиций, кобалт в различни комбинации, които имат по-голяма принудителна сила - до 20 000 ... 60000 превозни средства. Такъв магнит не е толкова лесно да се откъсне желязото.

Има магнити, специално проектирани да работят с повишена честота. Това е много известен "кръгъл магнит". Той е "добит" от неподходящия говорител от колоната на музикалния център или автомобилното радио или дори телевизора от минали години. Този магнит е направен чрез синтеровани железни оксиди и специални добавки. Такъв материал се нарича феритен, но не всеки ферит е специфично намагнит. И в говорителите се използва поради намаляване на безполезни загуби.

Магнити. Откритие. Как работи?

Какво се случва в магнита?

Поради факта, че атомите на веществата са особени "букети" на електричеството, те могат да създадат своето магнитно поле, но само в някои метали, които имат подобна атомна структура, тази способност е много изразена. Както железният, така и кобалт, и никел стоят в периодичната система Mendeleev в близост и имат сходни структури на електронни черупки, които превръщат атомите на тези елементи в микроскопични магнити.

Тъй като металите могат да се нарекат замразена смес от различни кристали с много малък размер, тогава е ясно, че магнитните свойства на такива сплави могат да бъдат много. Много групи атоми могат да "разположат" собствените си магнити под влиянието на съседите и външните полета. Такива "общности" се наричат \u200b\u200bмагнитни домейни и образуват много странни структури, които все още се изучават с интерес към физиците. Има голямо практическо значение.

Както вече споменахме, магнитите могат да имат почти атомни размери, затова най-малкият размер на магнитен домейн е ограничен до размера на кристала, в който са изградени магнитни метални атоми. Това обяснява, например, почти фантастична записана плътност на съвременните твърди дискове на компютрите, които очевидно ще продължат, докато дисковете не изглеждат по-сериозни конкуренти.

Гравитация, магнетизъм и електричество

Къде се прилагат магнитите?

Чиито ядра са магнити от магнити, въпреки че обикновено се наричат \u200b\u200bпросто сърцевини, магнити намират още много приложения. Има магнити за канцеларски материали, магнити за фиксиране на врати, магнити в Шах за туристи. Това са всички известни магнити.

Повече редки видове включват магнити за заредени ускорители на частиците, това са много впечатляващи съоръжения, които могат да претеглят десетки тонове и др. Въпреки че сега експериментална физика Осъществено от трева, с изключение на частта, която веднага носи супер печалби на пазара, и почти нищо друго.

Друг любопитен магнит е инсталиран в медицинско поле, което се нарича магнитен резонансен томограф. (Всъщност методът се нарича NMR, ядрен магнитен резонанс, но за да не се изплаши хората, които не са силни по физика в масата, тя е преименувана.) За устройството, наблюдаван обект (пациент) в силен магнит Изисква се поле, а съответният магнит има плашещи размери. И формата на дяволския ковчег.

Човекът е поставен на дивана и се търкаля през тунела в този магнит, докато сензорите сканират мястото, което интересува лекарите. Като цяло, нищо ужасно, но някои клаустрофобия идва до степен на паника. Такова доброволно дават себе си да се отрежат, но няма да се съгласят с инспекцията на ЯМР. Въпреки това, кой знае как човек се чувства в необичайно силно магнитно поле с индукция до 3 тесла, след като е платил за добри пари.

За да се получи такава силна област, свръхпроводимостта често се използва, охлажда магнитната бобина с течен водород. Това дава възможност да се "изпомпва" полето без опасения, че отоплението на кабелите със силен ток ще ограничи възможностите на магнита. Това е напълно забележителна инсталация. Но магнити от специални сплави, които не изискват добавянето на ток, струва много по-скъпо.

Нашата земя също е голяма, макар и не много силен магнит. Той помага не само на собствениците на магнитен компас, но също така ни спасява от смъртта. Без него ще бъдем убити слънчева радиация. Моделът на магнитното поле на Земята, моделиран от компютри според наблюденията от пространството, изглежда много впечатляващо.

Ето един малък отговор на въпроса, за това, което е магнит във физиката и технологиите.

