Na léčivých vlastnostech magnetů, lidé byli známí vzdálenými starověkoměrem. Myšlenka dopadu magnetického pole mezi našimi předky byla vytvořena postupně a byla založena na mnoha pozorováním. První popisy toho, co dává magnetoterapii osobě datovaným do století, kdy Lekari používal magnety pro léčbu svalových křeče. Později je začali používat a zbavit se jiných onemocnění.

Účinek magnetů a magnetického pole na lidském těle

Magnet je považován za jeden z nejstarších objevů, které byly provedeny lidmi. V přírodě se nachází ve formě magnetické zóny. Od té doby se vlastnosti magnetu zajímali o lidi. Jeho schopnost způsobit přitažlivost a odporné nucené i nejstarší civilizace, aby se věnovala zvláštní pozornost této skalní útvary jako jedinečné přírodní stvoření. Skutečnost, že populace naší planety existuje v magnetickém poli a je vystavena jeho dopadu, stejně jako skutečnost, že samotná země je obrovský magnet, to bylo dlouho známo. Mnozí odborníci se domnívají, že magnetické pole Země má mimořádně příznivý vliv na zdraví všech živých bytostí na planetě, jiní dodržují jiné názory. Obraťme se k příběhu a zjistěte, jak byla vytvořena myšlenka na dopad magnetického pole.

Magnetismus dostal své jméno z města Magnesin-Meandre, který se nachází na území moderního Turecka, kde byly poprvé objeveny vklady magnetického žehlení - kámen s jedinečnými vlastnostmi přilákat železo.

Dokonce ještě před naší éry měli lidé představu o jedinečné energii magnetu a magnetického pole: neexistovala jediná civilizace, ve které by magnety nebyly použity v žádné formě pro zlepšení lidského zdraví.

Jeden z prvních položek pro praktická aplikace Magnet se stal kompasem. Byly odhaleny vlastnosti jednoduchého podlouhlého kusu magnetického železa suspendovaného na nitě nebo připojené k zástrčce ve vodě. Současně experiment zjistil, že takový předmět je vždy umístěn zvláštním způsobem: jeden z jeho konce ukazuje na sever, a druhý je na jih. Kompas byl vynalezen v Číně asi 1000 př.nl. er a v Evropě se staly známými pouze z XII století. Bez takové nejjednodušší, ale zároveň by jedinečné navigační magnetické zařízení nebylo skvělé geografické objevy XV-XVII století.

V Indii věřila, že podlaha budoucího dítěte závisí na pozici hlav manželů během koncepce. Kdyby se hlavy umístěny na sever, pak se dívka narodí, je-li na jih, objeví se chlapec.

Tibetské mniši, vědí o vlivu magnetu na osobu, aplikované magnety k hlavě ke zlepšení koncentrace pozornosti a zvýšení schopnosti učit se.

Existuje mnoho dalších dokladů o použití magnetu ve starověké Indii a arabských zemích.

Zájem o vliv magnetických polí na lidském těle se objevil ihned po otevření tohoto jedinečného fenoménu a lidé začali připisovat nejúžasnější vlastnosti magnetu. Věřit, že jemně odvíjel "magnetický kámen" je vynikající projímadlo.

Kromě toho byly tyto vlastnosti magnetu popsány jako schopnost léčit z vody a šílenství, zastavit různé typy krvácení. V mnoha dokumentech, které dosáhly do současnosti, doporučení jsou často protichůdná. Například podle některých léků je vliv organismu magnetu srovnatelný s účinkem jedu, podle jiných, by měl být naopak použit jako antidote.

Neodymový magnet: zdravotnické vlastnosti a dopad na lidské zdraví

Největší dopad na osobu je připisován neodymovým magnetům: mají chemický vzorec NDFEB (Neodym - Iron Bor).

Jedním z výhod těchto kamenů je schopnost kombinovat malé velikosti a silný dopad magnetického pole. Například neodymový magnet, který má výkon 200 gauss, váží asi 1 gram, a běžný železný magnet, mající stejnou pevnost, váží 10 gramů.

Neodymové magnety mají další důstojnost: jsou poměrně stabilní a mohou udržovat své magnetické vlastnosti po mnoho stovek let. Síla pole takových kamenů se snižuje o 1% více než 100 let.

Kolem kamene je magnetické pole, které se vyznačuje magnetickou indukcí měřenou v Gaussu. Podle indukce můžete určit sílu magnetického pole. Velmi často se výkon magnetického pole měří v teslas (1 tesla \u003d 10 000 gauss).

Terapeutické vlastnosti neodymových magnetů mají zlepšit krevní oběh, stabilizaci tlaku, překážek ve výskytu migrény.

Co dává magnetickou terapii a jak funguje na těle

Historie magnetoterapie jako způsob použití léčivých vlastností magnetů v léčivých účelech začala před asi 2000 lety. V Starověká Čína Magnetoterapie je zmíněna i v lékařské pojednání císaře Huangy. Ve starověké Číně se předpokládalo, že lidské zdraví z velké části závisí na cirkulaci v těle vnitřní energie Qi, který byl generován ze dvou protikladů začal - Jin a Yang. V případě porušení rovnovážné vnitřní energie došlo k porušení onemocnění, což by mohlo být vytvrzeno pomocí magnetických kamenů na určité body těla.

Pokud jde o přímo magnetoterapii, bylo zachováno mnoho období období. Starověký EgyptPoskytování přímého důkazu o použití této metody pro obnovení lidského zdraví. Jeden z legend této doby vypráví o nadpozitní kráse a zdraví Kleopatry, kterou měla kvůli konstantní nošení magnetické pásky na hlavě.

Skutečný průlom v magnetoterapii se stalo Starověký Řím. Ve slavné básni Pita, Lucreta Kara "na povaze věcí", napsaný v prvním století k n. Říká se: "Stává se to také, že střídavě se plemeno železa může odrazit z kamene nebo ji přitáhnout."

Hippokratic i Aristotely byly popsány unikátní terapeutické vlastnosti magnetické rudy a římský lékař, chirurg a filozof galene identifikoval lék proti bolesti magnetických předmětů.

Na konci x století, jeden perský vědec podrobně popsal vliv magnetu na lidské tělo: ujistil, že magnetoterapie může být použita ve svalové spasme a četný zánět. Existují dokumentární důkazy, které popisují použití magnetů pro zvýšení svalové síly, síly kostí, snížení bolesti v kloubech a zlepšit výkon urogenitálního systému.

Na konci XV - brzy XVI století, někteří evropští vědci začnou studovat magneticky terapii jako vědu a její žádost o terapeutické účely. Dokonce i soudní lékař anglické královny Elizabeth I, který trpěl artritidou, používaný k léčbě magnetů.

V roce 1530, známý švýcarský Švýcarský Dr. paracels, který studoval magnetoterapii, publikoval několik dokumentů, ve kterých důkazy o účinnosti magnetického pole. On popsal magnet slovy "Král všech tajemství" a začal používat různé póly magnetu, aby se dosáhlo určitých výsledků v léčbě. Ačkoli nic nebylo známo čínskému nápadu na energii Qi, jen věřil, že přirozená síla (archeus) je schopna osadit lidskou energii.

Paracely byl přesvědčen, že účinek magnetu na lidské zdraví je tak vysoký, že mu dává další energie. Kromě toho poznamenal schopnost archeu, aby stimuloval proces sebeobrany. Absolutně veškerý zánět a četná onemocnění, podle jeho názoru, je mnohem lepší než léčba magnetem než používání běžných zdravotnických zařízení. Paracely v praxi používají magnety v boji proti epilepsii, krvácení a poruchou štěpení.

Jak ovlivňuje magnetické terapie a že to zachází

Na konci XVIII století začal magnet široce používán, aby se zbavil různých onemocnění. Pokračoval ve studiu, jak magnetická terapie ovlivňuje tělo, slavný rakouský Dr. Franz Anton Mesmer. Zpočátku ve Vídni, a později v Paříži, on docela úspěšně léčil s mnoha chorobami s magnetem. Je tak naplánován dopadem magnetického pole na lidské zdraví, který byl obhájen disertační práce, která byla později považována za základ pro výzkum a vývoj učení na magnetoterapii v západní kultuře.

Mesmer se spoléhali na jeho zkušenosti, udělal Mesmer dva zásadní závěry, první to bylo, že lidské tělo hledá magnetické pole, nazval takový vliv "zvířecí magnetismus". Unikátní magnety ovlivňující osoby, které považoval za průvodce tohoto "zvířecího magnetismu". Druhý závěr byl založen na skutečnosti, že planety mají velký vliv na lidské tělo.

Velký skladatel Mozart byl tak ohromen a obdivován úspěchem Mesmer v medicíně, který v jeho operní "Cosi fanoušek tutte" ("Všechno je hotovo"), cítil jsem tento jedinečný rys magnetické akce ("to je magnet, a Stone masový člen, který přišel z Německa, slavný ve Francii ").

