Trway magnes



Informacje, które udało nam się zgromadzić na temat Trway magnes, zostały starannie sprawdzone i uporządkowane, aby były jak najbardziej przydatne. Prawdopodobnie trafiłeś tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat Trway magnes. W Internecie łatwo zgubić się w gąszczu stron, które mówią o Trway magnes, a jednocześnie nie podają tego, co chcemy wiedzieć o Trway magnes. Mamy nadzieję, że dasz nam znać w komentarzach, czy podoba Ci się to, co przeczytałeś o Trway magnes poniżej. Jeśli informacje o Trway magnes, które podajemy, nie są tym, czego szukałeś, daj nam znać, abyśmy mogli codziennie ulepszać tę stronę.

.

Magnesem trwaym , lub po prostu magnes w mowie potocznej, to obiekt wykonany z twardego materiau magnetycznego , który jest jednym z duej namagnesowania szcztkowego i przymusu dziedzinie (patrz niej). To nadaje mu szczególne waciwoci zwizane z istnieniem pola magnetycznego, takie jak wywieranie siy przycigania na dowolny materia ferromagnetyczny .

Etymologia

Sowo magnes , podobnie jak sowo diament , pochodzi od staroytnego greckiego , adámas (szczególnie twarde elazo lub diament), spokrewnione z przymiotnikiem , adámastos (niezomny) ze wzgldu na twardo magnesu z kamienia. [ref. konieczne] .

Historia

Historia magnesów zaczyna si w staroytnoci.

W Chinach , a nieco póniej w Grecji , mczyni odkrywaj czarny kamie, kamie magnetyczny , który ma moc przycigania elaza . Co wicej, ten kamie ma zdolno przekazywania swojej mocy elazu. W staroytnoci, wedug Plutarcha , kamie magnesu nazywano koci Horusa, a elazn koci Tyfona .

Pliniusz Starszy napisa: W pobliu rzeki Indus s dwie góry, z których jedna powstrzymuje, a druga odpycha wszelkiego rodzaju elazo (XXXVI, 25); w ten sposób, jeli nosisz gwodzie na butach, w jednym nie moesz zdj stopy, w drugim nie moesz jej zaoy. "

Wszdzie tam, gdzie zauwaono te zdumiewajce waciwoci magnetytu , pojawia si pokusa, by skojarzy go z magi  : Kamie magnesu umieszczony pod poduszk niewiernej ony mia, jak mówiono, moc skonienia jej do wyznania swojej winy. W powszechnym przekonaniu magnesowi przypisywano tak si, e pojedynczy fragment wystarczy do wyleczenia wszelkiego rodzaju dolegliwoci, a nawet posuy jako rodek antykoncepcyjny .

Okoo roku 1000 w Chinach pojawi si w nawigacji morskiej kompas (zwany poudniow ig), pierwsze zastosowanie waciwoci magnetyzacji. Ten kompas lub marineta, który skada si z elaznej igy namagnesowanej przez kontakt z kamieniem magnetycznym, zostanie wprowadzony do Europy okoo dwa wieki póniej w kontakcie z Arabami. Naziemnej pole magnetyczne na pochodzenie namagnesowania magnetytu pozwoli czowiek wyposaony w Marinette by lepiej usytuowany w przestrzeni i dlatego, aby j zbada. Sowo magnetyzm pochodzi od miasta Magnesia w Azji Mniejszej. W XIII th  wieku inyniera wojskowego Pierre z maricourt , Picard mieszka w Paryu i mówi fizyk podziwem franciszkanin Roger Bacon , skadajcy traktat De Magnete , w którym opisuje on waciwoci magnesu. Krzysztof Kolumb , uywajc swojego kompasu , moe wic i prosto do Cipangu.

Samuel Purchas zaznacza, ledwie sto lat po mierci Kolumba, e «kamie magnetyzmu jest podstaw, samo ziarno, z którego rodzi si odkrycie . »

William Gilbert w swoim De Magnete (1600) po raz pierwszy rozrónia ciaa elektryczne (wprowadza ten termin) od magnetycznych. Asymiluje Ziemi do magnesu, zauwaa prawa odpychania i przycigania magnesów przez ich biegun oraz wpyw ciepa na magnetyzm elaza. Daje równie pierwsze pojcia dotyczce elektrycznoci, w tym list cia naelektryzowanych przez tarcie. Waciwoci magnetyzacji s wówczas nierozerwalnie zwizane z magnetytem.

Jeszcze do niedawna magnes by definiowany jako naturalny tlenek elaza, który przyciga elazo i niektóre metale .

Magnetyt (Fe 3 O 4 ) nie jest jedynym materiaem do magnesów. Te same waciwoci stwierdzono w wielu innych zwizkach mineralnych. Mno si aplikacje. Obecnie magnesy odnajdujemy w tak rónorodnych dziedzinach , jak zdrowie , silniki elektryczne, które w rzeczywistoci s silnikami magnetycznymi, telekomunikacja itp.

Wielko sprzeday magnesów w wiecie zachodnim, która przekroczya dziesi miliardów franków (1,5 miliarda euro) rocznie w 1994 roku, odzwierciedla ich znaczenie w dzisiejszym wiecie.

Zwizek midzy magnetyzacj a momentem magnetycznym

Namagnesowanie materiau lub medium jest jego gstoci objtociowej od momentu magnetycznego (wywoane lub stae):

gdzie oznacza moment magnetyczny i objto.

SI urzdzenie namagnesowania jest amperów na metr (A / m).

Polacy

Bieguny magnetyczne nazywane s pónoc i poudniem zgodnie z biegunami geograficznymi ziemi, do której s przycigane. Poniewa bieguny magnetyczne o przeciwnych biegunach przycigaj si do siebie, wnioskujemy, e bieguny geograficzne Ziemi maj biegunowo magnetyczn faktycznie przeciwn do ich biegunowoci geograficznej: geograficzny biegun pónocny Ziemi jest magnetycznym biegunem poudniowym i odwrotnie.

Dwa bieguny s nierozczne, jeden nie istnieje bez drugiego (na mocy równania Maxwella pokazujcego cigo wytwarzanego pola magnetycznego). Bieguny wskazuj kierunek pojedynczej osi przechodzcej przez centralny punkt, wzdu której linie pola dochodz do wyrównania (z nagym odwróceniem kierunku pola w pobliu tego rodka): wokó tych dwóch biegunów magnetyczny pole jest maksymalne i zorientowane równolegle do osi, podczas gdy zmniejsza si wraz z odlegoci od magnesu; poczony efekt dwóch biegunów tworzy z tej osi linie kierunku pola magnetycznego zorientowane wzdu okrgów przechodzcych przez centrum magnetyczne midzy dwoma biegunami, przy czym te okrgi o tym samym nateniu pola s uoone na torusie przechodzcym przez rodek magnetyczny.

Aplikacje

Kady prt magnetyczny orientuje si w sposób naturalny w kierunku pónoc - poudnie, podajc za liniami ziemskiego pola magnetycznego , o ile pozostawia o obrotu woln od wszelkich ogranicze. Ta waciwo jest wykorzystywana do produkcji kompasów . Wystpuj na przykad w gonikach, niektórych zamkach do drzwi w wielu ksztatach i rozmiarach (od malutkich magnesów 4 mg (metale ziem rzadkich kobaltu), na przykad w zegarkach elektrycznych, do magnesów odlewanych Ticonal 600 o masie 40 kg (np. stojan z generatorem elektrycznym ).
w roku 1970, due fabryki moe produkowa nawet do kilkuset milionów lat.

Przykady zastosowa

Magnesy s szeroko stosowane do wykonywania maszyn prdu staego lub maszyn synchronicznych (np. Silników maej mocy) oraz rónych urzdze elektronicznych i elektrotechnicznych.

Istnienie pola magnetycznego przy braku prdu jest wykorzystywane do produkcji separatorów i czujników , na przykad czujników zblieniowych, NMR, a tym samym MRI .

Magnesy s równie wykorzystywane w projektowaniu róde dipolowych do wytwarzania plazmy mikrofalowej. Jednak musi to zweryfikowa warunki sprzenia RCE (elektroniczny rezonans cyklotronowy), tj. 0,0875 tesli dla wirujcego pola elektrycznego 2,45  GHz . Zwykle stosuje si magnesy kobaltowo- samarowe lub neodymowe bor- elazo .

Magnesy s uywane w rónych przedmiotach. Klipsy magnetyczne to artykuy biurowe, które umoliwiaj przymocowanie arkuszy papieru do tablicy, takich jak spinacz lub szpilka; te same elementy mocujce s uywane do uchwytów na zdjcia, zastpujc klej lub tam klejc.  Do niektórych wsporników (np. lodówki) przymocowane s przedmioty dekoracyjne i uytkowe zwane   magnesami . Niektóre figury dziaaj z magnesami, na przykad gry budowlane.

Charakterystyka

Magnesy trwae prawie zawsze zawieraj atomy co najmniej jednego z nastpujcych pierwiastków chemicznych: elaza , kobaltu lub niklu albo z rodziny lantanowców ( pierwiastki ziem rzadkich ). Elementy te maj waciwoci magnetyczne, ale niekoniecznie mog by uywane samodzielnie jako magnesy trwae. Dlatego stosuje si stopy o twardych waciwociach ferromagnetycznych (szeroki cykl histerezy). Magnesy syntetyczne s wytwarzane przez spiekanie stopu proszków ziem rzadkich, które nastpnie tworz spolaryzowan ceramik pod intensywnym polem elektromagnesu . Magnesy naturalne to mieszane tlenki elaza II i elaza III z rodziny ferrytów (mieszane tlenki metalu dwuwartociowego i elaza III). Istniej równie magnesy molekularne, takie jak magnesy chemii koordynacyjnej, magnesy metaloorganiczne i magnesy czysto organiczne ( C H N O ). Wszystkie maj bardzo niskie temperatury Curie, z wyjtkiem V ( TCNE ) 2 (di- tetracyanoetylenek wanadu).

Cykle materiaów twardych.jpg
  • Indukcja remanentna B r = µ 0 M sat jest indukcj magnetyczn pozosta w materiale przy zerowym wzbudzeniu magnetycznym .
  • Koercyjne pole rozmagnesowania ( H cB , w A / m) jest wzbudzeniem magnetycznym, które musi by wytworzone, aby rozmagnesowa ten materia, ale to rozmagnesowanie moe by odwracalne.
  • Nieodwracalne pole koercyjne zwizane z demagnetyzacj ( H cM lub H cJ , w A / m) to wzbudzenie magnetyczne, które musi zosta wytworzone, aby nieodwracalnie rozmagnesowa materia. Ta ostatnia moe by wiksza lub równa poprzedniej.
  • Temperatura Curie  : temperatura, w której materia traci swoje namagnesowanie, ale mimo to odwracalnie (po schodzeniu materia odzyskuje swoje waciwoci ferromagnetyczne i moe by ponownie namagnesowany).

Twarde materiay s interesujce do wytwarzania magnesów trwaych, poniewa maj due cykle histerezy. Gównymi wielkociami, które naley wzi pod uwag, s B r  : indukcja remanentna, proporcjonalna do namagnesowania materiau oraz H cM , który jest miar zdolnoci materiau do utrzymania tego namagnesowania.

Materiay Br in tesla Hc w kA / m Curie T ° w ° C Uwagi róne
Stal 0,001 do 0,02 Od 6 do 19 750 Stare magnesy
Ferryty 0,2 do 0,4 200 300 Najtaszy
Alnico 1.2 50 750 do 850 atwo rozmagnesowa
Samarowo-kobaltowy 1.1 800 700 do 800 Wysoka cena ze wzgldu na kobalt
Neodym-elazo-bor 1.3 1500 310 Rosnca cena (metale ziem rzadkich), podlegajca utlenianiu

Zaleno midzy si kontaktow a polem magnetycznym

Znajc natenie indukcji magnetycznej B (wyraonej w Tesli) wytwarzanej przez magnes na jego powierzchni, moemy obliczy dobre przyblienie siy potrzebnej do zdjcia go z elaznej powierzchni. Rozwaamy si F potrzebn do oddzielenia magnesu na odlego od powierzchni elaza. Odlego jest bardzo maa, wic moemy przyj, e w caej objtoci midzy magnesem i elaza, indukcja magnetyczna jest równa B . Praca wykonana przez si F jest

Praca ta przeksztacia si w energi pola magnetycznego w objtoci utworzonej midzy magnesem a elazem. Gsto energii na jednostk objtoci spowodowana polem magnetycznym wynosi:

J . m -3

Tutaj µ jest przepuszczalnoci powietrza, prawie równ przepuszczalnoci próni: µ 0 = 4 10 7 H m 1 .

Objto przestrzeni utworzonej midzy magnesem a elazem jest równa S , gdzie S jest obszarem magnesu, który zosta przyczepiony do elazka. Wykonana praca zamienia si w energi:

Warto siy nacisku wylicza si:

Dla magnesu o rednicy 2,54  cm (1 cal) i wytwarzajcego indukcj magnetyczn równ 1  tesli w obwodzie magnetycznym utworzonym z metalow czci, z któr si styka, uzyskana sia wynosi 205  niutonów , tj. 1 'odpowiednik sia (ciar) wywierana przez mas okoo 21  kg w rednim polu grawitacyjnym Ziemi .

I odwrotnie, jeli znamy si nacisku magnesu, za pomoc tego wzoru moemy uzyska przyblienie wartoci indukcji magnetycznej wytworzonej w pobliu magnesu.

Zatem magnes trway na bazie neodymu-elaza-boru o promieniu 2  cm i sile adhezji 2  kg (lub okoo 20  niutonów ) generuje indukcj magnetyczn w pobliu swojej powierzchni o wartoci okoo 0,2  tesli lub 2000  gausów .

Uwagi i odniesienia

  1. odkrywców D. Boorstina, 1986, Seghers, Pary.
  2. Plutarch, w: Ifide & ofir , In Sympofiac. IV, [1] cytowane przez Charlesa de Brossesa (1760), strony w Z kultu bogów-fetyszów, czyli Paralela staroytnej religii Egiptu z obecn religi Nigritii (285 s.).
  3. Pliniusz Starszy, Historia naturalna , Ksiga II, rozdzia 97-99 Czytane po francusku i po acinie
  4. Mapy s skierowane na pónoc w dó, tak jak w przypadku malejcego odczytu ideogramów.
  5. Pierre Germa, Od kiedy : sownik wynalazków , s.  18
  6. : Synteza i charakterystyka magnesów prekursorów molekularnych. , Praca dyplomowa J.-C. Colina, 1994, University of Paris XI Orsay.
  7. tekst angielski zawiera kalambur Loadstone , kamienia magnesu i leadstone , kamienia, który prowadzi.
  8. Pierwsza definicja magnesu w ilustrowanej publikacji Petit Larousse, 1987.
  9. JS Miller; AJ Epstein, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1994, tom. 33, s.  385 .
  10. H. Lemaire ,   Twarde materiay do magnesów trwaych  , Revue de Physique Appliqué , tom.  9 N O  5,, s.  819-836 ( ISSN  0035-1687 , DOI  10.1051 / rphysap: 0197400905081900 , czytaj online , dostp 30 padziernika 2020 )
  11. Bertran Nogadère, Z czego zrobione s magnesy », Program Les p'tits boats na France Inter , 21 kwietnia 2013
  12. na przykad: [Fe (Cp *) 2 ]. [ TCNE ]. CH 3 CN  : JS Miller, AJ Epstein & WM Reiff, Molecular / Organic Ferromagnets , Science , 1988, vol. 240 (4848), str.  40-47 . DOI : 0.1126 / science.240.4848.40 .
  13. Na przykad: R. Chiarelli, MA Novak , A. Rassat i JL Tholence, Przejcie ferromagnetyczne przy 1,48 K w organicznym nitroksydu , Nature , 1993, tom 363, str.  147-149 . DOI : 10.1038 / 363147a0 .
  14. Hiroyasu Matsuura, Kazumasa Miyake, Hidetoshi Fukuyama, Theory of Room Temperature Ferromagnet V (TCNE) _x (1,5 <x <2): Role of Hidden Flat Bands , J. Phys. Soc. Jpn., 2010, vol. 79 ust. 3. arXiv: 1001.3512v2
  15. Zastosowanie magnesów w maszynach elektrycznych, Bernard MULTON
  16. (en-US)   Samarium Cobalt Magnets | Arnold Magnetic Technologies   , na arnoldmagnetics.com (dostp 31 lipca 2017 r. )

Zobacz te

Powizane artykuy

Mamy nadzieję, że informacje, które zgromadziliśmy na temat Trway magnes, były dla Ciebie przydatne. Jeśli tak, nie zapomnij polecić nas swoim przyjaciołom i rodzinie oraz pamiętaj, że zawsze możesz się z nami skontaktować, jeśli będziesz nas potrzebować. Jeśli mimo naszych starań uznasz, że informacje podane na temat _title nie są całkowicie poprawne lub że powinniśmy coś dodać lub poprawić, będziemy wdzięczni za poinformowanie nas o tym. Dostarczanie najlepszych i najbardziej wyczerpujących informacji na temat Trway magnes i każdego innego tematu jest istotą tej strony internetowej; kierujemy się tym samym duchem, który inspirował twórców Encyclopedia Project, i z tego powodu mamy nadzieję, że to, co znalazłeś o Trway magnes na tej stronie pomogło Ci poszerzyć swoją wiedzę.

Opiniones de nuestros usuarios

Witold Dobrowolski

To dobry artykuł dotyczący Trway magnes. Podaje niezbędne informacje, bez ekscesów.

Ryszard Graczyk

Uznałem, że informacje, które znalazłem na temat zmiennej Trway magnes, są bardzo przydatne i przyjemne. Gdybym musiał umieścić 'ale', może to oznaczać, że nie jest wystarczająco wyczerpujące w swoim sformułowaniu, ale poza tym jest świetne.

Alan Chmiel

Ten wpis o Trway magnes był właśnie tym, co chciałem znaleźć.