Lastnosti magneta in energija magnetnega polja

Za tak predmet kot magnet so vsi že dolgo navajeni. V tem ne vidimo nič posebnega. Povezan z nami, ponavadi z učnimi urami v fiziki ali demonstracij v obliki kontaktnih točk lastnosti magneta za predšolske otroke. In redko kdorkoli misli, koliko magnetov nas obkroža v vsakdanjem življenju. V vsakem apartmaju obstaja več desetin. Magnet je prisoten v napravi vsakega zvočnika, magnetofona, električnega brivnika, ure. Tudi banka z nohti je ena.

Pa še?

Mi - ljudje - niso nobena izjema. Zahvaljujoč biokotentom v telesu okrog nas je neviden vzorec njegovih linij sile. Ogromen magnet je planet Zemlja. Še bolj veličastna pa je plazemska žoga sonca. Dimenzije galaksij in meglic, nerazumljive človeškemu umu, redko omogočajo misel, da so vse to tudi magneti.

Sodobna znanost zahteva nastanek novih velikih in super-močnih magnetov, katerih področja uporabe so povezana s termonuklearno fuzijo, generiranjem električne energije, pospeševanjem sinhrotronov nabranih delcev, dvigom potopljenih ladij. Ustvarjanje super-močnega polja z magnetnimi lastnostmi magneta je ena od nalog sodobne fizike.

Pojasnili bomo pojme

Magnetno polje je sila, ki deluje na telesa, ki so v gibanju. To "ne deluje" s fiksnimi predmeti (ali brez elektrike) in služi kot ena od oblik elektromagnetnega polja, ki obstaja kot splošnejši koncept.

Če telesa lahko ustvarijo okoli sebe magnetno polje in same sebe doživljajo moč njenega vpliva, se imenujejo magneti. To pomeni, da so ti elementi magnetizirani (imajo ustrezen trenutek).

Različni materiali neenakomerno reagirajo na zunanje polje. Oslabitev njenega delovanja znotraj sebe imenujemo paramagneti, ojačevalci - diamagnetiki. Posamezni materiali imajo lastnost tisočkratnega povečanja zunanjega magnetnega polja. To so feromagneti (kobalt, nikelj z železom, gadolinij, pa tudi spojine in zlitine teh kovin). Tisti od njih, ki so po močnem zunanjem polju pridobili magnetne lastnosti, se imenujejo magnetno težko. Drugi, ki se lahko obnašajo kot magneti le pod neposrednim vplivom polja in prenehajo biti tako s svojim izginotjem, so magnetno mehki.

Malo zgodovine

Študija lastnosti trajnih magnetov se ukvarja z zelo, zelo starimi časi. Omenjeno je v spisih znanstvenikov stare Grčije celo 600 let pred našo dobo. Naravni magneti (naravni izvor) so na voljo v magnetnih rudah. Najbolj znan iz velikih naravnih magnetov je shranjen na Univerzi v Tartuju. Tehta 13 kilogramov in tovor, ki ga je mogoče dvigniti s svojo pomočjo, je 40 kg.

Človeštvo se je naučilo ustvarjati umetne magnete z različnimi feromagneti. Vrednost praška (iz kobalta, železa itd.) Je sposobnost držati težo 5000-kratno svojo lastno težo. Umetni osebki so lahko trajni (pridobljeni iz magnetno trdih materialov) ali elektromagneti, ki imajo jedro, katerega material je mehko magnetno železo. Položaj napetosti v njih nastane zaradi prehoda električnega toka skozi navitje, ki je obdano z jedrom.

Prva resna knjiga, ki vsebuje poskuse znanstvenega raziskovanja lastnosti magneta, je delo londonskega zdravnika Hilbertja, ki je bil objavljen leta 1600. To delo vsebuje vse informacije, ki so bile v tistem času na voljo za magnetizem in električno energijo, pa tudi avtorske poskuse.

Vsak od obstoječih pojavov, ki jih oseba poskuša prilagoditi praktičnemu življenju. Seveda magnet ni bil izjema.

Kako se uporabljajo magneti

Kakšne lastnosti magneta je sprejelo človeštvo? Njegov obseg je tako širok, da se lahko na kratko dotaknemo glavnih, najbolj znanih naprav in področij uporabe tega izjemnega predmeta.

Kompas je dobro znan instrument za določanje smeri na terenu. Zahvaljujoč njemu postavljajo načine zračnih in morskih plovil, zemeljski prevoz, namen prometa pešcev. Te naprave so lahko magnetne (vrsta puščice), ki jih uporabljajo turisti in topografi ali nemagnetne (radijske in hidravlične kompasi).