Také ve Spojeném království, členové královské lékařské společnosti, která prováděla výzkum v oblasti aplikace magnetického pole, zjistili, že magnety mohou být účinně aplikovány na boj proti mnoha chorobám nervový systém.

V pozdních 1770s, francouzský Abbot Lenobl řekl, že on zachází s magnetoterapií, mluvit na setkání královské lékařské společnosti. On oznámil jeho pozorování v oblasti magnetismu a doporučil používání magnetů s přihlédnutím k místu použití. On také se stal iniciátorem masové tvorby magnetických náramků a různých druhů dekorací z tohoto materiálu pro zotavení. V jeho spisech podrobně zkoumal úspěšné výsledky léčby zubní bolesti, artritidy a dalších onemocnění, přepětí.

Co je potřebné magnetické terapie a to, co je užitečné

Po Občanská válka Ve Spojených státech (1861-1865) se magnetoterapie stala populární ne méně než v aplikaci Aplikace tato metoda Léčba vzhledem k tomu, že životní podmínky byly daleko od Evropy. Zvláště znatelný vývoj, získal ve Středozápadě. Většinou lidé nejsou nejlepší, postrádal profesionální lékaři, které jsem se musel vypořádat s vlastním lékem. V té době se prodalo obrovské množství různých magnetických činidel s anestetickým účinkem. Mnoho oznámení zmínilo jedinečné vlastnosti magnetických léčivých činidel. U žen byly magnetické dekorace nejoblíbenější a muži preferované vložky a pásy.

V XIX století, popsané mnoho článků a knih, pro které magnetoterapie potřeby a jaká je jeho role při léčbě mnoha nemocí. Například ve zprávě slavné francouzské nemocnice byla Salpetner řekl, že magnetická pole měla majetek zvyšování "elektrického odporu v motorové nervy"A proto velmi užitečné v boji proti hemiparému (jednostranná paralýza).

V XX století, vlastnosti magnetu začaly být široce používány jak ve vědě (při vytváření různých zařízení) a v každodenním životě. Permanentní magnety a elektromagnety jsou umístěny v generátorech, které produkují proud, a v elektromotorech, které ji konzumují. Mnoho vozidel používá sílu magnetismu: auto, trolejbus, lokomotiva, letadla. Magnety jsou nedílnou součástí mnoha vědeckých nástrojů.

V Japonsku se vliv magnetů na zdraví stal předmětem mnoha diskusí a hrozného výzkumu. Takzvané magnetické postele, které používají Japonec pro odstranění stresu a náboji organismu "energie" se staly obrovskou popularitou. Podle japonských specialistů, magnety pomáhají dobře při přepracování, osteochondróze, migrénu a dalších onemocnění.

Západ si vypůjčil tradice Japonska. Metody použití magnetoterapie nalezly mnoho přívrženců evropských lékařů, fyzioterapeutů a sportovců. Kromě toho, co je užitečné pro magnetickou terapii, tato metoda získala podporu z mnoha amerických profesionálů v oblasti fyzioterapie, například na předním neurologa William Phil hrnec z Oklahoma. Dr. Phil hrnec se domnívá, že účinek negativního magnetického pole na těle stimuluje výrobu melatoninu - spánkové hormony - a tím z něj činí klidnější.

Někteří američtí sportovci slaví pozitivní vliv Magnetické pole na poškozených spinálních discích po poranění, stejně jako významné snížení bolesti.

Četné lékařské experimenty prováděné na amerických univerzitách ukázaly, že vzhled společných onemocnění dochází v důsledku nedostatečného krevního oběhu a porušení nervového systému. Pokud buňky neobdrží živiny v požadovaném množství, může to vést k vývoji chronických onemocnění.

Co pomáhá magnetoterapii: nové experimenty

První v moderní medicíně je odpověď na otázku "to, co magnetoterapie pomáhá" v roce 1976, slavný japonský lékař Nikava. Zavedl koncept "magnetické polní syndrom. Po provedení řady studií byly popsány následující příznaky tohoto syndromu: obecná slabost, zvýšená únava, snížení pracovní kapacity, narušení spánku, migrény, bolesti kloubů a páteře, změny v práci psaní a kardiovaskulárního systému (hypertenze nebo hypertenze nebo hypotenze), změny na kůži, gynekologickou dysfunkci. Použití magnetoterapie vám tedy umožňuje normalizovat všechny tyto stavy.

Nedostatek magnetického pole se samozřejmě nestane jediným důvodem pro uvedené onemocnění, ale je to většina etiologie těchto procesů.

Mnoho vědců pokračovaly nové experimenty s magnetickými poli. Možná, že nejoblíbenější z nich se stal experimentem s oslabeným vnějším magnetickým polem nebo jeho nepřítomností. Zároveň bylo nutné prokázat negativní dopad takové situace na lidské tělo.

Jeden z prvních vědců, kteří dali podobný experiment, byl kanadský výzkumník Yang Crane. On zvažoval řadu organismů (bakterie, zvířata, ptáky), které byly ve speciální komoře s magnetickým polem. Bylo to podstatně menší než pole Země. Poté, co bakterie strávily tři dny v takových podmínkách, jejich schopnost násobit se snížila 15krát, neuromotorická aktivita u ptáků se začala zhoršovat mnohem horší, myši se začaly pozorovat vážné změny v metabolických procesech. Pokud byl pobyt v oslabeném magnetickém poli delší, pak nevratné změny vznikly v tkáních živých organismů.

Podobný experiment byl proveden a skupina ruských vědců pod vedením Lion Nepomnomy: do komory, uzavřené z magnetického pole Země Zvláštní obrazovka, myši byly umístěny.

O den později začali pozorovat rozklad tkáně. Mladá zvířata se objevila na světle lysii, a později vyvinuli mnoho nemocí.

Dosud je známo velké množství podobných experimentů, a podobné výsledky jsou pozorovány všude: Snížení nebo nepřítomnost přirozeného magnetického pole přispívá k vážnému a rychlému zhoršení ve všech použitelných pro organismy. Aktivně se používají mnoho typů přírodních magnetů, které jsou samozřejmě vytvořeny od sopečných lávových lávových obsahujících železo a atmosférický dusík. Takové magnety byly ještě tisíce lety.

Magnety a magnetické vlastnosti hmoty
Nejjednodušší projevy magnetismu jsou známé po velmi dlouhou dobu a jsou známé většině z nás. Tyto zdánlivě jednoduché jevy na základě základních principů fyziky spravované pouze relativně nedávno. Existují magnety dvou různé druhy. Některé jsou takzvané permanentní magnety vyrobené z "magneticky pevných" materiálů. Jejich magnetické vlastnosti nejsou spojeny s použitím externích zdrojů nebo proudů. Druhý typ zahrnuje takzvané elektromagnety s jádrem z "magneticky měkkého" železa. Magnetická pole vytvořená nimi jsou hlavně díky tomu, že elektrický proud prochází drátem, který pokrývá jádro.
Magnetické Poláci a magnetické pole. Magnetické vlastnosti tyče magnetu jsou nejvíce patrné v blízkosti konců. Pokud je takový magnetus suspendován pro střední část tak, že může být volně otáčet v horizontální rovině, pak bude zabírat polohu přibližně odpovídající směru ze severu na jih. Konec tyče, ukazující na sever, se nazývá severní pól a opačný konec - jižní pól. Věrné póly dvou magnetů jsou přitahovány navzájem a stejné názvy jsou odpuzovány. Pokud přinesete nízký příjmový železný bar na jeden z pólů magnetu, pak bude dočasně magnetizovat. Zároveň bude pól magnetizovaného baru magnetu magnetického panelu naproti názvu a vzdálenému - stejný název. Je vysvětlena atrakce mezi magnetickým pólem a opačným pólem vyvolaným v Brukém a magnetickém působení. Některé materiály (například ocel) se stávají slabými permanentními magnety poté, co jsou v blízkosti permanentního magnetu nebo elektromagnetu. Ocelová tyč může být magnetizována, jednoduše tím, že utratí na konec jádra permanentního magnetu. Takže magnet přitahuje další magnety a předměty z magnetických materiálů, aniž by s nimi byly v kontaktu. Taková akce je vysvětlena existencí v prostoru kolem magnetického pole magnetu. Některá představa o intenzitě a směru tohoto magnetického pole lze získat nalitím na listu lepenky nebo skla, položené na magnetu, železné piliny. Pily jsou lemovány řetězy ve směru pole, a linie linek ze piliny budou odpovídat intenzitě tohoto pole. (Měna magnetického pole je silnější, kde intenzita magnetického pole je nejvyšší.) M. Faraday (1791-1867) zavedený pro magnety koncept uzavřených indukčních linek. Indukční čáry jdou do okolního prostoru z magnetu na jeho severním pólu, vstoupit do magnetu v jižním pólu a projít uvnitř materiálu magnetu z jižního pólu zpět na severní, tvořící uzavřenou smyčku. Celkový počet indukčních linek vznikajících z magnetu se nazývá magnetický tok. Hustota magnetického toku nebo magnetické indukce (b) se rovná počtu indukčních linií procházejících normálně přes elementární platformu jedné hodnoty. Magnetická indukce je určena silou, s níž magnetické pole působí na vodič v něm v něm. Je-li vodič, přes který proud, který projde, se nachází kolmo k indukčním liniím, pak podle zákona Amperova zákona, síla F působící na vodič je kolmý k poli a vodič a úměrný magnetickému indukci, proudu a délka vodiče. Pro magnetickou indukci B, můžete napsat výraz

Kde f je síla v Newton, I - proud v Amperes, l je délka metrů. Jednotka měření magnetické indukce je TESLA (TL)
(Viz také elektřina a magnetismus).
Galvanometr. Galvanometr je citlivým zařízením pro měření slabých proudů. Galvanometr používá točivý moment vznikající v interakci s podkovovitého permanentního magnetu s malou mazanou cívkou (slabý elektromagnet) suspendovaný v mezeře mezi póly magnetu. Točivý moment a v důsledku toho je odchylka cívky úměrná proudu a kompletní magnetické indukci ve vzduchové mezeře, takže stupnice zařízení s malými odchylkami cívky je téměř lineární. Magnetizační síla a síla magnetického pole. Dále byste měli zadat jinou hodnotu, která charakterizuje magnetický účinek elektrického proudu. Předpokládejme, že proud prochází drátem dlouhé cívky, uvnitř, který je umístěn magnetizovaný materiál. Magnetizační síla se nazývá produkt elektrického proudu v cívce na počtu svých otáček (tato síla je měřena v ampérech, protože počet zatáček je hodnota bezrozměrné). Napětí magnetického pole H se rovná magnetizační síle na jednotku délky cívky. Hodnota H se tedy měří v AMPS na metr; Určuje magnetizaci získanou materiálem uvnitř cívky. Ve vakuové magnetické indukci B úměrná napětí magnetického pole H:

Kde m0 - tzv. Magnetická konstanta mající univerzální hodnotu 4PC10-7 gn / m. V mnoha materiálech je hodnota B přibližně úměrná N. Nicméně, ve feromagnetických materiálech, poměr mezi B a H je poněkud složitější (to, co bude uvedeno níže). Na Obr. 1 znázorňuje jednoduchý elektromagnet určený k zachycení nákladu. Zdroj energie je baterie stejnosměrný proud. Obrázek také ukazuje elektrické vedení pole elektromagnetu, které mohou být odhaleny obvyklým způsobem železa piliny.

Velké elektromagnety s železnými jádrem a velmi velkým počtem ampér-otočí v kontinuálním režimu, mají velkou magnetizační sílu. Vytvářejí magnetickou indukci až 6 T. v intervalu mezi póly; Tato indukce je omezena pouze mechanickou namáháním, topnými cívkami a magnetickou nasycení jádra. Řada obřích elektromagnetů (bez jádra) s vodou chlazenou, stejně jako instalace pro vytváření pulzních magnetických polí, byla postavena PL Kapitsa (1894-1984) v Cambridge a na Ústavu fyzických problémů Akademie Sciences of SSSR a F.BITTER (1902-1967) Massachusetts Technology Institute. Na takových magnetech se podařilo dosáhnout indukce na 50 TLE. Relativně malý elektromagnet, který vytváří pole do 6,2 T., což spotřebovává elektrický výkon 15 kW a ochlazený kapalným vodíkem, byl vyvinut v národní laboratoři LosalamoMos. Taková pole se získají při kryogenních teplotách.
Magnetická propustnost a její role v magnetismu. Magnetická permeabilita M je hodnota, která charakterizuje magnetické vlastnosti materiálu. Feromagnetické kovy Fe, NI, CO a jejich slitiny mají velmi vysokou maximální permeabilitu - od 5000 (pro Fe) až 800 000 (pro supermalloa). V takových materiálech, s relativně nízkými intenzitami pole H, velká indukce B vznikají, ale vztah mezi těmito hodnotami, obecně řečeno, je nést nelineární kvůli jevům nasycení a hystereze uvedených níže. Feromagnetické materiály jsou silně přitahovány magnety. Ztrácejí své magnetické vlastnosti při teplotách nad bodem Curie (770 ° C pro Fe, 358 ° C pro NI, 1120 ° C pro CO) a chovají se jako paramagnety, pro které je indukce B až do velmi vysokých hodnot h v poměrně - v přesnosti, stejně jako ve vakuu. Mnoho prvků a sloučenin jsou paramagnetické při všech teplotách. Paramagnetické látky se vyznačují mateřsky v externím magnetickém poli; Pokud je toto pole vypnuto, paramagnetika se vrátí do mírného stavu. Magnetizace v feromagnetech se uloží a po vypnutí externího pole. Na Obr. 2 znázorňuje typickou hysterezní smyčku pro magneticky pevné (s velkými ztrátami) feromagnetický materiál. Charakterizuje nejednoznačnou závislost magnetizace magneticky objednaného materiálu z napětí magnetizačního pole. S zvýšením napětí magnetického pole z původního bodu (1) směřuje magnetizace podél řečeno 1-2 a hodnota m významně se liší, když se vzorek magnetizace zvyšuje. V bodě 2 se dosáhne sytosti, tj. S dalším zvýšením napětí se magnetizace již nezvyšuje. Pokud nyní postupně snižují hodnotu H na nulu, pak by křivka B (H) neměla být tak dlouhá jako cesta, ale prochází bodem 3, detekování "paměti" materiálu o "Poslední příběh", odkud a název "hystereze". Zároveň je zachována nějaká zbytková magnetizace (segment 1-3). Po změně směru magnetizačního pole do zadní křivky v (H), bod 4 průchody a segment (1) - (4) odpovídá donucovací síly, která brání demagnetizaci. Další růst hodnot (-H) vede křivku hystereze ve třetím kvadrantu - oddíl 4-5. Následující pokles hodnoty (-H) na nulu a poté se zvýší pozitivní hodnoty H povede k uzavření hysterezních smyček přes body 6, 7 a 2.

Magneticky pevné materiály se vyznačují širokou hysterezovou smyčkou pokrývající významnou oblast v diagramu, a proto odpovídá velkým hodnotám zbytkové magnetizace (magnetická indukce) a donucovací síly. Úzká smyčka hystereze (obr. 3) je charakteristická pro magnetické měkké materiály - jako je měkká ocelová a speciální slitiny s velkou magnetickou permeabilitou. Takové slitiny byly vytvořeny za účelem snížení hystereze energetických ztrát. Většina z těchto speciálních slitin, jako ferrite, má vysoký elektrický odpor, protože se sníží nejen magnetické ztráty, ale také elektrické v důsledku vírových proudů.

Magnetické materiály s vysokou permeabilitou jsou vyráběny žíháním prováděným se stálým při teplotě asi 1000 ° C, následuje opuštěním (postupné chlazení) na teplotu místnosti. Současně jsou pre-mechanické a tepelné zpracování velmi významné, stejně jako nepřítomnost ve vzorku nečistot. Pro jádra transformátorů na počátku 20. století. Byla vyvinuta ocelová ocel, jejichž velikost se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem silikonu. V letech 1915 až 1920 byly perperalloi (nel slitiny s Fe) s úzkou úzkou a téměř obdélníkovou hysterezní smyčkou. Zvláště vysoké hodnoty magnetické permeability M při malých hodnotách H liší slitin Hypericles (50% Ni, 50% Fe) a MU-metal (75% Ni, 18% Fe, 5% Cu, 2% CR ), zatímco v Perminvaru (45% NI, 30% Fe, 25% CO) hodnota M je téměř konstantní v širokých mezích změny pevnosti v terénu. Mezi moderními magnetickými materiály by měly být zmíněny supermalla - slitinou s nejvyšší magnetickou permeabilitou (jeho kompozice obsahuje 79% NI, 15% Fe a 5% MO).
Teorie magnetismu. Poprvé odhadoval, že magnetické jevy jsou nakonec sníženy na elektrické, vznikly v ampéru v roce 1825, když vyjádřil myšlenku uzavřených vnitřních mikrotonů cirkulujících v každém atomu magnetu. Bez jakéhokoliv zkušeného potvrzení takových proudů v látce (elektron byl otevřen J.Tomsonem pouze v roce 1897, a popis struktury atomu byl podáván Rutherford a Bor v roce 1913) Tato teorie "zvednutá". V roce 1852, v.vebere navrhl, že každý atom magnetické látky je malý magnet, nebo magnetický dipól, takže celková magnetizace látky je dosaženo, když jsou všechny jednotlivé atomové magnety postaveny v určitém pořadí (obr. 4, b) ). Weber věřil, že udržení uspořádání v rozporu s rušivým účinkem tepelných oscilací tímto elementárním magnetem pomáhá molekulární nebo atomové "tření". Jeho teorie byla schopna vysvětlit magnetizaci těl při kontaktu s magnetem, jakož i jejich demagnetizaci během nárazu nebo zahřívání; Konečně, "reprodukce" magnetů bylo vysvětleno při řezání magnetizované jehly nebo magnetické tyče do částí. A přesto tato teorie nevysvětlila původ základních magnetů samotných, ani jevů nasycení a hystereze. Teorie Weber byla zlepšena v roce 1890 J. Eving, nahrazenými jeho atomovou tření hypotézou myšlenkou interatomických restriktivních sil, což pomáhá udržet uspořádání základních dipólů, které tvoří permanentní magnet.

Přístup k problému navrženém Amperem jednou obdržel druhý život v roce 1905, kdy P. Luzhevevever vysvětlil chování paramagnetických materiálů, přičemž každého atomu je uveden vnitřní nekompenzovaný elektronový proud. Podle Lanzhenu se jedná o tyto proudy, které tvoří malé magnety, chaotické orientované, když neexistuje externí pole, ale nakupuje objednanou orientaci po jeho aplikaci. Zároveň je přístup k plnému uspořádání odpovídá nasycení magnetizace. Kromě toho, Lanzhen zavedl koncept magnetického momentu rovného oddělenému atomovému magnetu, produktu "magnetického náboje" pólu do vzdálenosti mezi póly. Slabý magnetismus paramagnetických materiálů je tedy způsobeno celkovým magnetickým momentem vytvořeným nekompenzovaným elektronovým proudem. V roce 1907 představil P. Wece koncept "domény", který se stal důležitým příspěvkem k moderní teorii magnetismu. Wesek reprezentovala domény ve formě malých "kolonií" atomů, v nichž jsou magnetické momenty všech atomů kvůli některým důvodům nuceny zachovat stejnou orientaci, takže každá doména je magnetizována na sytost. Samostatná doména může mít lineární rozměry asi 0,01 mm, a odpovídajícím způsobem, objem asi 10-6 mm3. Domény jsou odděleny takzvanými stěnami Bloch, jejichž tloušťka nepřesahuje 1000 atomových velikostí. "Stěna" a dvě opačně orientovaná doména jsou schematicky znázorněna na OBR. 5. Takové stěny jsou "přechodné vrstvy", které se vyskytují změnu směru magnetizace domén.

V obecném případě mohou být pro počáteční magnetizační křivku odlišit tři sekce (obr. 6). V počáteční části se stěna pod účinkem vnějšího pole pohybuje tloušťkou látky až do vady krystalové mřížky, která ji zastaví. Zvýšením síly pole můžete vynutit stěnu, aby se přeskočila přes střední část mezi přerušovanými čarami. Pokud je poté, co je síla pole znovu snížena na nulu, pak stěny se nevrátí do původní polohy, takže vzorek zůstane částečně magnetizovaný. To vysvětluje hysterezi magnetu. V závěrečné části křivky je proces dokončen nasycením magnetizace vzorku v důsledku uspořádání magnetizace v rámci nejnovějších nepoškozených domén. Takový proces je téměř zcela reverzibilní. Magnetická tvrdost ukazují tyto materiály, ve kterých jaderná mříž obsahuje mnoho vad, které zabraňují pohybu mezi domácími stěnami. Toho lze dosáhnout mechanickým a tepelným zpracováním, například lisováním a následným slinutím práškového materiálu. Ve slitinách a jejich analogech je stejný výsledek dosažen fúzí kovů v komplexní struktuře.

Kromě paramagnetických a feromagnetických materiálů existují materiály s takzvanými antiferromagnetickými a ferrimagnetickými vlastnostmi. Rozdíl mezi těmito typy magnetismu je vysvětlen na OBR. 7. Na základě prezentace domén lze paramagnetismu považovat za fenomén v důsledku přítomnosti v materiálu malých skupin magnetických dipolů, ve kterém jednotlivé dipóši spolupracují velmi špatně mezi sebou (nebo nemají vůbec interagovat), a proto pouze Náhodné orientace vezměte v nepřítomnosti vnějšího pole (obr. 7, a). V feromagnetických materiálech, v rámci každé oblasti, existuje silná interakce mezi jednotlivými dipóly, což vede k jejich objednané paralelní budově (obr. 7, B). V antiferromagnetických materiálech, naopak, interakce mezi jednotlivými dipoly vede k jejich anti-paralelně objednané podšívky, takže úplný magnetický moment každé domény je nulový (obr. 7, b). Konečně, ve ferrimagnetických materiálech (například feritích), existuje paralelní a anti-paralelní uspořádání (obr. 7, D), což vede k slabému magnetismu.

Existují dva přesvědčivé experimentální potvrzení o existenci domén. První z nich je tzv. Barkhausen efekt, druhý je metoda práškových obrázků. V roce 1919, Barkhausen zjistil, že když je vnější pole aplikováno na vzorek feromagnetického materiálu, jeho magnetizační změny v malých diskrétních částech. Z hlediska teorie domény není nic víc než skoková propagace křížové stěny, která splňuje jednotlivé zpoždění vady na cestě. Tento účinek je obvykle detekován pomocí cívky, do které je umístěn feromagnetická havárie nebo vodič. Pokud střídavě přivedete do vzorku a odstraňte od něj silný magnet, vzorek bude zvětšen a zapojen. Rolování změn v magnetizaci vzorku mění magnetický tok přes cívku a indukční proud je nadšený. Napětí vyplývající z tohoto v cívce je zvýšeno a přiváděno do vstupu dvojice akustických sluchátek. Kliknutí vnímané přes sluchátka označují změnu ve tvaru skoku v magnetizaci. Pro detekci struktury domény magnetu metodou práškových údajů na dobře leštěném povrchu magnetizovaného materiálu se aplikuje pokles koloidní suspenze feromagnetického prášku (obvykle Fe3O4). Práškové částice se usadily hlavně v místech maximální nehomogenity magnetického pole - na okrajích domén. Taková struktura může být studována pod mikroskopem. Způsob založený na průchodu polarizovaného světla přes transparentní feromagnetický materiál byl také navržen. Počáteční teorie Weissu Magnetismu ve svých hlavních rysech udržovala svou hodnotu v přítomnosti, která byla přijata však aktualizovaná interpretace založená na reprezentaci nekompenzovaných elektronových spinů jako faktor definující atomový magnetismus. Hypotéza o existenci svého vlastního okamžiku v elektronu byl nominován v roce 1926 S. Haudsmith a J. Yulebeck, a nyní je elektrony jako "elementární magnety" jako rotační nosič. Vysvětlíme tento koncept, zvažujeme (obr. 8) volný atom železa - typický feromagnetický materiál. Dva z mušlí (K a L), nejbližší k jádru, naplněné elektrony a dva z nich jsou umístěny dva a na druhé - osm elektronů. V k-shell je spin z jednoho z elektronů pozitivní a druhý je negativní. V L-shell (přesněji, ve dvou podušlech), čtyři z osmi elektronů jsou pozitivní a jiné mají negativní záda. V obou případech jsou spiny elektronů v rámci jedné skořápce plně kompenzovány, takže plný magnetický moment je nulový. V m-skořápce se situace liší, protože od šesti elektronů ve třetí ponorce má pět elektronů zády směřující v jednom směru a pouze šestý - do druhého. V důsledku toho zůstávají čtyři nekompenzované odstředění, což způsobuje magnetické vlastnosti atomu železa. (Ve vnějším n-skořápce jsou pouze dvě valenční elektrony, které nepřispívají k magnetismu atomu železa.) Podobně vysvětluje magnetismus a jiné feromagnety, jako je nikl a kobalt. Vzhledem k tomu, že sousední atomy ve vzorku železa silně spolupracují, a jejich elektrony jsou částečně kolektivizovány, takové vysvětlení by mělo být považováno za vizuální, ale velmi zjednodušený režim skutečné situace.

Teorie atomového magnetismu na bázi elektronového spinu je vyztužena dvěma zajímavými gyromagnetickými experimenty, z nichž jedna provedla A. Einstein a VDE Gaaz a druhý je S. Barnett. V první z těchto experimentů byl válcový válec z feromagnetického materiálu suspendován, jak je znázorněno na Obr. 9. Pokud je vinutí přeskočí proud, válec se otočí kolem své osy. Když se směr proudu změní (a v důsledku toho se magnetické pole otáčí v opačném směru. V obou případech je otáčení válce z důvodu uspořádání elektronických otočení. V experimentu Barnett, naopak, také suspendovaný Cylindrik, ostře podaný stav rotace, je magnetizován v nepřítomnosti magnetického pole. Tento účinek je vysvětlen skutečností, že se magnetický moment otáčí, je vytvořen gyroskopický moment, který se usiluje o otočení otočných momentů ve směru jeho vlastní osy otáčení.

Pro úplnější vysvětlení povahy a původu síly s krátkým dosahem, uspořádání sousedních atomových magnetů a protilehlých neuspořádaného vlivu tepelného pohybu by mělo být označováno pro kvantovou mechaniku. Kvantové mechanické vysvětlení povahy těchto sil bylo navrženo v roce 1928 v.gaisenberg, který postuloval existenci výměnných interakcí mezi sousedními atomy. Později, Bethy a J. slonítko ukázaly, že burzovní síly se výrazně zvyšují s poklesem vzdálenosti mezi atomy, ale při dosažení určité minimální interatomické vzdálenosti klesne na nulu.
Magnetické vlastnosti hmoty
Jednou z prvních rozsáhlých a systematických studií magnetických vlastností látky byl proveden P.Curi. Zjistil, že ve svých magnetických vlastnostech mohou být všechny látky rozděleny do tří tříd. První zahrnuje látky s prudce výraznými magnetickými vlastnostmi, podobnými vlastnostem železa. Takové látky se nazývají feromagnetické; Jejich magnetické pole je patrné ve značných vzdálenostech (viz výše). Ve druhé třídě existují látky nazývané paramagnetické; Jejich magnetické vlastnosti jsou obecně podobné vlastnostem feromagnetických materiálů, ale mnohem slabší. Například, síla přitažlivosti k pólům silného elektromagnetu může chytit z rukou železné kladivo, a detekovat přitažlivost paramagnetické látky do stejného magnetu, je nutné zpravidla velmi citlivé analytické šupiny. Poslední, třetí třída zahrnuje takzvané diamagnetické látky. Jsou repelovány elektromagnetem, tj. Síla působící na diamagnetiku směřuje naproti tomu, kdo působí na ferro a paramagnetika.
Měření magnetických vlastností. Při studiu magnetických vlastností jsou nejdůležitější dva typy měření. První z nich měří sílu působící na vzorek v blízkosti magnetu; To určuje magnetizaci vzorku. Druhá je měření "rezonančních" frekvencí spojených s magnetizací látky. Atomy jsou malé "gyroskopy" a v magnetickém poli jsou precessing (jako běžný top ovlivňuje točivý moment generovaný gravitací) s frekvencí, kterou lze měřit. Kromě toho volné nastavitelné částice pohybující se v pravém úhlu k magnetickým indukčním vedením, síla působí jako na elektronickém proudu v vodiči. Způsobuje částici, která se má pohybovat podél kruhové orbity, z nichž poloměr je dán výrazem R \u003d MV / EB, kde m je hmotnost částice, V je jeho rychlost, E je jeho náboj, a B je magnetický Indukce pole. Frekvence takového kruhového pohybu je stejná

kde f se měří v Hertz, E - v Coulons, M - v kilogramech, B - v teslasu. Tato frekvence charakterizuje pohyb nabitých částic v látce v magnetickém poli. Oba typy pohybů (precese a pohyb v kruhových orbitech) mohou být vzrušeny proměnlivými poli s rezonančními frekvencemi rovnými "přirozeným" frekvencím charakteristicky tohoto materiálu. V prvním případě se rezonance nazývá magnetická a ve druhém - cyklotronu (v důsledku podobnosti s cyklickým pohybem subatomické částice v cyklotronu). Mluvit o magnetických vlastnostech atomů, je nutné zdůraznit jejich okamžik hybnosti. Magnetické pole působí na otočném atomovém dipólu, snaží se otočit a nainstalovat paralelu s polem. Místo toho Atom začíná precese kolem směru pole (obr. 10) s frekvencí v závislosti na momentu dipólu a připojené pevnosti v terénu.

Předpokládání atomů není přímo pozorování, protože všechny atomy vzorků předcházejí v různých fázích. Pokud použijete malé variabilní pole odesílané kolmo k neustálému objednání, je mezi precessing atomy navázáno určitý fázový poměr mezi precessing atomy a jejich celkový magnetický moment začíná precresivně s frekvencí rovnou frekvenci precionu jednotlivých magnetických momentů. Úhlová rychlost precese je důležitá. Jedná se o velikost řádu 1010 Hz / Tl pro magnetizaci spojenou s elektrony a asi 107 Hz / Tl pro magnetizaci spojenou s kladnými náboji v atomových jadech. Schematický diagram instalace pro pozorování jaderné magnetické rezonance (NMR) je prezentováno na OBR. 11. V homogenní trvalé oblasti mezi póly je zavedena studovaná látka. Pokud pak s malou cívkou, pokrytí zkumavky, vzrušte rádiové frekvenční pole, můžete dosáhnout rezonance při určité frekvenci rovné frekvenci precese všech jaderných "gyroskopů" vzorku. Měření jsou podobné konfiguraci rádia na frekvenci určité stanice.

Metody magnetické rezonance umožňují vyšetřit nejen magnetické vlastnosti specifických atomů a jader, ale také vlastnosti jejich prostředí. Skutečností je, že magnetická pole v pevných látkách a molekulách jsou nehomogenní, protože jsou zkreslené atomovými náboji a zákot části experimentální rezonanční křivky jsou určeny místním polem v oblasti precesního jádra. To umožňuje studovat vlastnosti struktury konkrétního vzorku s rezonančními metodami.
Výpočet magnetických vlastností. Magnetická indukce zemního pole je 0,5 x 10 -4 T., zatímco pole mezi póly silného elektromagnetu je asi 2 tles a další. Magnetické pole vytvořené jakoukoliv proudovou konfigurací lze vypočítat pomocí bio-Savara - LaPlace vzorec pro magnetickou indukci pole generovaného proudovým prvkem. Výpočet polí vytvořených obrysy různých tvarů a válcové cívky, v mnoha případech velmi komplikované. Níže jsou uvedeny vzorce pro řadu jednoduchých případů. Magnetická indukce (v teslas) pole vytvořené dlouhým přímým drátem s proudem I (AMP), ve vzdálenosti R (metry) z drátu je rovna

Indukce ve středu kruhového otáčení poloměru R s proudem I se rovná (ve stejných jednotkách):

Těsná rána cívka drátu bez železného jádra se nazývá solenoid. Magnetická indukce vytvořená dlouhým solenoidem s počtem otáček N v bodě, poměrně odstraněného ze svých konců, je rovna

Zde hodnota Ni / L je počet ampérů (ampér-otočení) na jednotku délky solenoidu. Ve všech případech je magnetické pole proudu směřující kolmo k tomuto proudu a síla působící na proud v magnetickém poli je kolmá na proud a magnetické pole. Pole magnetizované železné tyče je podobná vnějšímu poli dlouhého solenoidu s počtem amp-tahů na jednotku délky, což odpovídá proudu v atomech na povrchu magnetizované tyče, protože proudy uvnitř tyče jsou vzájemně kompenzovány (obr. 12). Podle názvu ampérů se takový povrchový proud nazývá Ammeovsky. Napětí magnetického pole ha, vytvořený proudem AMMEL, se rovná magnetickému momentu jednotkové objemu M.

Pokud je vložena železná tyč do solenoidu, pak navíc, že \u200b\u200belektromagnetický proud vytváří magnetické pole H, objednání atomových dipolů v magnetizovaném materiálu tyče vytváří magnetizaci M. v tomto případě je celkový magnetický tok Stanoveno součtem skutečných a ampérních proudů, takže b \u003d m0 (H + ha) nebo B \u003d m0 (H + M). Poměr m / h se nazývá magnetická citlivost a je indikován řeckým písmem C; C je bezrozměrná hodnota, která charakterizuje schopnost těla magnetizovat v magnetickém poli.
Hodnota b / h Charakterizace magnetických vlastností
Materiál se nazývá magnetická permeabilita a je označován MA, s mA \u003d m0m, kde MA je absolutní a m je relativní propustnost, m \u003d 1 + C. V feromagnetických látkách může mít hodnotu C velmi velké hodnoty - 10 4-10 6. Hodnota C v paramagnetických materiálech je o něco větší a diamagnetický je o něco menší. Pouze ve vakuu a ve velmi slabých polích hodnoty C a M jsou konstantní a nezávisí na vnějším poli. Závislost indukce B od H je obvykle nelineární a jeho grafy, tzv. Magnetizační křivky pro různé materiály a dokonce i při různých teplotách se mohou významně lišit (příklady těchto křivek jsou znázorněny na obr. 2 a 3). Magnetické vlastnosti látky jsou velmi složité a důkladná analýza struktury atomů, jejich interakce v molekulách, jejich střety v plynech a jejich vzájemný vliv v pevných látkách a kapalinách; Magnetické vlastnosti kapalin jsou stále nejméně studovány. - Pole s napětím h? 0,5 \u200b\u200b\u003d 1,0 me (hraniční kondicionér). Nižší hodnota S. m. P. max. Hodnota stacionárního pole \u003d 500 KE, k Roe může být k dispozici nástroje. Techniky, horní pole 1 mě, dokonce i krátké. Dopad na koláč ... ... Fyzická encyklopedie

Sekce fyziky studující strukturu a vlastnosti pevných látek. Vědecké údaje o mikrostruktuře pevných látek a fyzikálních a chemických vlastností složek jejich atomů jsou nezbytné pro vývoj nových materiálů a technických zařízení. Fyzika ... ... ... Z encyklopedie barva

Sekce fyziky pokrývající znalosti statické elektřiny, elektrických proudů a magnetických jevů. Elektrostatika v elektrostatnosti jsou považovány za jevy spojené s odpočívajícím elektrickým nábojem. Přítomnost sil působící mezi ... ... Z encyklopedie barva

- (ze starověkého řečtiny. Příroda fyziky). Starověká fyzika jakákoliv studium okolního světa a přírodních jevů. Takové pochopení termínu fyziky se zachovalo až do konce 17. století. Později se objevila řada speciálních disciplín: chemie, zkoumání vlastností ... ... Z encyklopedie barva

Termín moment ve vztahu k atomům a atomovým jádrům může znamenat následující: 1) moment spin, nebo spin, 2) moment magnetický dipólový moment, 3) elektrický kvadrupolový moment, 4) jiné elektrické a magnetické momenty. odlišné typy… … Z encyklopedie barva

Elektrický analog feromagnetismu. Stejně jako ve feromagnetických látkách se zbytková magnetická polarizace (moment) projeví při jejich umístění do magnetického pole, v feroelektrické dielektrii umístěné v elektrické pole,… … Z encyklopedie barva

Wir Verwenden Cookies für Die Beste Präsentation Unserer Website. Wenn Sie Diese Website Weiterhin Nutzen, Stimmen Sie Dem Zu. OK.

Všichni si v ruce drželi magnet a pobavili je v dětství. Magnety mohou být velmi odlišné ve tvaru, velikosti, ale všechny magnety mají obecný majetek - přitahují železo. Zdá se, že sami jsou vyrobeny ze železa, v každém případě z nějakého kovu určitě. Existují však "černé magnety" nebo "kameny", také přitahují žlázy silně, a zejména navzájem.

Ale nejsou jako kov, jsou snadno vyděšeni jako sklo. Zemědělské magnety obsahuje mnoho užitečných případů, například pohodlně s jejich pomocí "pin" papírových listů na železné povrchy. Magnet je vhodný pro sbírání ztracených jehel, tak, jak vidíme, je to naprosto nespokojená věc.

Science 2.0 - velké skok - magnety

Magnet v minulosti

Více starověkých čínských více než 2000 lety věděl o magnetech, alespoň co tento jev lze použít k výběru směru na cestování. To znamená, že kompas byl vynalezen. Filozofové ve starověkém Řecku, lidé jsou zvědaví, sbírají různá úžasná fakta, čelí magnety v blízkosti města Magnes v Malaya Asii. Tam objevili podivné kameny, které by mohly přilákat železo. V té době to nebylo méně úžasné, než by mohlo být v naší době mimozemšťany.

Ještě překvapivější Zdálo se, že magnety byly daleko od všech kovů, ale pouze železo, a samotné železo je schopno stát se magnetem, i když ne tak silný. Lze říci, že magnet přitahoval nejen železo, ale také zvědavost vědců, a přesunul hodně vpřed takové vědy jako fyzika. Fales z Mileta napsal o "magnet magnetu" a římský Tit Lucretia Kar - o "zuřícím pohybu železných pilin a kroužků", v jeho eseji "na povaze věcí". Už si už všiml přítomnosti dvou pólů z magnetu, který později, když námořník začal používat kompas, dostal jména na počest stran světa.

Co je magnet. Jednoduchá slova. Magnetické pole

Magnet vzal vážně

Povaha magnetů nemohlo dlouho vysvětlit. S pomocí magnetů se otevřely nové kontinenty (námořníci stále patří do kompasu s velkým respektem), ale nikdo nevěděl nic o samotné povaze magnetismu. Práce byly prováděny pouze na zlepšení kompasu, který se stále zabýval geografem a navigátorem Christophera Columbus.

V roce 1820, dánský vědec Hans Christian Ensted udělal nejdůležitější objev. Oninstaloval působení drátu s úrazem elektrickým proudem na magnetickou šipku a jako vědec zjistil experimenty, jak se to stane různé podmínky. Ve stejném roce francouzský fyzik Henri ampér udělal hypotézu o elementárních kruhových proudech vyskytujících se v magnetických molekulách. V roce 1831, Angličan Michael Faraday s pomocí izolovaného drátu a magnetu cívku provádí experimenty, které ukazují mechanická práce Můžete se proměnit v elektrický proud. Zavede také zákon elektromagnetické indukce a zavádí koncept "magnetického pole" do odvolání.

Faraday zákon stanoví pravidlo: pro uzavřený obrys, elektromotorická síla se rovná rychlosti změny magnetického toku procházejícího tento obvod. V tomto principu jsou všechny elektrické práce práce generátory, elektromotory, transformátory.

V roce 1873, skotský vědec James K. Maxwell snižuje magnetické a elektrické jevy do jedné teorie, klasické elektrodynamiky.

Látky, které jsou schopny zvětšit, přijaly název feromagnetů. Tento název váže magnety s železem, ale kromě toho je schopnost magnetizovat je stále nalezená u niklu, kobaltu a některých jiných kovů. Vzhledem k tomu, že magnetické pole již prošlo do oblasti praktického použití, pak se magnetické materiály staly otázkou hodně pozornosti.

Začaly experimenty se slitinami z magnetických kovů a různých přísad v nich. To stálo výsledné materiály velmi drahé, a pokud se Werner Siemens nevyskytli myšlenku nahradit magnetovou ocel, magnetizovanou relativně malým proudem, pak by svět neviděl elektrickou tramvaj a Siemens. Siemens se stále zabýval telegrafním zařízením, ale tady měl spoustu konkurentů a elektrická tramvajová dala spoustu peněz ze společnosti, a nakonec vytáhl zbytek.

Elektromagnetická indukce

Hlavní hodnoty týkající se magnetů v technice

Budeme mít zájem hlavně magnety, to je, feromagnety, a nechat trochu stranou zbytek, velmi rozsáhlá oblast magnetiky (lépe říci elektromagnetické, v paměti Maxwell) jevů. Budeme mít ty, které jsou přijímány v C (kilogram, metr, druhé, zesilovače) a jejich deriváty:

l. Pole napětí, H, A / M (AMP na metr).

Tato hodnota charakterizuje sílu pole mezi paralelními vodiči, vzdálenost mezi tím, která je 1 m, a proudový proud 1 A. Pevnost pole je vektoru.

l. Magnetická indukce, B, tesla, hustota magnetického toku (Weber / m.kv.)

Tento proudový poměr přes vodič na délku kruhu, na poloměru, na kterém se zajímáme o hodnotu indukce. Kruh leží v rovině, že drát kříží kolmo. To zahrnuje násobitel nazývanou magnetickou propustnost. Jedná se o vektoru. Pokud se mentálně podíváte do konce drátu a předpokládejme, že proud proudí k nám, pak magnetické napájecí kruhy "otočit" ve směru hodinových ručiček a indukční vektor se aplikuje na tečnou a shodují se s nimi ve směru.

l. Magnetická propustnost, μ (relativní hodnota)

Pokud vezmeme magnetickou propustnost vakua pro 1, pak pro jiné materiály obdržíme příslušné hodnoty. Například pro vzduch, dostaneme velikost, téměř stejně jako pro vakuum. Pro železo dostáváme v podstatě velká množství, takže můžete zjistit (a velmi přesně), abyste mohli říci, že železo "táhne" magnetické čáry napájení. Pokud se pole pole v cívce bez jádra bude rovna H, pak dostaneme μh s jádrem.

l. Donucovací síla, A / m.

Donucovací síla ukazuje, jak magnetický materiál odolává demagnetizaci a rekultivaci. Pokud je proud v cívce zcela odstraněn, jádro bude zbytková indukce. Aby to bylo rovné nule, musíte vytvořit pole některých napětí, ale opačné, to znamená proud v opačném směru. Toto napětí se nazývá donucovací síla.

Vzhledem k tomu, že magnety v praxi jsou vždy používány v některých souvislostech s elektřinou, nemá být překvapen, že taková elektrická hodnota jako AMP se používá k popisu jejich vlastností.

Z uvedeného následovně následuje možnost, například hřebík, který byl zapojen do magnetu, aby se stal samotným magnetem, i když slabší. V praxi se ukáže, že i děti, které se baví s magnety, vědí o tom.

Magnety v technice Existují různé požadavky, v závislosti na tom, kde tyto materiály jdou. Feromagnetické materiály jsou rozděleny do "měkkého" a "tvrdé". První jít na výrobu jader pro nástroje, kde magnetický proud je konstantní nebo proměnlivý. Nemůžete udělat dobrý samo-magnet měkkých materiálů. Jsou příliš snadno demagnovány a tady je to nejcennější majetek, protože relé by mělo být "uvolnit", pokud je proud vypnutý, a elektromotor by neměl ohřát - nadměrná energie je vynaložena na magnetizaci.

Jak vypadá magnetické pole? Igor Beletsky.

Trvalé magnety, které jsou ty, které se nazývají magnety a vyžadují tvrdé materiály pro jejich výrobu. Tvrdost je míněna magnetická, tj. Velká zbytková indukce a velká donucovací síla, protože, jak jsme viděli, tyto hodnoty jsou úzce spjaty. Magnety jsou uhlík, wolfram, chrom a kobaltová ocel. Jejich donucovací síla dosahuje hodnoty asi 6500 vozů.

