Зареєструватись    Увійти
Авторизація

Магніти та магнітне поле

Категорія: Наука, технології і розробки
магніти
Ми звикли до магніту і ставимося до нього трішки поблажливо як до застарілого атрибуту шкільних уроків фізики, часом навіть не підозрюючи, скільки магнітів навколо нас. У наших квартирах десятки магнітів: електробритви, динаміках, магнітофонах, у годиннику, в банках з цвяхами, нарешті. Самі ми - теж магніти: біоструми, поточні в нас, народжують навколо нас химерний візерунок магнітних силових ліній. Земля, на якій ми живемо, - гігантський блакитний магніт. Сонце - жовтий плазмовий куля - магніт ще більш грандіозний. Галактики і туманності, ледь помітні телескопами, - незбагненні за розмірами магніти. Термоядерний синтез, магнитодинамическое генерування електроенергії, прискорення заряджених частинок в синхротронах, підйом затонулих суден - все це області, де потрібні грандіозні, небачені раніше за розмірами магніти. Проблема створення сильних, надсильних, ультрасильных і ще більш сильних магнітних полів стала однією з основних в сучасній фізиці і техніці.

магніти


Природні магніти зустрічаються в природі у вигляді покладів магнітних руд. У Тартуському університеті знаходиться найбільший відомий природний магніт. Його маса становить 13 кг, і він здатний підняти вантаж до 40 кг.
Штучні магніти - це магніти створені людиною на основі різних феромагнетиків. Так звані «порошкові» магніти (з заліза, кобальту та деяких інших добавок) можуть утримати вантаж більш ніж 5000 разів перевищує їх власну масу.
Існують штучні магніти двох різних видів:
Одні - так звані постійні магніти, виготовлені з «магнітно-твердих матеріалів. Їх магнітні властивості не пов'язані з використанням зовнішніх джерел або струмів.
До другого виду відносяться так звані електромагніти з сердечником з «магнітно-м'якого заліза. Створювані ними магнітні поля обумовлені в основному тим, що по дроту обмотки, що охоплює сердечник, проходить електричний струм.
У 1600 році в Лондоні вийшла книга королівського лікаря Ст. Гільберта "Про магніті, магнітних тілах і великому магніті - Землі". Це твір стало першою відомою нам спробою дослідження магнітних явищ з позицій науки. У цій праці зібрані були тоді відомості про електриці і магнетизмі, а також результати власних експериментів автора.
З усього, з чим стикається людина, він насамперед прагне отримати практичну користь. Не минув цієї долі і магніт
У моїй роботі я спробую простежити, як магніти використовуються людиною не для війни, а в мирних цілях, у тому числі застосування магнітів у біології, медицині, побуті.


ВИКОРИСТАННЯ МАГНІТІВ.


КОМПАС, прилад для визначення горизонтальних напрямків на місцевості. Застосовується для визначення напряму, в якому рухається морське, повітряне судно, наземний транспортний засіб; напрями, в якому йде пішохід; направлення на деякий об'єкт або орієнтир. Компаси підрозділяються на два основних класи: магнітні компаси типу стрілочних, якими користуються топографи і туристи, і немагнітні, такі, як гірокомпас і радіокомпас.
Основне застосування магніт знаходить в електротехніці, радіотехніці, приладобудуванні, автоматики і телемеханіки. Тут феромагнітні матеріали йдуть на виготовлення магнітопроводів, реле і т.д.
Електромашинні генератори й електродвигуни - машини обертального типу, перетворюють або механічну енергію в електричну (генератори), або електричну енергію в механічну (двигуни). Дія генераторів засноване на принципі електромагнітної індукції: у провіднику, що рухається в магнітному полі, наводиться електрорушійна сила (ЕРС). Дія електродвигунів засноване на тому, що на провід зі струмом, вміщений в поперечне магнітне поле, діє сила.
Магнитоэлектрические прилади. В таких приладах використовується сила взаємодії магнітного поля зі струмом у витках обмотки рухомої частини прагне повернути останню у свою користь, для цього просто можна купити неодимові магніти, котрі сьогодні популярні в застосуванні зменшення єлектричної енергії у свою користь, але це карається законом.

магніти


Індукційні лічильники електроенергії. Індукційний лічильник являє собою не що інше, як малопотужний двигун змінного струму з двома обмотками - струмового та обмоткою напруги. Проводить диск, поміщений між обмотками, обертається під дією крутного моменту, пропорційного споживаної потужності. Цей момент врівноважується струмами, наводимыми в диску постійним магнітом, так що частота обертання диска пропорційна споживаної потужності.
Електричні наручний годинник харчуються мініатюрної батарейкою. Для їх роботи потрібно набагато менше деталей, ніж у механічних годинниках; так, в схему типових електричних портативних годин входять два магніти, дві котушки індуктивності і транзистор.

Динамометр - механічний або електричний прилад для вимірювання сили тяги або крутного моменту машини, верстата або двигуна.