Prvi kompasi naravnih magnetov so bili izdelani v XI stoletju in so bili uporabljeni v plovbi. Njihovo delovanje temelji na prostem vrtenju v horizontalni ravnini dolge igle iz magnetnega materiala, uravnoteženega na osi. En konec je vedno obrnjen proti jugu, drugi na severu. Tako je vedno mogoče natančno poznati glavne smernice glede strani sveta.

Glavna področja

Območja, na katerih so lastnosti magneta našli glavno aplikacijo - radio in elektrotehnika, instrumenti, avtomatizacija in telemehanika. Od feromagnetni materiali sprejemali so releje, magnetna jedra itd. Leta 1820 je bilo ugotovljeno, da lahko dirigent s tokom deluje na puščico magneta in ga prisili, da se obrne. Istočasno je bilo še eno odkritje: par vzporednih vodnikov, skozi katere poteka tok ene smeri, imajo lastnost vzajemne privlačnosti.

Zaradi tega je bila podana domneva o razlogu za lastnosti magneta. Vsi taki pojavi se pojavijo v povezavi s tokovi, vključno s kroženjem znotraj magnetnih materialov. Sodobne ideje v znanosti popolnoma sovpadajo s to domnevo.

O motorjih in generatorjih

Na osnovi je ustvaril veliko vrst elektromotorjev in generatorjev, tj rotacijskega tipa naprav, katerih delovanje temelji na preoblikovanju mehanske energije v električno energijo (govorimo o generatorjih) ali električne v mehansko (za motorje). Vsak generator deluje na principu elektromagnetne indukcije, tj EMF (elektromotorne sile) se pojavi v žico, ki se giblje v magnetnem polju. Motor deluje na osnovi fenomen pojava moči v žici s tokom, ki se nahaja v prečni polju.

Uporaba sile interakcije polja s tokom, ki poteka skozi zavoje navijanja njihovih gibljivih delov, delujejo naprave, imenovane magnetoelektrične naprave. Kot nov močan električni motor izmeničnega toka, ki ima dva navitja, deluje indukcijski števec električne energije. Prevodni disk, nameščen med navitjem, se obrača z vrtilnim momentom, katerega sila je sorazmerna z porabljeno močjo.

In v vsakdanjem življenju?

Opremljen z miniaturno baterijo, je električna ročna ura poznana vsem. Njihova razporeditev z uporabo par magnetov, par induktivnih tuljav in tranzistorja je glede na število razpoložljivih delov veliko preprostejša od mehanske ure.

Vse več aplikacij so ključavnice elektromagnetnih tipov ali ključavnice, ki so opremljene z magnetnimi elementi. V njih sta ključ in ključavnica opremljena s kodo. Ko je pravilni ključ zaklenjen v luknjo, notranji elementi magnetne ključavnice pritegnejo želeni položaj, kar omogoča odpiranje.

Delovanje magnetov temelji na napravi dinamometrov in galvanometru (zelo občutljiva naprava, ki meri šibke tokove). Lastnosti magneta so našli pri proizvodnji abrazivov. Tako imenovani akutni majhni in zelo trdi delci, ki so potrebni za mehansko obdelavo (mletje, poliranje, odstranjevanje) različnih predmetov in materialov. V proizvodnji potreben ferosilik v zmesi delno poravnava na dnu peči, je delno vgrajen v abraziv. Odstranite od tam in zahtevajte magnete.

Znanost in komunikacija

Z magnetnimi lastnostmi snovi ima znanost možnost preučiti strukturo različnih teles. Omenimo lahko le magnetokemijo ali odkrivanje magnetnih napak (metoda odkrivanja napak s preučevanjem izkrivljanja magnetnega polja na določenih področjih izdelkov).

In jih uporabljajo za proizvodnjo tehnike ultra frekvenčnem območju, povezave radijski sistemi (vojaške in komercialne linije), je med toplotno obdelavo, kot doma, in v prehrambeni industriji izdelkov (vse znane mikrovalovi). To je praktično nemogoče v enem članku na seznam vseh kompleksnih tehničnih naprav za in aplikacije, ki se uporabljajo danes magnetne lastnosti snovi.

Obseg medicine

Sfera diagnostike in medicinske terapije ni bila izjema. Skozi Rentgenski generatorski sevanjem elektronov linearni pospeševalniki izvedemo tumorski terapiji, ciklotrone in sinhrotroni ustvarjen proton prečke ima prednost pred rentgenskimi žarki v domačo orientaciji in povečano učinkovitost pri zdravljenju očesnih in možganskih tumorjev.

Kar se tiče biološke znanosti, še pred sredino prejšnjega stoletja življenjske funkcije organizma niso bile povezane z obstojem magnetnih polj. Znanstvena literatura se občasno dopolnjuje z enotnimi poročili o enem ali drugem njihovem zdravniškem učinku. Toda od šestdesetih let se je pričel plaz publikacij o bioloških lastnostih magneta.