Existují speciální slitiny nazvané Alny, Alnisi, Alnic a mnoho dalších, jak můžete hádat v nich, vstupují do hliníku, niklu, křemíku, kobaltu v různých kombinacích, které mají větší donucovací sílu - až 20 000 ... 60000 vozidel. Takový magnet není tak snadné odtrhnout železo.

Existují magnety speciálně navržené pro práci ve zvýšené frekvenci. To je spousta slavného "kulatého magnetu". Je to "těženo" z nevhodného reproduktoru ze sloupu hudebního centra nebo auto rádia nebo dokonce televize minulých let. Tento magnet je vyroben slinovacími oxidy železa a speciální přísady. Takový materiál se nazývá ferit, ale ne každý ferit je specificky magnetizován. A v reproduktorech se používá z důvodů snížení zbytečných ztrát.

Magnety. Objev. Jak to funguje?

Co se stane uvnitř magnetu?

Vzhledem k tomu, že atomy látek jsou zvláštní "svazky" elektřiny, mohou vytvořit své magnetické pole, ale pouze v některých kovech, které mají podobnou atomovou strukturu, je tato schopnost velmi vyjádřena. Oba železné a kobaltové, a nikl stojan v periodickém systému Mendeleeve v blízkosti, a mají podobné struktury elektronových skořápek, které převádí atomy těchto prvků do mikroskopických magnetů.

Vzhledem k tomu, že kovy mohou nazvat zmrazenou směs různých krystalů velmi malé velikosti, pak je jasné, že magnetické vlastnosti takových slitin mohou být velmi. Mnoho skupin atomů může "nasadit" své vlastní magnety pod vlivem sousedů a vnějších oborů. Takové "komunity" se nazývá magnetické domény, a tvoří velmi bizarní struktury, které jsou stále studovány se zájmem s fyzikem. Má velký praktický význam.

Jak již bylo zmíněno, magnety mohou mít téměř atomové rozměry, proto nejmenší velikost magnetické domény je omezena na velikost krystalu, ve které jsou postaveny atomy magnetického kovu. To vysvětluje například téměř fantastickou hustotu záznamu na moderních pevných discích počítačů, které zřejmě bude stále růst, zatímco disky se nezdají konkurenty závažnější.

Gravitace, magnetismus a elektřina

Kde platí magnety?

Čí jádra jsou magnety z magnetů, i když se obvykle nazývají jednoduše jádra, magnety najdou mnoho dalších aplikací. Tam jsou papírnické magnety, magnety pro blokování dveří nábytku, magnety v šachu pro cestovatele. Jedná se o všechny známé magnety.

Vzácnější druhy zahrnují magnety pro akcelerátory nabitých částic, jedná se o velmi působivé zařízení, které mohou vážit desítky tun a více. Ačkoli teď experimentální fyzika Powered podle trávy, s výjimkou části, která okamžitě přináší super-zisky na trhu a téměř nic jiného.

Další zvědavý magnet je instalován v lékařském pracovním poli, který se nazývá magnetická rezonance tomograf. (Ve skutečnosti se metoda nazývá NMR, jaderná magnetická rezonance, ale aby se nespokojil lidi, kteří nejsou silní ve fyzice ve hmotě, byl přejmenován.) Pro zařízení, pozorovaný předmět (pacient) ve silném magnetickém Je vyžadováno pole a odpovídající magnet má děsivé rozměry. A forma ďábla rakve.

Osoba je umístěna na gauč a válcování tunelem v tomto magnetu, zatímco senzory skenují místo, které zajímá lékaře. Obecně, nic strašné, ale některé klaustrofobie přichází do stupně paniky. Takové ochotně se dávají snížit, ale nebudou souhlasit s kontrolou MRI. Nicméně, kdo ví, jak se člověk cítí v neobvykle silném magnetickém poli s indukcí až 3 tesla, poté, co zaplatil za dobré peníze.

Pro získání takového silného pole, supravodivosti často používají, ochlazení magnetické cívky s kapalným vodíkem. To umožňuje "pumpovat" pole bez obav, že ohřev vodičů se silným proudem omezí schopnosti magnetu. Jedná se o zcela pozoruhodnou instalaci. Ale magnety ze speciálních slitin, které nevyžadují přidání proudu, stojí mnohem dražší.

Naše země je také velká, i když ne příliš silný magnet. Pomáhá nejen majitelům magnetického kompasu, ale také nás zachrání od smrti. Bez ní bychom byli zabiti solární radiace. Vzor magnetického pole Země, modelované pomocí počítačů podle pozorování z prostoru vypadá velmi působivě.

Zde je malá odpověď na otázku, o tom, co je magnet ve fyzice a technologii.

Spolu s elektrifikovaným třením jantarových kusů byly permanentní magnety pro starověké lidi první materiálové důkazy. elektromagnetické jevy (Blesk při úsvitu historie bylo rozhodně odkazovalo na oblast projevu nehmotných sil). Vysvětlení povahy feromagnetismu vždy obsadilo zvídavé mysli vědců, nicméně, fyzická povaha neustálé magnetizace některých látek, jak přírodní, tak uměle vytvořené, není dosud plně popsána, což ponechá značnou oblast aktivity pro moderní a budoucí výzkumníci.

Tradiční materiály pro permanentní magnety

Začali být aktivně používáni v průmyslu, počínaje v roce 1940 se vzhledem Alnico Slite (Alnico). Předtím se stálé magnety z různých odrůd aplikovaly pouze v kompasu a magneto. Alnicio je možné je nahradit elektromagnety a aplikovat je v zařízením, jako jsou motory, generátory a reproduktory.

To je jejich pronikání do našeho každodenního života dostával nový impuls s tvorbou feritových magnetů a od té doby se staly stálými magnety běžným jevem.

Revoluce v magnetických materiálech začala asi 1970, s vytvořením rodiny samarium-kobaltu tvrdých magnetických materiálů s bezprecedentní hustotou magnetickou energií. Pak byla otevřena nová generace magnetů vzácných zemin založených na neodym, železo a boru s mnohem vyšší hustotou magnetické energie než u Samarium Cobalt (SMCO) a s očekávanými nízkými náklady. Tyto dvě rodiny magnetů vzácných zemin mají takové vysoké hustoty energie, které nejen mohou nahradit elektromagnety, ale používat v oblastech nepřístupných pro ně. Příklady mohou sloužit malé krokový motor na trvalé magnety v náramkové hodinky A zvukové převodníky ve sluchátkách typu Walkman.

Postupné zlepšení magnetických vlastností materiálů je uvedeno v diagramu níže.

Neodymové permanentní magnety

V posledních desetiletích představují nejnovější a nejvýznamnější úspěch v této oblasti. Poprvé na jejich otevření bylo vyhlášeno téměř současně na konci roku 1983 společností Sumitomo a General Motors kovy. Jsou založeny na intermetalické sloučenině NDFEB: neodym, železo a slitina boru. Z nich je neodymový prvek vzácného zemního prvku extrahován z minerálu monazitu.

Obrovský zájem, že tyto stálé magnety způsobily, protože poprvé byl získán nový magnetický materiál, což je nejen silnější než předchozí generace, ale je ekonomičtější. Skládá se především ze železa, což je mnohem levnější než kobalt, az neodymu, který je jedním z nejčastějších materiálů vzácných zemin, jejichž zásoby na Zemi jsou větší než olovo. V hlavních minerálech vzácných zemin, Monazis a Baneseland jsou obsahovány pět až desetkrát více neodymu než Samaria.

Fyzikální mechanismus konstantní magnetizace

Chcete-li vysvětlit fungování permanentního magnetu, musíme se podívat do něj na atomovou. Každý atom má soubor otočení jeho elektronů, které společně tvoří jeho magnetický moment. Pro naše účely můžeme zvážit každý atom jako malý magnetický magnet. Při permanentním magnetickém magnetickém (nebo zahřátím na vysokou teplotu nebo vnější magnetické pole) je každý atomový moment orientován náhodně (viz obr. Níže) a není pozorován pravidelnost.

Když je magnetizován ve silném magnetickém poli, jsou všechny atomové momenty orientovány ve směru pole a jako to bylo pro "v zámku" s sebou (viz obr. Níže). Tato spojka umožňuje uložit pole permanentního magnetu při demontáži externího pole, stejně jako odolávat demagnetizaci, když změní svůj směr. Míra spojky síly atomových momentů je velikost donucovací síle magnetu. Čtěte více o tom později.

S hlubším obrysem magnetizačního mechanismu je provozován na ne koncepty atomových momentů, ale používat myšlenky o miniature (asi 0,001 cm) oblastí uvnitř magnetu, zpočátku vlastnit konstantní magnetizaci, ale orientované v nepřítomnosti vnějšího pole náhodně, takže přísná čtečka může zahrnovat výše uvedené fyzikální mechanismus není magnetu jako celek. A oddělené domény.

