Постоянные магниты — это вещества, которые обладают постоянной магнитной силой. Концы постоянных магнитов называются полюсами. У каждого магнита два полюса: северный (N) и южный (S). На некоторых магнитах они отмечены двумя цветами (чаще всего синим и красным).
Постоянные магниты в отличие от электромагнитов, не требуют электричества для создания своего магнитного поля. Постоянные магниты всегда состоят из ферромагнитных материалов, элементарные магниты которых, атомные спины, выровнены параллельно в процессе намагничивания. Это может произойти при охлаждении расплавленных ферромагнитных пород. Такая горная порода (магнетиты) была исторически найдена древними греками около города Магнесия (город в Малой Азии). Таким образом, город Магнезия является историческим эпонимом магнетизма.
Небольшие постоянные магниты используются для сбора мелких металлических деталей или для крепления легких предметов к магнитным доскам. Например, наконечники некоторых отверток намагничены, что позволяет удерживать металлический винт в поворотном шлице. Постоянные магниты также используются там, где необходимо создать электрический ток в небольших генераторах с помощью электромагнитной индукции. Примером этого является динамо-машина для велосипеда.
УДЕРЖАТ ЛИ МОНСТР-МАГНИТЫ МАШИНУ?
Как магниты взаимодействуют с другими объектами?
Ещё древнегреческий ученый Фалес Милетский заметил, что предметы из магнетита взаимодействуют с предметами, содержащими железо.
Поднося магнит к предметам, изготовленным из различных материалов, можно установить, что магнитом притягиваются очень не многие из них. Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, гораздо слабее никель и кобальт. Вообще не притягиваются магнитами тела из цветным металлов, например, медь, алюминий и другие.
Постоянные магниты могут притягивать ферромагнитные вещества (например, железо) или отталкивать друг друга на одноименных полюсах (северный полюс к северному полюсу, южный полюс к южному полюсу). По сути, тела, длительное время сохраняющие намагниченность, и есть постоянные магниты или просто магниты.
Северный полюс постоянного магнита притягивает южный полюс другого постоянного магнита и наоборот. Между одноименными полюсами (северный полюс к северному полюсу, южный полюс к южному полюсу), напротив, действуют отталкивающие магнитные силы.
Однако постоянные магниты могут быть получены и искусственным путем. В этом процессе сильные ферромагнитные металлы, обычно сплавы, такие как самарий-кобальт, намагничиваются сильным внешним магнитным полем. Этот процесс намагничивания демонстрирует так называемый гистерезис, то есть несимметричное поведение материала при увеличении и последующем уменьшении внешнего магнитного поля. Гистерезис возникает потому, что выравнивание элементарных магнитов в ферромагните стабилизируется обменным взаимодействием, поэтому материал, который уже был намагничен, имеет другие свойства, чем ферромагнит, который еще не был намагничен.
Самый сильный магнит в мире! [Veritasium]
Благодаря гистерезису магнитное поле сохраняется в ферромагните даже при отключении внешнего магнитного поля. Таким образом, намагниченный материал становится постоянным магнитом. Оставшаяся плотность магнитного потока называется остаточной намагниченностью.
Магнитное поле постоянных магнитов.
Магниты взаимодействуют не только с другими объектами, но и друг с другом. Пространство вокруг магнита, в котором действуют магнитные силы, называется магнитным полем.
А именно, если приблизить красный северный полюс стержневого магнита к северному полюсу второго, вращающегося магнита, то северный полюс этого магнита отворачивается от северного полюса стержневого магнита, — это работает как сила между двумя северными полюсами магнитов, и два одинаковых полюса отталкиваются друг от друга.
Если, с другой стороны, приблизить зеленый южный полюс стержневого магнита к красному северному полюсу вращающегося магнита, то северный полюс повернется к южному полюсу стержневого магнита. Между двумя разными полюсами также действует сила. Два разных полюса притягиваются друг к другу.
В обоих случаях действует следующее: если вы снова уберете стержневой магнит, поворотный магнит вернется в исходное положение. Применимо следующее: чем больше расстояние между полюсами, тем меньше силовое воздействие и, следовательно, отклонение магнита.
С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов. Рисунок 2 даёт представление о картине магнитного поля полосового магнита. Как магнитные линии магнитного поля электрического тока, так и магнитные линии магнитного поля магнита — это замкнутые линии.
Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с электрическим током. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
Что произойдет, если мы попытаемся разделить один магнит на два? Если мы повторим эксперименты с каждым из кусочков, мы обнаружим, что вокруг каждого из них есть магнитное поле. Оказалось, что из одного магнита были созданы два магнита. Мы никогда не можем получить один магнитный полюс. Как итог, магнитные полюса в магнитах всегда расположены попарно.
Размагничивание.
Размагничивание постоянного магнита возможно под воздействием тепла, сильной механической вибрации или сильного внешнего магнитного поля.
В то время как электромагнит может быть выключен простым выключением электрического тока, а полярность можно изменить, изменив направление электрического тока на противоположное, «выключить» постоянный магнит не представляется возможным. Отсюда и термин «постоянный».
Постоянный магнит остается магнитным до тех пор, пока выравнивание атомных спинов не будет снова нарушено внешним воздействием (тепло, сильные удары, магнитные поля). Тогда магнитные силы исчезают, и материал приходится намагничивать заново. В крайних случаях материал может быть даже поврежден. Поэтому каждый постоянный магнит имеет максимальную рабочую температуру.
При превышении этой температуры возможны повреждения. Выше температуры Кюри, характерной для конкретного материала, магнит в любом случае полностью размагничивается.
Сила магнитного поля постоянного магнита.
Сила магнитного поля постоянного магнита зависит от используемого материала, а также от точности, с которой осуществляется намагничивание материала. Намагничивание приводит к высокой остаточной намагниченности только в том случае, если достигается полное выравнивание всех спинов атомов. Для этого требуются подходящие материалы и технические ноу-хау.
Как описывается уравнениями Максвелла, — магнитные поля всегда исходят от движущихся зарядов. Существуют только магнитные поля, обусловленные движением заряда, которые всегда создают магнитное поле с северным и южным полюсом.
Силы магнитного поля постоянных магнитов объясняются микроскопическим движением зарядов в веществе. Например, электроны в атомах движутся с огромной скоростью. Электроны имеют характерный электронный спин. Из общего состояния движения электронов возникает магнитный момент и, следовательно, сила магнитного поля.
Магнитные силы всегда действуют вдоль магнитного поля. Это может быть представлено линиями поля. Линии поля также указывают направление и величину магнитных сил.
На рисунке 3 вы можете видеть, что петля проводника с электрическим током (слева) создает магнитное поле. Величина этого магнитного поля измеряется магнитным моментом. В ферромагнитном материале существует множество магнитных моментов (центр рисунка). Если все они выровнены параллельно, создается постоянный магнит.
Постоянный магнит имеет магнитное поле, идентичное магнитному полю катушки. На представленном рисунке схематично обозначены только несколько линий магнитного поля.
Постоянные магниты могут быть изготовлены в широком разнообразии форм. Например, подковообразный магнит показан на рисунке 3 справа. В подковообразном магните северный и южный полюса расположены напротив друг друга. Поскольку линии магнитного поля всегда замкнуты как единое целое, они проходят от северного полюса к южному, а затем возвращаются к северному полюсу в материале. В воздушном пространстве подковообразного магнита это приводит к однородному магнитному полю с силовыми линиями, проходящими параллельно между полюсами.
Источник: www.asutpp.ru
Что хорошо притягивается к постоянному магниту серебро
Хорошо притягивается к постоянному магниту. Выбери и отметь правильный ответ среди предложенных: пенопласт чугун бумага серебро
922 
Комментарии (0)
По дате По дате Популярные
Нет комментарий
Войдите, чтобы комментировать
Ответов нет
Знаешь ответ? Добавь его сюда и заработай денег! Ответы проходят модерацию. Минимум 100 символов.
Чтобы добавить ответ — нужно войти или зарегистрироваться
Похожие вопросы
(сайкес ученик ) (Физика)
(Станислав ученик ) (Физика)
3
(Снежана Захарова ученик ) (Физика)
2
(Алико Виноградова ученик ) (Физика)
1
(Лайма Матросова ученик ) (Физика)
Популярное
(Женя Бурцев ученик ) (Математика)
3
(Анфим Гущин ученик ) (История)
2
(Рина Русакова ученик ) (Алгебра)
3
(Прокопий Герасимов ученик ) (Литература)
3
(Варвара Кузнецова ученик ) (Литература)
(Венедикт Федотов ученик ) (Математика)
1
(Дебора Русакова ученик ) (Физика)
2
Источник: teachs.ru
3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей
Что постоянный магнит притягивает, что – отталкивает
Каждый сталкивался с ситуациями, что одни металлические предметы взаимодействуют с намагниченным предметом, а другие не реагируют на него. Хорошо притягиваются к постоянному магниту так называемые магнитные материалы: железо и большинство его сплавов, кроме некоторых сортов чугуна – соединение железа с углеродом. Слабее магнитное воздействие оказывают кобальт с никелем.