Заедно с електрифицираното триене на кехлибарени парчета, постоянните магнити бяха за древни хора първите материални доказателства. електромагнитни явления (Светкавица на зората на историята определено се отнася до сферата на проявление на нематериални сили). Обяснението на естеството на феромагнезмът винаги е заемал любопитните умове на учени, но физическото естество на постоянното намагнитване на някои вещества, както естествено, така и изкуствено създадено, все още не е напълно оповестено, оставяйки значителна област на дейност за модерни и Бъдещи изследователи.

Традиционни материали за постоянни магнити

Те започнаха да се използват активно в индустрията, като се започне през 1940 г. с появата на алклос (Alnico). Преди това постоянните магнити от различни сортове се прилагат само в компас и магнито. Alnico направи възможно да ги замени с електромагнити и да ги прилагат в устройства като двигатели, генератори и високоговорители.

Това е тяхното проникване в ежедневието ни получи нов импулс със създаването на феритни магнити и оттогава постоянните магнити се превърнаха в общ феномен.

Революцията в магнитни материали започва около 1970 г., със създаването на семейство самарий-кобалт от твърди магнитни материали с безпрецедентна магнитна енергийна плътност. След това се открива ново поколение рядкоземни магнити на базата на неодим, желязо и бор с много по-висока плътност на магнитната енергия от този на самарий кобалт (SMCO) и с очакваната ниска цена. Тези две семейства на редки земни магнити имат такава висока енергийна плътност, че те не само могат да заменят електромагните, но и да бъдат използвани в области недостъпни за тях. Примери могат да служат на малък стъпков двигател на постоянни магнити в ръчен часовник И звукови преобразуватели в слушалки тип Walkman.

Постепенното подобряване на магнитните свойства на материалите е представено в диаграмата по-долу.

Неодимски постоянни магнити

Те представляват най-новото и най-значително постижение в тази област през последните десетилетия. За първи път на откриването им беше обявено почти едновременно в края на 1983 г. от Метали Sumitomo и General Motors. Те се основават на NDFEB интерметалното съединение: неодим, желязо и бор и бор. От тях неодимът е рядък елемент, извлечен от минерала на моназите.

Огромният интерес, който причинява тези постоянни магнити, защото се получава нов магнит материал, който е не само по-силен от предишното поколение, но е по-икономичен. Състои се главно от желязо, което е много по-евтино от кобалт, а от неодим, което е една от най-често срещаните редки земни материали, резервите, които на земята са по-големи от олово. В основните редкоземни минерали, Моназис и Банеланс се съдържат от пет до десет пъти повече неодимски от Самария.

Физически механизъм на постоянна магнетизация

За да обясните функционирането на постоянен магнит, трябва да погледнем вътре в атомното. Всеки атом има набор от завъртания на своите електрони, които заедно образуват магнитния си момент. За нашите цели можем да разгледаме всеки атом като малък бандаж магнит. Когато са постоянни магнитни магнитни (или чрез нагряване до висока температура или външно магнитно поле), всеки атомен момент е ориентиран случайно (виж фиг. По-долу) и не се наблюдава редовност.

Когато се намагнезира в силно магнитно поле, всички атомни моменти са ориентирани в посоката на полето и както е било за "в ключалката" помежду си (виж фиг. По-долу). Този съединител ви позволява да спасите полето на постоянен магнит при премахване на външното поле, както и да се противопоставят на демагнизацията, когато променя посоката си. Мярката на силата на съединителя на атомните моменти е величината на принудителната сила на магнита. Прочетете повече за това по-късно.

С по-дълбоко очертание на механизма за намаляване на магнетизацията, той не работи върху концепциите за атомни моменти, но използвайте идеите за миниатюрни (около 0,001 см) зони вътре в магнита, първоначално притежаващи постоянно намазване, но ориентирани в отсъствието на външно поле Случайно, така че стрикстът да може да включва гореизложеното физическият механизъм не е на магнита като цяло. И до отделен домейн.

