Görüntüleme Nedir?

Mıknatıslanma veya manyetik polarizasyon olarak da adlandırılan mıknatıslanma, bir mıknatısın yanına yerleştirildiğinde manyetik malzemede indüklenen manyetik dipol momentlerinin yoğunluğudur.

Bir malzemenin manyetik etkileri, malzemeden bir elektrik akımı geçirilerek de uyarılabilir.

Manyetik etkiye, elektronların atomlardaki hareketi veya elektronların veya çekirdeklerin dönmesi neden olur (Mıknatıslanma ve Manyetik Yoğunluk, 2016).

Basit bir bakış açısına göre, bir malzemenin (genellikle demir) bir mıknatısa dönüştürülmesidir. Mıknatıslanma adı, mıknatısa çevrilen Fransızca sözcük hedeflemesinden gelir.

Homojen olmayan bir alana yerleştirildiğinde, madde alan gradyanı yönünde çekilir veya uzaklaştırılır. Bu özellik, maddenin manyetik duyarlılığı ile açıklanmaktadır ve maddenin alandaki mıknatıslanma derecesine bağlıdır.

Mıknatıslanma, bir maddedeki atomların dipol momentlerinin büyüklüğüne ve dipol momentlerinin birbirleriyle hizalanma derecesine bağlıdır.

Demir gibi bazı malzemeler, atomlarının manyetik momentlerinin alan adı verilen belirli küçük bölgelerdeki hizalanmasından dolayı çok güçlü manyetik özellikler gösterir.

Normal koşullar altında, farklı alanlar birbirlerini iptal eden alanlara sahiptir, ancak aynı zamanda aşırı büyük manyetik alanlar üretmek için hizalanabilirler.

NdFeB (bir neodim, demir ve bor alaşımı) gibi çeşitli alaşımlar etki alanlarını hizalı tutar ve kalıcı mıknatıslar yapmak için kullanılır.

Bu malzemenin tipik bir üç milimetre kalınlığındaki mıknatısı tarafından üretilen güçlü manyetik alan, birkaç bin amperlik bir akım taşıyan bakır bir halkadan yapılan bir elektromıknatısla karşılaştırılabilir. Buna karşılık, tipik bir ampuldeki akım 0, 5 amperdir.

Bir malzemenin alanlarının hizalanması bir mıknatıs ürettiğinden, sıralanan dizilimin düzeneği malzemenin manyetik özelliklerini tahrip eder.

Bir mıknatısın yüksek bir sıcaklıkta ısıtılmasından kaynaklanan termal çalkalanma manyetik özelliklerini tahrip eder (Edwin Kashy, 2017).

Mıknatıslanma tanımı ve özellikleri

Bir dielektriğin mıknatıslanma ya da mıknatıslanma M şöyle tanımlanır:

N birim hacim başına manyetik dipol sayısı ve μ dipol başına dipol manyetik momentidir (Griffiths, 1998). Mıknatıslanma ayrıca şu şekilde de yazılabilir:

Mıknatıslanabilirlik nerede?

Mıknatıslamanın etkisi, bir malzeme içinde birleştirilmiş akım yoğunluklarını uyarmaktır.

Ve yüzeyine bir yüzey akımı katıldı

Ünite normal olarak dışa dönüktür (Weisstein, 2007).

Bazı materyaller neden bazılarını mıknatıslayamıyor?

Malzemelerin manyetik özellikleri, spinlerindeki atomları veya molekülleri ile eşleşmeleri ile ilişkilidir. Bu kuantum mekaniği bir fenomendir.

Nikel, demir, kobalt ve nadir toprakların bazıları (disprosyum, gadolinyum) gibi elementler ferromanyetizma adı verilen benzersiz bir manyetik davranış sergilerler, demir en yaygın ve en dramatik örnek olur.

Bu ferromanyetik malzemeler, atomik seviyede eşlenmemiş elektronların dönüşlerinin alan adı verilen bir bölgede birbirlerine paralel olarak hizalanmasına neden olan uzun mesafeli bir sıralama fenomeni sunar.

Alan içinde, manyetik alan yoğundur, ancak toplu bir örnekte, malzeme normalde mıknatıslanmayacaktır, çünkü birçok alan birbirine göre rasgele yönlendirilecektir.

Ferromanyetizma, bir solenoidden dışarıya verilen küçük bir manyetik alanın, manyetik alanların birbirleriyle hizalanmasına neden olabileceği ve malzemenin mıknatıslandığı söylenir.

Manyetik sürüş alanı daha sonra normalde malzeme için nispi geçirgenlik olarak ifade edilen büyük bir faktörle artacaktır. Elektromıknatıs (Ferromanyetizma, SF) gibi birçok ferromanyetik malzeme uygulaması vardır.