Алюминий со свинцом и медью – немагнитные материалы или слабомагнитные.
Существует немного веществ, из каких можно сделать постоянные магниты в домашних условиях. Это неодим, железо, его сплав с углеродом – поднесите вплотную к такому предмету постоянный магнит, и вскоре кусок стали начнёт притягивать мелкие гвозди, скрепки, металлические опилки.
Различают магнитотвердые и мягкие материалы. Первые сохраняют свойства долго, но теряют их вследствие несильных ударов, вибраций; вторым присущи свойства ферромагнетика, которые быстро теряются.
Постоянные магниты. Магнитное поле Земли
На прошлом уроке мы с вами изучали магнитное поле катушки с током:
Катушку с сердечником называют электромагнитом.
Многочисленные опыты по усовершенствованию электромагнитов показали, что если вставить в катушку с током сердечник из закалённой стали, то в отличии от железного стержня, он не размагничивается даже после выключения тока и способен долгое время сохранять намагниченность.
Тела, способные длительное время сохранять намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.
История магнетизма уходит корнями в глубокую древность, к античным цивилизациям Малой Азии. Ещё за 600 лет до н. э. в древнем городе Магнесия на территории Малой Азии была обнаружена горная порода, образцы которой притягивали друг друга. По названию города их стали называть магнитами.
А впервые свойства магнитных материалов использовали в Китае: именно там более 4 000 лет назад был сконструирован первый компас.
И лишь в начале XII в. магнитные компасы стали использовать в Европе.
Магниты могут иметь разнообразные форму и размеры. Но наиболее распространены полосовой и подковообразный магниты, которые есть в любом кабинете физики.
Также принято различать естественные
и
искусственные
магниты.
Естественные магниты представляют собой некоторые железные руды, которые обладают способностью притягивать к себе находящиеся поблизости небольшие железные предметы и оказывают влияние на компас.
Кусок железа или его сплава можно намагнитить, то есть сделать его искусственным магнитом.
Например, если к металлу достаточно близко поднести магнит, то он приобретёт магнитные свойства и будет притягивать к себе другие железные предметы. Однако после удаления магнита он может потерять свою намагниченность.
А одинаковы ли свойства магнита в разных его точках? Чтобы ответить на этот вопрос, проделаем такой опыт. Возьмём полосовой магнит и будем дотрагиваться до него железным шариком, закреплённым на динамометре. По показаниям динамометра в момент отрыва шарика от магнита можно судить о силе притяжения шарика к какой-либо его точке.
Опыт показывает, что притяжение шарика к концам магнита самое сильное, а к середине магнита он практически не притягивается.
Те места магнита, в которых магнитное действие проявляется наиболее сильно, называют магнитными полюсами.
У всякого магнита есть два полюса:
северный и южный
. Для обозначения полюсов магнита, принято южный полюс окрашивать красным цветом, а северный — синим.
Середину магнита, то есть там, где нет притяжения, называют нейтральной зоной.
Заметим, что очень сильным нагреванием или другими воздействиями любой магнит можно размагнитить.
Теперь изучим взаимодействие двух магнитов. Для этого проделаем такой опыт. Закрепим один магнит жёстко к штативу, а другой прикрепим к пружине динамометра.
Поднеся магниты разными полюсами друг к другу, нетрудно заметить, что они начинают притягиваться.
Если же поднести магниты друг к другу одноимёнными полюсами, то они начнут отталкиваться.
При этом сила взаимодействия будет зависеть от расстояния между полюсами и может быть даже больше или равной силе тяжести магнита.
Таким образом, взаимодействие магнитов имеет значительное сходство с взаимодействием электрически заряженных тел. В обоих случаях одноименные полюсы (или заряды) отталкиваются, а разноимённые полюсы (или заряды) притягиваются.
