Ce este Imaging?

Magnetizarea, denumită și magnetizare sau polarizare magnetică, este densitatea momentelor dipolului magnetic care sunt induse într-un material magnetic atunci când sunt plasate lângă un magnet.

Efectele magnetice ale unui material pot fi, de asemenea, induse prin trecerea unui curent electric prin material.

Efectul magnetic este cauzat de mișcarea electronilor în atomi sau de rotația electronilor sau a nucleelor ​​(Magnetization and Intensity Magnetic, 2016).

Puneți dintr-un simplu punct de vedere, transformarea unui material (de obicei fier) ​​într-un magnet. Magnetizarea numelui derivă din cuvântul francez aimantation care se traduce la magnet.

Când este plasat într-un câmp neomogen, materia este atrasă sau respinsă în direcția gradientului de câmp. Această proprietate este descrisă de susceptibilitatea magnetică a materiei și depinde de gradul de magnetizare a materiei în câmp.

Magnetizarea depinde de dimensiunea momentelor dipol ale atomilor dintr-o substanță și de gradul în care momentele dipolului sunt aliniate unul cu celălalt.

Anumite materiale, cum ar fi fierul, prezintă proprietăți magnetice foarte puternice, datorită alinierii momentelor magnetice ale atomilor lor în anumite regiuni mici numite domenii.

În condiții normale, diferite domenii au câmpuri care se anulează reciproc, dar pot fi aliniate pentru a produce câmpuri magnetice extrem de mari.

Mai multe aliaje, cum ar fi NdFeB (un aliaj de neodim, fier si bor), pastreaza domeniile lor aliniate si sunt folosite pentru a face magneti permanenti.

Câmpul magnetic puternic produs de un magnet tipic de 3 mm grosime din acest material este comparabil cu un electromagnet realizat dintr-o buclă de cupru cu un curent de câteva mii de amperi. În comparație, curentul într-un bec tipic este de 0, 5 amperi.

Deoarece alinierea domeniilor unui material produce un magnet, dezorganizarea alinierii ordonate distruge proprietățile magnetice ale materialului.

Agitarea termică rezultată din încălzirea unui magnet la o temperatură ridicată distruge proprietățile sale magnetice (Edwin Kashy, 2017).

Definiția și caracteristicile magnetizării

Magnetizarea sau magnetizarea M a unui dielectric este definită prin:

Unde N este numărul de dipoli magnetici per unitate de volum și μ este momentul magnetic dipol pe dipol (Griffiths, 1998). Magnetizarea poate fi scrisă și ca:

Unde β este magnetizabilitatea.

Efectul magnetizării este de a induce densitățile de curent îmbinate într-un material

Și un curent de suprafață s-a îmbinat pe suprafața sa

În cazul în care unitatea indică normală exterioară (Weisstein, 2007).

De ce unele materiale pot fi magnetizate în timp ce altele nu pot?

Proprietățile magnetice ale materialelor sunt asociate cu asocierea rotirilor în atomii sau moleculele lor. Acesta este un fenomen al mecanicii cuantice.

Elemente precum nichelul, fierul, cobaltul și unele dintre pământurile rare (disprosium, gadoliniu) prezintă un comportament magnetic unic denumit ferromagnetism, fierul fiind cel mai frecvent și mai dramatic exemplu.

Aceste materiale feromagnetice prezintă un fenomen de ordonare pe distanțe lungi la nivel atomic, care determină rotirea electronilor nelegați să fie aliniate paralel între ele într-o regiune numită domeniu.

În interiorul domeniului, câmpul magnetic este intens, dar într-o probă globală, materialul nu va magnetiza în mod normal, deoarece numeroasele domenii vor fi orientate aleatoriu unul față de celălalt.

Ferromagnetismul se manifestă prin faptul că un mic câmp magnetic impus din exterior, de exemplu dintr-un solenoid, poate determina ca domeniile magnetice să se alinieze unul cu celălalt și se spune că materialul este magnetizat.

Câmpul magnetic de acționare va fi apoi mărit de un factor mare care este în mod normal exprimat ca o permeabilitate relativă pentru material. Există multe aplicații practice ale materialelor feromagnetice, cum ar fi electromagnetul (Ferromagnetism, SF).

