Sisältö
- Magnetismi ja luonnolliset magneetit
- Magnetoiva metalli
- Keraamiset, taipuisat ja muotoiset magneetit
- sähkömagneetit
- Suprajohtavat magneetit
Magneetit ovat esineitä, jotka voivat vaikuttaa voimakkaasti muihin esineisiin koskematta niihin. Magneetti voi aiheuttaa metalliesineiden tai muiden magneettien liikkumisen kaukaa. Magneetteja on monenlaisia, yksinkertaisesta jääkaapimagneetista aina teollisuuden magneetteihin, jotka voivat nostaa auton. Magneetteja käytetään kompasseissa suunnan määrittämiseen, kaiuttimissa äänen tuottamiseksi, tietokoneissa ja televisioissa, ja niillä on monia muita sovelluksia. Jotkut magneetit muodostuvat luonnollisesti; muut ovat ihmisten tekemiä.
Magnetismi ja luonnolliset magneetit
Kaikki aine on tehty atomista. Atomia voidaan ajatella pienenä materiaalin ytimenä, joka kiertää vielä pienempiä ainehiukkasia, joita kutsutaan elektroneiksi. Elektroneilla on sähkövaraus, joten kiertäessään ne muodostavat pieniä sähkövirran silmukoita kunkin ytimen ympärille. Sähkö muodostaa magneettikentät. Useimmissa materiaaleissa kunkin atomin muodostamat pienet magneetit osoittavat kaikki eri suuntiin, joten ne poistavat toisiaan. Joissakin materiaaleissa, kuten lodestone, rautamalmi, Maan magneettikenttä rivitti kaikki atomimagneetit ja jätti koko kivin yhdeksi suureksi magneettiksi.
Magnetoiva metalli
Ihmiset ovat käyttäneet luonnossa esiintyviä magneetteja tuhansien vuosien ajan. Kun ihmiset huomasivat, että myös muut materiaalit voidaan tehdä magneeteiksi, he alkoivat tuottaa vahvempia magneetteja useilla eri prosesseilla. Tietyt metallit voidaan tehdä magneeteiksi altistamalla ne magneettikenttille. Vaikka metallin asettaminen magneettikenttään voi toimia, sen värähtely lisääminen lisää vaikutusta. Metallin silittäminen magneetilla lisää myös vaikutusta. Kuumentamalla metallia kentällä ollessaan ja lyömällä sitä jäähtyessään, vaikutus lisääntyy entisestään. Teräs ja rauta tekevät hyvistä magneeteista. Samoin alumiinin, nikkelin ja koboltin seos, nimeltään alnico.
Keraamiset, taipuisat ja muotoiset magneetit
Keraamiset magneetit on valmistettu rautaoksidista ja barium- tai strontiumkarbonaatista. Ne on muotoiltu ja paistettu kuten mikä tahansa muu keraaminen. Joustavat ja muotoillut magneetit valmistetaan sekoittamalla magnetoitu jauhe (kuten rautaoksidijauhe) hartsin tai muovin kanssa. Hartsi tai muovi voidaan sitten muovata normaalisti, ja tuloksena on magneetti, jolla on ainutlaatuinen muoto, joka voi olla joustava.
sähkömagneetit
Sähkömagneetit ovat toisin kuin muunlaiset magneetit. Niiden rakenteessa ei välttämättä käytetä mitään magneettista materiaalia. Koska mikä tahansa liikkuva sähkövirta tuottaa magneettikentän, magneetti voidaan tehdä akusta ja johdosta. Jos lanka on muodostettu silmukkaan, se luo magneettikentän, jossa on pohjoinen ja eteläinen napa, kuten kestomagneetteja. Jos useat lankakelat on valmistettu samasta lanka, niin muodostunut magneetti on vielä vahvempi. Jos rauta tai vastaavasti magnetoituva materiaali asetetaan kelan keskelle, magneetti vahvistuu edelleen.
Suprajohtavat magneetit
Suprajohtavat magneetit ovat erityinen sähkömagneetti. Johtosilmukat jäähdytetään lähes absoluuttiseen nollaan ja irrotetaan virtalähteestä. Koska käämi on niin kylmä, siinä olevat atomit ovat niin edelleen, että ne eivät vastusta elektronien liikettä ja virta jatkaa virtausta. Tämä johtaa paljon voimakkaamman magneettikentän muodostumiseen.