Взаимосвязь магнитных полей и движущихся электрических зарядов впервые попытался объяснить А. Ампер. Он предположил, что внутри каждой молекулы вещества, подобного железу или его сплавам, циркулируют электрические токи.
Вокруг этих токов существуют магнитные поля, которые и приводят к возникновению магнитных свойств вещества. Гипотеза Ампера была очень прогрессивна для начала XIX в., поскольку ещё не было известно ни о строении атома, ни о движении заряженных частиц — электронов вокруг ядра.
Но у электрических и магнитных взаимодействий есть одно очень большое различие. Электрические заряды можно отделить друг от друга. Вспомните электризацию трением или электризацию через влияние. А полюсы магнита неразделимы. Разрезая магнит на части (неважно, равные или неравные), вы не отделите его полюса друг от друга, а будете получать новые магниты.
Каждый из них будет иметь нейтральную зону и два полюса: северный и южный.
Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита существует магнитное поле.
Убедимся в его существовании, для чего воспользуемся маленькими магнитными стрелками. Расположим их вокруг полосового магнита. Стрелки мгновенно придут в движение и расположатся в строго определённом порядке.
Это означает, что магнитное поле, существующее вокруг магнита, подействовало с определённой силой на магнитные стрелки и совершило работу. Действие магнитного поля и является подтверждением его существования.
С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянного магнита.
Не трудно заметить, что опилки располагаются в виде цепочек, причём с разной плотностью вокруг полосового магнита. Это говорит о том, что действия, которые оказывает магнит на опилки, в разных точках поля различны. Наиболее сильно это действие проявляется возле полюсов магнита. Чем дальше от полюсов, тем слабее подобное действие, следовательно, тем слабее магнитное поле.
Взаимодействием магнитов объясняется принцип работы компаса.
Стрелка компаса — это лёгкий сильный магнит, который может поворачиваться вокруг вертикальной оси.
А с каким вторым магнитом взаимодействует стрелка компаса? Таким гигантским магнитом является наша Земля. Впервые это доказал английский исследователь У. Гильберт. Он изготовил из магнитного железняка шар большого диаметра — «магнитный глобус». Обходя шар с компасом, он показал, что ориентация стрелки во всех изучаемых точках полностью копирует её ориентацию в различных точках Земли.
Очень упрощённо магнитное поле Земли можно представить в виде магнитного поля полосового магнита, расположенного между Северным и Южным географическими полюсами.
Магнитные полюсы Земли расположены не слишком далеко от географических полюсов нашей планеты. Именно поэтому полюсы всех магнитов получили свои названия — северный и южный, и обозначения — N
и
S
, от голландского «
норд
» и «
сюд
».
Многочисленные наблюдения показали, что географические и магнитные полюсы не совпадают.
Строго говоря, стрелка компаса указывает направление магнитного меридиана.
Её северный конец ориентирован не на Северный географический полюс планеты, а на Южный магнитный полюс Земли.
Кроме того, положение магнитных полюсов нашей планеты непрерывно меняется. Так, например, со второй половины ХХ в. южный магнитный полюс довольно быстро движется в сторону Таймырского полуострова со скоростью около 60 км/год.
А зачем Земле нужно магнитное поле? Оно нужно для того, чтобы защищать нас от нежелательного космического излучения, в частности, излучение Солнца. Оно постоянно испускает потоки различного рода заряженных частиц. Их попадание на Землю в таком количестве вредит живым организмам.
Магнитное поле Земли отклоняет эти частицы, и те, подчиняясь магнитным линиям, направляются к полюсам. Именно тогда мы и видим северные и южные сияния.
Но, вторжение такого количества частиц не может пройти бесследно: это вызывает нагревание атмосферы и изменение силы некоторых электромагнитных полей. Такие явления называют магнитными бурями.
Магнитная буря — это быстрые и сильные изменения в магнитном поле Земли, возникающие под действием сильного солнечного излучения.
Они часто вызывают неполадки в работе электроприборов (например, помехи в радиоэфире).
И ещё один интересный факт: на нашей планете существуют области, в которых стрелка компаса очень сильно отклоняется от направления линии магнитного поля Земли — это области магнитных аномалий
Курская магнитная аномалия
Причиной их, в большинстве случаев, являются залежи железной руды в недрах Земли. Одной из крупнейших магнитных аномалий в нашей стране и в мире является Курская магнитная аномалия.
Источник: electrica-1.ru