Магнети су материјали који производе магнетна поља, који привлаче одређене метале. Сваки магнет има северни и јужни пол. Насупротни стубови привлаче, док се попут ступова одбијају.
Док је већина магнета направљена од метала и легура метала, научници су осмислили начине за стварање магнета из композитних материјала, као што су магнетни полимери.
Шта ствара магнетизам
Магнетизам у металима настаје неравномерном расподјелом електрона у атомима одређених металних елемената. Неправилна ротација и кретање узроковани овом неравномерном расподјелом електрона помичу набој унутар атома напријед и назад, стварајући магнетне диполе.
Када се магнетни диполи поравнају, они стварају магнетну домену, локализовано магнетно подручје које има северни и јужни пол.
Код немагнетисаних материјала, магнетне домене се суочавају у различитим правцима, отказујући један другог. Док је код магнетизованих материјала већина ових домена поравнана, усмерена у истом правцу, што ствара магнетно поље. Што се више домена поравна, то је јача магнетна сила.
Врсте магнета
- Стални магнети (такође познати као тврди магнети) су они који стално стварају магнетно поље. Ово магнетно поље је узроковано феромагнетизмом и најјачи је облик магнетизма.
- Привремени магнети (такође познати као меки магнети) су магнетни само у присуству магнетног поља.
- Електромагнети захтевају да електрична струја тече кроз њихове жице завојнице да би произвела магнетно поље.
Развој магнета
Грчки, индијски и кинески писци су документовали основна сазнања о магнетизму пре више од 2000 година. Већина овог разумевања заснована је на посматрању утицаја лодестона (природног минерала магнетног гвожђа) на гвожђе.
Рана истраживања магнетизма спроведена су већ у 16. веку, међутим, развој модерних магнета велике снаге догодио се тек у 20. веку.
Пре 1940, стални магнети коришћени су у само основним применама, као што су компаси и електрични генератори звани магнето. Развој магнета алуминијум-никал-кобалт (Алницо) омогућио је сталним магнетима да замењују електромагнете у моторима, генераторима и звучницима.
Стварање магнета самаријум-кобалта (СмЦо) током 1970-их произвело је магнете са двоструко већом густином магнетне енергије од било којег раније доступног магнета.
До раних 1980-их, додатна истраживања магнетних својстава реткоземних елемената довела су до тога откривање неодим-гвожђа-бора (НдФеБ) магнета, што је довело до удвостручења магнетне енергије преко СмЦо магнети.
Ретки земни магнети данас се користе у свему, од ручних сатова и иПада до хибридних мотора и генератора ветротурбина.
Магнетизам и температура
Метали и други материјали имају различите магнетне фазе, зависно од температуре околине у којој се налазе. Као резултат тога, метал може показати више магнетизма.
Гвожђе, на пример, изгуби свој магнетизам, када постане парамагнетно грејање изнад 1418 ° Ф (770 ° Ц). Температура на којој метал губи магнетну силу назива се његова температура Цурие.
Гвожђе, кобалт и никл једини су елементи који - у металном облику - имају Цурие температуру изнад собне температуре. Као такав, сви магнетни материјали морају да садрже један од тих елемената.
Уобичајени феромагнетски метали и њихове температуре Цурие
Супстанца | Температура курије |
Гвожђе (Фе) | (770 ° Ц) |
Кобалт (Цо) | (1130 ° Ц) |
Никал (Ни) | 357 ° Ф |
Гадолинијум | 66 ° Ф (19 ° Ц) |
Диспрозијум | -301.27 ° Ф (-185.15 ° Ц) |