Indukce a magnetizace

Atomové momenty jsou shrnuty a tvoří magnetický moment celého permanentního magnetu a jeho magnetizace m ukazuje velikost tohoto okamžiku na jednotku objemu. Magnetická indukční b ukazuje, že permanentní magnet je výsledkem vnější magnetické síly (pevnost pole) H, aplikovaná v primární magnetizaci, jakož i vnitřní magnetizace m, v důsledku orientace atomových (nebo domény) momentů. Jeho hodnota v obecném případě nastavuje vzorec:

B \u003d μ 0 (h + m),

kde μ 0 je konstantní.

V trvalém kruhu a homogenním magnetu, vynáleznost pole H uvnitř IT (v nepřítomnosti vnějšího pole) je nulová, protože podle úplného proudu celkového proudu, integrál z něj podél obvodu uvnitř takové prstencové jádro je:

H ∙ 2πr \u003d IW \u003d 0, odkud H \u003d 0.

V důsledku toho magnetizace v prstencovém magnetu:

V imagnetickém magnetu, například ve stejném kruhu, ale se vzduchovou mezerou šířkou L Zaz v jádru Dlouhý jádro L S, v nepřítomnosti vnějšího pole a stejnou indukci B uvnitř jádra a v mezeře podle Plné současné právo, dostaneme:

H Ser L Ser + (1 / μ 0) bl Zaz \u003d IW \u003d 0.

Vzhledem k tomu, b \u003d μ 0 (h je Ser + mer), pak nahrazení jeho exprese v předchozímu, dostaneme:

H Ser (L Ser + L Zaz) + M SER L Zaz \u003d 0,

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

Ve vzduchové mezeře:

H ZAP \u003d b / μ 0,

kromě toho B je určen M a našel H Gray.

Magnetizační křivka

Počínaje pomalým stavem, když H se zvýší od nuly, vzhledem k orientaci všech atomových momentů ve směru vnějšího pole, m a b se rychle zvyšují, mění se podél místa "A" hlavní magnetizační křivky (viz obrázek níže).

Když jsou všechny atomové momenty zarovnány, m přichází na svou hodnotu nasycení, a dále se zvyšuje pouze v důsledku přiloženého pole (oddíl B hlavní křivky na obr. Níže). S poklesem vnějšího pole na nulu, indukce v snižuje se ne počáteční cestou, ale podle sekce "C" v důsledku spojky atomových momentů, snaží se je udržet ve stejném směru. Magnetizační křivka začíná popisovat tzv. Hystereze smyčku. Když H (externí pole) přistupuje k nule, indukce se blíží zbytkové hodnoty definované pouze atomovými momenty:

V r \u003d μ 0 (0 + g g).

Po směru H změnách H a M působí v opačných směrech a b snižuje (část křivky "D" na obr.). Hodnota pole, při které B redukuje na nulu, se nazývá donucovací síla magnetu BH C. Když je aplikované pole dostatečně velké, aby porušilo přilnavost atomových momentů, jsou orientovány v novém směru pole a směru m se mění na opačném směru. Hodnota pole, při které se vyskytuje, se nazývá vnitřní donucovací síla permanentního magnetu M N ° C. Existují dva různé, ale připojené donucovací síly spojené s permanentním magnetem.

Obrázek níže ukazuje hlavní demagnetizační křivky různé materiály Pro permanentní magnety.

Je vidět, že největší zbytková indukce B R a donucovací síla (jak kompletní i interní, tj. Magnety NDFEB jsou stanoveny bez zohlednění pouze magnety NDFEB.

Povrchová (Amper) proudy

Magnetická pole permanentních magnetů lze považovat za oblasti některých příbuzných proudů tekoucí jejich povrchy. Tyto proudy se nazývají Ammers. V obvyklém smyslu slovních proudů uvnitř permanentních magnetů. Porovnání magnetických polí permanentních magnetů a proudů proudů v cívkách, francouzský Amperge fyzik, však naznačoval, že magnetizace látky může být vysvětlena mikroskopickými proudy tvořícími mikroskopické uzavřené okruhy. A koneckonců, koneckonců, analogie mezi solenoidním polem a dlouhým válcovým magnetem je téměř kompletní: je zde severní a jižní pól permanentního magnetu a stejných pólů v solenoidu, a obrazy elektrických vedení jejich polí jsou také velmi podobné (viz obrázek níže).

Jsou tam v magnetu?

Představte si, že celý objem určité tyče permanentního magnetu (s libovolným průřezem) je naplněn mikroskopickými proudy Amper. Příčná část magnetu s takovými proudy je znázorněno na obrázku níže.

Každý z nich má magnetický moment. Se stejnou orientací je ve směru vnějšího pole, tvoří výsledný magnetický moment, odlišný od nuly. Určuje existenci magnetického pole s zjevnou nepřítomností objednaného pohybu nábojů, v nepřítomnosti proudu prostřednictvím průřezu magnetu. Je také snadné pochopit, že uvnitř toho jsou kompenzovány proudy sousedních (kontaktních) obvodů. Pouze proudy na povrchu těla tvořícího povrchový proud permanentního magnetu se ukáže, aby byly nekompenzovány. Jeho hustota se vykazuje, aby se rovná magnetizaci M.

Jak se zbavit pohybu kontaktů

Známý problém vytváření bezkontaktního synchronního stroje. Jeho tradiční design s elektromagnetickou excitací od pólů rotoru s cívkami znamená proud k nim přes pohybující se kontakty - kontaktní prsteny s kartáči. Nevýhody takového technického řešení jsou dobře známé: jedná se o potíže s provozem a nízkou spolehlivost a velké ztráty v pohyblivých kontaktech, zejména pokud mluvíme Na silných turbo a hydrogenerátorech, ve stavebních řetězcích, které spotřebovávají elektrickou energii.

Pokud takový generátor děláte v permanentních magnetech, pak problém kontaktu okamžitě zmizí. Je pravda, že se objeví problém spolehlivého upevnění magnetů na rotačním rotoru. Zde může být užitečné zažít akumulované v budovách traktorů. Dlouho je generátor induktoru na permanentních magnetech umístěných v rotorových drážkách, naplněné nízkou tavicí slitinou.

Motor na permanentních magnetech

V posledních desetiletích obdržely motory DC ventilu rozšířené. Taková jednotka je skutečný motor a elektronický spínač jeho kotevního vinutí, který provádí funkce zásobníku. Elektromotor je synchronní motor na permanentních magnetech umístěných na rotoru, jako na Obr. Výše, s pevnou klikou kotvou na statoru. Elektronický spínač bezstranný je střídač konstantního napětí (nebo proudu) napájecí sítě.

Hlavní výhodou takového motoru je jeho bezkontaktní. Jeho konkrétní prvek je snímač polohy rotoru, indukce nebo hala, provoz střídače.

Když magnet přitahuje kovové objekty na sebe, zdá se, že magie, ale ve skutečnosti "Magic" vlastnosti magnetů jsou spojeny pouze se speciální organizací jejich elektronické struktury. Protože elektron otáčivý kolem atomu vytváří magnetické pole, všechny atomy jsou malé magnety; Ve většině látek však neuspořádané magnetické účinky atomů rovnováhy.

V jiných věcech je v magnetech, jejichž atomová magnetická pole jsou zabudována do objednaných oblastí zvané domény. Každá taková oblast má severní a jižní pól. Směr a intenzita magnetického pole se vyznačuje tzv. Elektrickým vedením (na obrázku jsou uvedeny zeleně), které vycházejí ze severního pólu magnetu a jsou zahrnuty na jihu. Silné napájecí vedení, tím více koncentrátového magnetismu. Severní pól jednoho magnetu přitahuje jižní pól z druhé, zatímco dva póly stejného jména se navzájem odpuzují. Magnety přitahují pouze určité kovy, zejména železo, nikl a kobalt, zvané feromagnety. Ačkoli feromagnetics nejsou přirozené magnety, jejich atomy jsou přestavovány v přítomnosti magnetu takovým způsobem, že magnetické póly se objevují v feromagnetických tělech.

Magnetický řetěz

Dotýkat se konce magnetu na kovové klipy vede k vzniku každého uzávěru severního a jižního pólu. Tyto póly jsou zaměřeny ve stejném směru jako magnet. Každý klip se stal magnetem.

Nespočet drobných magnetů

Některé kovy mají krystalovou strukturu tvořenou atomy seskupené do magnetických domén. Magnetické doménové póly mají obvykle různé směry (červené šipky) a nemají celkový magnetický účinek.

Tvorba permanentního magnetu

1. Typicky jsou magnetické železné domény orientovány nesystematické (růžové šipky) a přirozený magnetismus kovu se neobjeví.
2. Pokud je magnet (růžový bar) přiveden do žlázy, magnetické železné domény se začnou sestávat podél magnetického pole (zelené čáry).
3. Většina magnetických železných domén rychle vede podél elektrických vedení magnetického pole. V důsledku toho se stává samotným železem permanentní magnet.