Индукция и магнетизация

Атомните моменти са обобщени и образуват магнитния момент на целия постоянен магнит, а неговата магнетизация m показва величината на този момент на единица сила. Магнитната индукция В показва, че постоянният магнит е резултат от външна магнитна сила (сила на полето) Н, нанесена в първична магнетизация, както и вътрешна магнетизация m, поради ориентацията на атомните (или домейн) моменти. Неговата стойност в общия случай определя формулата:

B \u003d μ 0 (h + m),

където μ 0 е постоянна.

В постоянен пръстен и хомогенен магнит, изобретателността на полето h вътре в нея (в отсъствието на външно поле) е нула, тъй като според пълния ток на общия ток, интеграл от него по всякаква обиколка вътре в такава пръчка вътре в такава пръчка в такава пръчка ядрото е:

H ∙ 2πR \u003d IW \u003d 0, от където h \u003d 0.

Следователно, намагнитването в пръстеновидния магнит:

В оставен магнит, например, в същия пръстен, но с ширина на въздушната междина L Zaz в ядрото дълъг L се ядро, при липса на външно поле и една и съща индукция B вътре в сърцевината и в разликата в зависимост от Пълният текущ закон ще получим:

H ser l ser + (1 / μ 0) bl zaz \u003d iw \u003d 0.

Тъй като b \u003d μ 0 (h е ser + m ser), тогава замествайки изразяването му в предишното, получаваме:

H ser (l ser + l zaz) + m ser l zaz \u003d 0,

H ser \u003d m sol l zaz (l ser + l zaz).

В пропастта на въздуха:

H zap \u003d b / μ 0,

освен това, b се определя от m и е намерен h сив.

Крива на магнетизация.

Започвайки от бавна държава, когато h се увеличава от нула, поради ориентацията на всички атомни моменти в посока на външното поле, m и b бързо се увеличават, променящи се по сайта "А" на основната крива на магнетизация (виж фигурата По-долу).

Когато всички атомни моменти са подравнени, m идва в стойността на насищане и по-нататъшното увеличение се дължи единствено на приложеното поле (раздел В от основната крива на фиг. По-долу). С намаляване на външното поле до нула, индукцията в намалява не по началния път, но според раздела "С" поради съединителя на атомните моменти, които се стремят да ги държат в една и съща посока. Кривата на магнетизиране започва да описва така наречения хистерезис. Когато h (външното поле) се приближава нула, индукцията се приближава към остатъчната стойност, определена само от атомни моменти:

В r \u003d μ 0 (0 + m g).

След посоката Н промени, h и m действат в противоположни посоки, и b намалява (разделът на кривата "D" на фиг.). Стойността на полето, при която В се намалява до нула, се нарича принудителна мощност на магнита b h c. Когато приложението е достатъчно голямо, за да прекъсне адхезията на атомните моменти, те са ориентирани в нова посока на полето и посоката m се променя в обратното. Стойността на полето, на която се случва, се нарича вътрешна принудителна сила на постоянния магнит m n c. Така че има две различни, но свързани принудителни сили, свързани с постоянен магнит.

Фигура по-долу показва основните криви на демократизация различни материали За постоянни магнити.

Може да се види, че най-голямата остатъчна индукция B R и принудителната сила (както пълна, така и вътрешна, т.е. магнитите NdFeB се определят, без да се вземат предвид само магнитите NDFEB.

Повърхностни (ампер) течения

Магнитните полета на постоянните магнити могат да се считат за полета на някои свързани течения, преминаващи през повърхностите им. Тези течения се наричат \u200b\u200bаммер. В обичайния смисъл на думата течения вътре в постоянните магнити. Въпреки това, сравняване на магнитни полета на постоянни магнити и течения на течения в намотки, френският физик, предполагат, че магнетизацията на веществото може да бъде обяснена с микроскопични токове, образуващи микроскопични затворени вериги. И в края на краищата, аналогия между соленоидното поле и дълъг цилиндричен магнит е почти завършен: има северен и южен полюс на постоянен магнит и същите полюси в соленоида и картините на електропроводите на техните полета също са много сходни (виж фигурата по-долу).

Има ли токове в магнита?

Представете си, че целият обем на определен прът постоянен магнит (с произволна напречна форма) е запълнена с микроскопични ампер. Напречната част на магнита с такива токове е показана на фигурата по-долу.