Din 1950, și mai ales din 1960, s-a descoperit că mai mulți compuși legați ionic sunt feromagnetici, dintre care unii sunt izolatori electrici. Altele au o conductivitate de magnitudine tipică pentru semiconductori.

Deasupra punctului Curie (numit și temperatura Curie), magnetizarea spontană a materialului feromagnetic dispare și devine paramagnetic (adică rămâne slabă magnetică).

Aceasta se întâmplă deoarece energia termică este suficientă pentru a depăși forțele de aliniere internă a materialului.

Temperaturile Curie pentru unele materiale feromagnetice importante sunt: ​​fier, 1043 K; Cobalt, 1394 K; Nichel, 631 K; Și gadoliniu, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Materialele care nu au proprietăți magnetice sunt numite diamagnetice. Acest lucru se datorează faptului că acestea manifestă o pereche de centrifugare în orbitele lor atomice sau orbitale moleculare.

Modalități de magnetizare a unui material

1 - Rotiți un metal cu un magnet puternic

1. Strângeți materialele necesare. Pentru a magnetiza metalul cu aceasta metoda, ai nevoie doar de un magnet puternic si o bucata de metal cu continut de fier cunoscut. Metalele fără fier nu vor fi magnetice.
2. Identificați polul nord al magnetului. Fiecare magnet are doi poli, un pol de nord și unul de sud. Polul nord este partea negativă, în timp ce polul sudic este partea pozitivă. Unii magneți au polii etichetați direct pe ele.
3. Trageți polul nord de la centrul metalului până la capăt. Cu presiune fermă, rulați rapid magnetul prin piesa de metal. Actul de frecare a magnetului prin metal ajută atomii de fier să se alinieze într-o direcție. Coborârea în mod repetat a metalului conferă atomilor mai multe șanse să se alinieze.
4. Testați magnetismul. Atingeți metalul împotriva unei grămezi de cleme sau încercați să îl lipiți în frigider. În cazul în care clemele lipesc sau stau în frigider, metalul a devenit suficient de magnetizat. Dacă metalul nu magnetează, continuați frecarea magnetului în aceeași direcție prin metal.
5. Continuați frecarea magnetului împotriva obiectului pentru a crește magnetismul. Asigurați-vă că frecați magnetul în aceeași direcție de fiecare dată. După zece lovituri, verificați din nou magnetismul. Repetați până când magnetul este suficient de puternic pentru a ridica clemele. Dacă se freacă în direcția opusă cu polul nord, acest lucru va demagneza cu adevărat metalul (Cum de magnetizat metalul, SF).

2 - Creați un electromagnet

1. Pentru a face un electromagnet, veți avea nevoie de un cablu de cupru izolat, o bucată de metal cu conținut de fier cunoscut, o baterie de 12 volți (sau altă sursă de curent continuu), separatoare de sârmă și tăietori electrice și bandă izolatoare.
2. Înfășurați firul izolat în jurul piesei metalice. Luați firul și lăsați o coadă de aproximativ un centimetru, înfășurați firul în jurul metalului de câteva zeci de ori. De multe ori bobina este înfășurată, cu atât magnetul va fi mai puternic. Lăsați o coadă și pe celălalt capăt al firului.
3. Scoateți capetele firului de cupru. Cu ajutorul dispozitivelor de mărunțire a cablurilor, îndepărtați cel puțin ¼ inci la ½ inch de la ambele capete ale firului. Cuprul trebuie să fie expus astfel încât să poată intra în contact cu sursa de alimentare și să furnizeze electricitate sistemului.
4. Conectați cablurile la baterie. Luați un capăt de fir și împachetați-l în jurul terminalului negativ al bateriei. Folosind o bandă electrică, fixați-o în poziție și asigurați-vă că firul metalic atinge firul terminalului. Cu celălalt cablu, înfășurați-l și fixați-l în jurul terminalului pozitiv al bateriei.
5. Testați magnetismul. Când bateria este conectată corespunzător, va furniza un curent electric care face ca atomii de fier să se alinieze la crearea unor poli magneticieni. Acest lucru duce la metalul care este magnetizat. Atingeți metalul împotriva unor clipuri și vedeți dacă le puteți ridica (Ludic Science, 2015).