Prej in zdaj

Vendar so poskusi, da bi jih zdravili, naredili alchemisti že v 16. stoletju. Veliko uspešnih poskusov je bilo zdraviti zobobol, bolezen živcev, nespečnost in raznolikost notranjih organov. Zdi se, da je magnet v medicini našel svojo uporabo najpozneje v plovbi.

Zadnji polovici stoletja se pogosto uporabljajo magnetne zapestnice, priljubljene med bolniki z okvarjenim krvnim tlakom. Znanstveniki so resno verjeli v sposobnost magneta, da poveča odpornost človeškega telesa. S pomočjo elektromagnetnih instrumentov so se naučili meriti hitrost krvnega obtoka, vzeti vzorce ali vdreti potrebna zdravila iz kapsul.

Magnet odstranjuje majhne kovinske delce, ujete v oko. Njegovo delovanje temelji na delu električnih senzorjev (vsakdo pozna postopek odstranjevanja elektrokardiograma). V današnjem času sodelovanje fizikov z biologi za preučevanje globokih mehanizmov učinka na človeško telo magnetnega polja postaja vedno bolj tesno in potrebno.

Neodimski magnet: lastnosti in aplikacije

Magneti neodimuja imajo največji vpliv na zdravje ljudi. Sestavljajo jih neodim, železo in bor. Kemijska formula je NdFeB. Glavna prednost takega magneta je močan učinek njegovega polja na relativno majhni velikosti. Tako je težo magneta s silo 200 gauss približno 1 g. Za primerjavo ima želeni magnet, ki je enak moči, težo, ki je približno 10-krat večja.

Druga nedvomna prednost teh magnetov je dobra stabilnost in sposobnost ohranjanja potrebnih lastnosti za več sto let. Skozi stoletje magnet izgubi svoje lastnosti le za 1%.

Kako natančno se zdravite z magnetom neodim?

S svojo pomočjo izboljša krvni obtok, stabilizira krvni tlak, se bori z migreno.

Lastnosti magnetov neodim so začele uporabljati za zdravljenje pred 2000 leti. Pripombe o tej vrsti terapije najdemo v rokopisih Ancient China. Nato obdelamo z magnetiziranimi kamni v človeško telo.

Terapija je obstajala tudi v obliki pritrditve v telo. Legenda trdi, da je Cleopatra morala nositi magnetni povoj na glavi z odlično zdravstveno in nezemeljsko lepoto. V X. Stoletju so perzijski znanstveniki podrobno opisali ugodne učinke lastnosti magnetov neodim na človeško telo v primeru odprave vnetja in mišičnih krčev. Glede na preživele dokaze o času, lahko ocenimo njihovo uporabo za povečanje mišične moči, moč kostnega tkiva in zmanjšanje bolečin v sklepih.

Iz vseh bolezni ...

Dokaz o učinkovitosti take izpostavljenosti je objavil leta 1530 znani zdravnik iz Švice Paracelsus. V svojih spisih je zdravnik opisal magične lastnosti magneta, ki lahko spodbudi moč telesa in povzroči samozdravljenje. V teh dneh se je z magnetom začelo premagati ogromno število bolezni.

Samo-zdravljenje s pomočjo tega zdravila v ZDA v povojnih letih (1861-1865), ko so bila zdravila kategorično manjka, je bila razširjena. Uporabili sta ga kot zdravilo in kot anestetik.

Od XX. Stoletja so bile terapevtske lastnosti magneta znanstveno utemeljene. Leta 1976 je japonski zdravnik Nikagawa predstavil koncept deficita magnetnega polja. Študije so pokazale natančne simptome. Vključeni so v šibkost, utrujenost, zmanjšano učinkovitost in motnje v procesu spanja. Obstajajo tudi migrena, bolečine v sklepih in hrbtu, okvare s prebavnim in srčnožilnim sistemom v obliki hipotenzije ali hipertenzije. V zvezi s sindromom in področjem ginekologije ter spremembami kože. Z uporabo magnetoterapije lahko te države uspešno normaliziramo.

Znanost ne stoji mirno

Znanstveniki še naprej eksperimentirajo z magnetnimi polji. Poskusi se izvajajo na živalih in pticah ter na bakterijah. Pogoji oslabljenega magnetnega polja zmanjšujejo uspeh presnovnih procesov pri eksperimentalnih pticah in miših, bakterije nenadno prenehajo razmnoževati. S podaljšanim primanjkljajem na področju živih tkiv pride do nepovratnih sprememb.

Gre za boj proti vsem tem pojavom in številnim negativnim posledicam, ki jih povzročajo, da se kot tak uporablja magnetoterapija. Zdi se, da v tem trenutku vse uporabne lastnosti magnetov še niso bile ustrezno preučene. Pred zdravniki veliko zanimivih odkritij in novega razvoja.