Всеки от тях има магнитен момент. С една и съща ориентация на тях в посока на външната област, те образуват получения магнитен момент, различен от нула. Той определя съществуването на магнитно поле с видимото отсъствие на поръчано движение на такси, при липса на ток чрез всяко напречно сечение на магнита. Също така е лесно да се разбере, че вътре в нея се компенсират теченията на съседни (контактуващи се) вериги. Само токове на повърхността на тялото, образуващи повърхностния ток на постоянния магнит, се оказват некомпенсирани. Неговата плътност се оказва равна на магнетизацията на М.

Как да се отървете от движещите се контакти

Известен проблемът за създаване на безконтактна синхронна машина. Неговият традиционен дизайн с електромагнитно възбуждане от полюсите на ротора с намотки предполага ток до тях чрез преместване на контакти - контактни пръстени с четки. Недостатъци на такова техническо решение са добре известни: те са трудности в експлоатация и ниска надеждност и големи загуби в подвижни контакти, особено ако говорим си Върху мощни турбо и хидрогенератори, в веригите за възбуждане, които консумират консумация на електрическа енергия.

Ако направите такъв генератор на постоянни магнити, тогава проблемът с контакта веднага изчезва. Вярно е, че се появява проблемът с надеждното закрепване на магнитите върху въртящ се ротор. Тук може да бъде полезно за натрупания в тракторните сгради. Отдавна е генератор на индуктор на постоянни магнити, разположени в роторните жлебове, пълни с ниско топяща се сплав.

Двигател на постоянни магнити

През последните десетилетия двигателите на DC клапан получиха широко разпространени. Такова устройство е действителният двигател и електронният превключвател на анкерната намотка, която извършва функциите на резервоара. Електрическият двигател е синхронен двигател върху постоянни магнити, разположени на ротора, както на фиг. По-горе, с фиксирана намотна котва върху статора. Електронният превключвател е инвертор на постоянно напрежение (или ток) на захранващата мрежа.

Основното предимство на такъв двигател е неговата безконтактност. Неговият специфичен елемент е сензор за позицията на ротора на ротора или залата, работата на инвертора.

Когато магнит привлича метални предмети за себе си, изглежда, че магията, но в действителност "магически" свойствата на магнитите са свързани само със специална организация на електронната им структура. Тъй като електронът, завъртян около атома, създава магнитно поле, всички атоми са малки магнити; Въпреки това, в повечето вещества, нарушени магнитни ефекти на атомите се балансират помежду си.

В други неща, той е в магнити, атомните магнитни полета са вградени в подредени области, наречени домейни. Всяка такава област има север и Южен полюс. Посоката и интензивността на магнитното поле се характеризират с така наречените електропроводи (на фигурата са показани в зелено), които излизат от северния полюс на магнит и са включени на юг. Дебелият на електропроводите, толкова по-концентриран магнетизъм. Северният полюс на един магнит привлича южния полюс на друг, докато двата полюса от едно и също име се отблъскват взаимно. Магнитите привличат само определени метали, главно желязо, никел и кобалт, наречени феромагнес. Въпреки че Ferromagnetics не са естествени магнити, атомите им са възстановени в присъствието на магнит по такъв начин, че магнитните полюси се появяват във феромагнитни тела.

Магнитна верига

Докосването на края на магнита към металните клипове води до появата на всяко затваряне на северния и Южния полюс. Тези полюси са фокусирани в една и съща посока като магнита. Всеки клип се превърна в магнит.

Безброй малки магнити

Някои метали имат кристална структура, образувана от атома, групирани в магнитни домейни. Магнитните домейни обикновено имат различни посоки (червени стрелки) и нямат общ магнитен ефект.

Образуването на постоянен магнит

1. Обикновено магнитните железни домейни са ориентирани несистематични (розови стрелки), а естественият магнетизъм на метала не се появява.
2. Ако магнитът (розов бар) се довежда до жлезата, магнитните железни домейни започват да се подхранват по магнитното поле (зелени линии).
3. Повечето от магнитните железни домейни бързо се подреждат по електропроводите на магнитното поле. В резултат на това желязото става постоянен магнит.