1950'den beri ve özellikle 1960'tan beri, iyonik olarak bağlı birkaç bileşiğin, bazıları elektriksel yalıtkanlar olan ferromanyetik olduğu keşfedilmiştir. Diğerleri yarı iletkenlere tipik büyüklükte bir iletkenliğe sahiptir.

Curie noktasının üstünde (Curie sıcaklığı olarak da adlandırılır), ferromanyetik materyalin kendiliğinden mıknatıslanması kaybolur ve paramanyetik hale gelir (yani zayıf manyetik kalır).

Bu, termal enerjinin, malzemenin iç hizalama kuvvetlerini yenmek için yeterli olması nedeniyle oluşur.

Bazı önemli ferromanyetik malzemeler için Curie sıcaklıkları: demir, 1043 K; Kobalt, 1394 K; Nikel, 631 K; Ve gadolinyum, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Manyetik özelliklere sahip olmayan malzemelere diamagnetic denir. Bunun nedeni, atomik yörüngelerinde veya moleküler yörüngesinde bir spin çifti sergilemeleridir.

Malzemeyi mıknatıslama yolları

1- Güçlü bir mıknatısı olan metalleri ovalayın

1. Gerekli malzemeleri toplayın. Bu yöntemle metali mıknatıslamak için yalnızca güçlü bir mıknatısa ve bilinen demir içeriğine sahip bir metal parçasına ihtiyacınız vardır. Demirsiz metaller manyetik olmayacaktır.
2. Mıknatısın Kuzey Kutbunu tanımlayın. Her mıknatısın iki kutbu vardır; kuzey ve güney kutbu. Kuzey kutbu negatif, güney kutbu ise olumlu taraftır. Bazı mıknatıslarda direklerin üzerinde doğrudan etiket vardır.
3. Kuzey kutbunu metalin ortasından sonuna kadar ovalayın. Sert bir basınçla, mıknatısı hızlı bir şekilde metal parçanın içinden geçirin. Mıknatısı metal boyunca sürtünme hareketi demir atomlarının bir yönde hizalanmasına yardımcı olur. Metalin arka arkaya vurulması, atomlara sıralanma için daha fazla fırsat verir.
4. Manyetizmayı test edin. Metale bir demet klibe dokunun veya buzdolabınıza yapıştırmayı deneyin. Klipsler buzdolabında kalır veya kalırsa, metal yeterince mıknatıslanır. Metal mıknatıslanmazsa, mıknatısı metal boyunca aynı yönde sürtmeye devam edin.
5. Mıknatıslığı artırmak için mıknatısı nesneye sürtmeye devam edin. Mıknatısı her seferinde aynı yönde ovaladığınızdan emin olun. On vuruştan sonra manyetizmayı tekrar kontrol edin. Mıknatıs klipsleri alacak kadar güçlü olana kadar tekrarlayın. Kuzey Kutbu ile ters yöne sürülürse, bu metale gerçekten değersizleşir (Metal Nasıl Manyetiklenir, SF).

2- Bir elektromıknatıs oluşturma

1. Bir elektromıknatıs yapmak için yalıtılmış bir bakır tel, bilinen demir içeriğine sahip bir metal parçası, 12 voltluk bir bataryaya (veya başka bir DC güç kaynağına), kablo ayırıcılara ve elektrikli kesicilere ve yalıtım bandına ihtiyacınız olacaktır.
2. Yalıtılmış kabloyu metal parçanın etrafına sarın. Kabloyu alın ve bir inç kadar kuyruk bırakın, teli metalin etrafına birkaç düzine sarın. Bobin ne kadar fazla sarılırsa, mıknatıs o kadar güçlü olur. Telin diğer ucunda da kuyruk bırakın.
3. Bakır telin uçlarını çıkarın. Tel ufalayıcıları kullanarak, telin her iki ucundan en az ¼ inç ila ½ inç ayırın. Bakır, güç kaynağı ile temas edebilecek ve sisteme elektrik sağlayacak şekilde açığa çıkarılmalıdır.
4. Kabloları aküye bağlayın. Kablonun çıplak bir ucunu alın ve akünün negatif terminalinin etrafına sarın. Bir elektrik bandı kullanarak yerine sabitleyin ve metal kablonun terminal kabloya değdiğinden emin olun. Diğer kabloyla, sarın ve akünün artı kutbunun etrafına sabitleyin.
5. Manyetizmayı test edin. Batarya doğru bir şekilde bağlandığında, demir atomlarının manyetik kutuplar oluşturacak şekilde hizalanmasına neden olan bir elektrik akımı sağlayacaktır. Bu mıknatıslanmış metale yol açar. Metale bazı klipslere dokunup bunları alıp alamayacağınızı görün (Ludic Science, 2015).