Гальмівні динамометри бувають різних конструкцій; до них відносяться, наприклад, гальма Проні, гідравлічний і електромагнітний гальма.
Електромагнітний динамометр може бути виконаний у вигляді мініатюрного приладу, придатного для вимірювань характеристик малогабаритних двигунів.
Гальванометр - чутливий прилад для вимірювання слабких струмів. У гальванометрі використовується обертаючий момент, що виникає при взаємодії постійного підковоподібного магніту з невеликою токонесущей котушкою (слабким електромагнітом), підвішеною в зазорі між полюсами магніту. Обертаючий момент, а отже, і відхилення котушки пропорційні струму і повної магнітної індукції в повітряному зазорі, так що шкала приладу при невеликих відхиленнях котушки майже лінійна. Прилади на його базі - найпоширеніший вид приладів.
Спектр випускаються приладів широкий і різноманітний: щитові прилади постійного і змінного струму (магнітоелектричної, магнитоэлектри - чеський з випрямлячем і електромагнітної систем), комбіновані прилади ампервольтомметры, для діагностування і регулювання електроустаткування автомашин, вимірювання температури плоских поверхонь, прилади для оснащення шкільних навчальних кабінетів, тестери і вимірники всіляких електричних параметрів.

Магнітні властивості речовини знаходять широке застосування в науці і техніці як засіб вивчення структури різних тел. Так виникли науки:

Магнетохимия (магнитохимия) - розділ фізичної хімії, в якому вивчається зв'язок між магнітними і хімічними властивостями речовин; крім того, магнитохимия досліджує вплив магнітних полів на хімічні процеси. магнитохимия спирається на сучасну фізику магнітних явищ. Вивчення зв'язку між магнітними і хімічними властивостями дозволяє з'ясувати особливості хімічної будови речовини.
Магнітна дефектоскопія, метод пошуку дефектів, заснований на дослідженні спотворень магнітного поля, що виникають в місцях дефектів у виробах з феромагнітних матеріалів.

Техніка надвисокочастотного діапазону
Сверхвысоко частотний діапазон (НВЧ) - частотний діапазон електромагнітного випромінювання (100300 000 млн. герц), розташований в спектрі між ультрависокими телевізійними частотами і частотами дальньої інфрачервоної області

Зв'язок. Радіохвилі НВЧ-діапазону широко застосовуються в техніці зв'язку. Крім різних радіосистем військового призначення, у всіх країнах світу є численні комерційні лінії НВЧ-зв'язку. Оскільки такі радіохвилі не слідують за кривизну земної поверхні, а поширюються по прямій, ці лінії зв'язку, як правило, складаються з ретрансляційних станцій, установлених на вершинах пагорбів або на радиобашнях з інтервалами близько 50 км.

Термообробка харчових продуктів. НВЧ-випромінювання застосовується для термообробки харчових продуктів у домашніх умовах і в харчовій промисловості. Енергія, що генерується потужними електронними лампами, може бути сконцентрована в малому обсязі для високоефективної теплової обробки продуктів у т.зв. мікрохвильових або СВЧ-печах, що відрізняються чистотою, безшумністю і компактністю. Такі пристрої застосовуються на літакових бортових кухнях, у залізничних вагонах-ресторанах та торгових автоматах, де потрібні швидкі підготовка продуктів і приготування страв. Промисловість випускає також СВЧ-печі побутового призначення.
Швидкий прогрес в області НВЧ-техніки в значній мірі пов'язаний з винаходом спеціальних електровакуумних приладів - магнетрона і клістрона, здатних генерувати великі кількості НВЧ-енергії. Генератор на звичайному вакуумному тріоді, використовуваний на низьких частотах, в НВЧ-діапазоні виявляється вельми неефективним.
Магнетрон. У магнетроні, винайденому в Великобританії перед Другою світовою війною, ці недоліки відсутні, оскільки за основу взято абсолютно інший підхід до генерації НВЧ-випромінювання - принцип об'ємного резонатора
У магнетроні передбачено кілька об'ємних резонаторів, симетрично розташованих навколо катода, що знаходиться в центрі. Прилад поміщають між полюсами сильного магніту.
Лампа біжучої хвилі (ЛБВ). Ще один електровакуумний прилад для генерації і посилення електромагнітних хвиль НВЧ-діапазону - лампа біжучої хвилі. Вона являє собою тонку откачанную трубку вставляють у фокусирующую магнітну котушку.
Прискорювач частинок, установка, в якій за допомогою електричних і магнітних полів виходять спрямовані пучки електронів, протонів, іонів та інших заряджених частинок з енергією, значно перевищує теплову енергію.

У сучасних прискорювачах використовуються численні і різноманітні види техніки, в т.ч. потужні прецизійні магніти.

Представники різних наук враховують магнітні поля в своїх дослідженнях. Фізик вимірює магнітні поля атомів і елементарних частинок, астроном вивчає роль космічних полів у процесі формування нових зірок, геолог за аномалій магнітного поля Землі відшукує поклади магнітних руд.
Самий простий висновок, який можна зробити з вище сказаного - ні галузі прикладної діяльності людини, де б не застосовувалися магніти.

магніти
Шановний користувач, Ви зайшли як незареєстрований відвідувач. Ми пропонуємо Вам пройти реєстрацію для просмотра усієї інформаціі ПОРТАЛА!
Коментувати новину
Ваше Ім'я:
Ваш E-Mail:
Полужирный Наклонный текст Подчеркнутый текст Зачеркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Вставка ссылкиВставка защищенной ссылки Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Ввести код: