Πώς μπορεί ένας μαγνήτης να απομαγνητιστεί γρήγορα;

Υπάρχουν τρεις κύριοι τρόποι για να απομαγνητίσετε έναν μαγνήτη:θέρμανση, σφυρηλάτηση και έκθεση σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο.

Οι μαγνήτες είναι πράγματα με τα οποία είμαστε αρκετά εξοικειωμένοι και παίζουν αναπόσπαστο ρόλο στην καθημερινότητά μας, ακόμα κι αν δεν το συνειδητοποιούμε. Οι μαγνήτες βρίσκονται στα παιχνίδια, αλλά αντιπροσωπεύουν επίσης ένα βασικό συστατικό των οργάνων που χρειαζόμαστε για να επιβιώσουμε στον σύγχρονο κόσμο. Ωστόσο, όπως όλα τα πράγματα φθείρονται με την πάροδο του χρόνου, το ίδιο συμβαίνει και με τη δύναμη του μαγνήτη, αλλά αυτή η φθορά είναι ένα όμορφο φαινόμενο από μόνο του. Πριν μπούμε σε αυτή τη διαδικασία «φθοράς», ας κάνουμε μια σύντομη επισκόπηση των μαγνητών.

Επισκόπηση ενός μαγνήτη

Μαγνήτης μπορεί να οριστεί ως οποιοδήποτε αντικείμενο που ασκεί μαγνητικό πεδίο. Αυτά τα μαγνητικά πεδία είναι αόρατα, αλλά είναι πιο αξιοσημείωτα όταν βρίσκονται παρουσία σιδήρου ή άλλου μαγνήτη. Δύο υποκείμενα φαινόμενα συμβαίνουν όταν ένας μαγνήτης βρίσκεται κοντά σε ένα τέτοιο υλικό. είτε έλκει είτε απωθεί το αντικείμενο (υπό την προϋπόθεση ότι μπορεί να αλληλεπιδράσει μαγνητικά).

Μόνιμοι μαγνήτες (Φωτογραφία :Olivier Le Moal/Shutterstock)

Ένας από τους πιο συνηθισμένους και γνωστούς τύπους μαγνητών είναι ο μόνιμος μαγνήτης . Ένας μόνιμος μαγνήτης είναι ένα αντικείμενο που μπορεί να μαγνητιστεί και δημιουργεί ένα επίμονο μαγνητικό πεδίο. Ο πιο κοινός τύπος μόνιμου μαγνήτη που γνωρίζουμε οι περισσότεροι από εμάς είναι ο μαγνήτης ψυγείου που χρησιμοποιούμε για να κρατάμε σημειώσεις στην πόρτα του ψυγείου.

Μαλακοί και σκληροί μαγνήτες

Οι μόνιμοι μαγνήτες μπορούν περαιτέρω να ταξινομηθούν σε μαλακούς ή σκληρό μαγνήτες. Οι μαλακοί μαγνήτες είναι εκείνα τα υλικά που μπορούν να μαγνητιστούν αλλά δεν διατηρούν τη μαγνητική τους φύση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι σκληροί μαγνήτες είναι ακριβώς το αντίθετο από τους μαλακούς μαγνήτες, καθώς διατηρούν τις μαγνητικές τους ιδιότητες για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν μπορούν εύκολα να απομαγνητιστούν.

(Φωτογραφία:udaix/Shutterstock)

Ηλεκτρομαγνήτης

Ένας άλλος νέος τύπος μαγνήτη είναι ο ηλεκτρομαγνήτης . Ένας ηλεκτρομαγνήτης συνήθως κατασκευάζεται από ένα πηνίο σύρματος που συμπεριφέρεται σαν μαγνήτης όταν περνάει ηλεκτρισμός μέσα από αυτό. Ωστόσο, σταματά να λειτουργεί σαν μαγνήτης τη στιγμή που διακόπτεται η ηλεκτρική ενέργεια. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αυξηθεί η ισχύς ενός ηλεκτρομαγνήτη. Μια τέτοια δημοφιλής μέθοδος είναι να τυλίξετε το πηνίο γύρω από έναν μαλακό μαγνήτη (με τον κατάλληλο προσανατολισμό) και στη συνέχεια να ενεργοποιήσετε την ηλεκτρική ενέργεια, καθώς αυτό ενισχύει σημαντικά τη μαγνητική επίδραση του ηλεκτρικού πηνίου.

Τύποι μαγνητικών υλικών

Ακόμη και οι μαγνήτες έρχονται σε διαφορετικές ποικιλίες και τύπους. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι μαγνητών, με βάση τα συστατικά τους.

1. Σιδηρομαγνητικό

Ο πρώτος τύπος είναι σιδηρομαγνητικό υλικό . Τα σιδηρομαγνητικά υλικά είναι οι κλασικοί τύποι μαγνητών που οραματιζόμαστε ακούγοντας τον όρο μαγνήτης. Από όλα τα μαγνητικά υλικά, αυτά είναι τα μόνα που μπορούν να διατηρήσουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες. Αυτό το είδος μαγνήτη δεν μπορεί να απομαγνητιστεί, ακόμη και με την εισαγωγή ενός ισχυρού αντίθετου μαγνητικού πεδίου. Τα σιδηρομαγνητικά υλικά κυμαίνονται από τον συνηθισμένο μαγνήτη του ψυγείου σας έως ένα από τα πρώτα είδη μαγνητών που εντοπίστηκαν ποτέ—τον λόδεστο.

Τύποι διαγράμματος μαγνητισμού. Σιδηρομαγνητισμός, Αντισιδηρομαγνητισμός, Σιδηρομαγνητισμός, Παραμαγνητισμός.

2. Παραμαγνητικό

Ο δεύτερος τύπος μαγνητικού υλικού είναι το παραμαγνητικό υλικό . Αυτή η ταξινόμηση περιλαμβάνει ουσίες όπως το αλουμίνιο, η πλατίνα και το οξυγόνο, για να αναφέρουμε μερικές. Αυτά τα στοιχεία έλκονται ασθενώς σε έναν από τους δύο πόλους ενός μαγνήτη στη φυσική τους κατάσταση. Η μαγνητική έλξη που παρουσιάζουν αυτά τα στοιχεία είναι εξαιρετικά αδύναμη. Τα μαγνητικά τους πεδία μπορούν να ανιχνευθούν μόνο με δυνατά όργανα ή έναν ισχυρό μαγνήτη.

3. Διαμαγνητικό

Διαμαγνητικό υλικό είναι ένα μοναδικό είδος μαγνητικού υλικού που διαθέτει μια αποκλειστική ιδιότητα στην οποία και οι δύο πόλοι άλλων μαγνητών απωθούν αυτού του είδους το υλικό! Οι διαμαγνητικές ουσίες περιλαμβάνουν άνθρακα, νερό, χαλκό και πλαστικό. Σε σύγκριση με τα σιδηρομαγνητικά και τα παραμαγνητικά υλικά, έχουν την πιο αδύναμη απώθηση. Ένα διασκεδαστικό πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε για τα διαμαγνητικά υλικά είναι ότι έχουν διαπερατότητα μικρότερη από αυτή του κενού! Ο όρος διαπερατότητα αναφέρεται στη σχετική αύξηση ή μείωση του προκύπτοντος μαγνητικού πεδίου μέσα σε ένα υλικό σε σύγκριση με το πεδίο μαγνήτισης στο οποίο βρίσκεται το δεδομένο υλικό.

Καμπύλη υστέρησης

Ο κύκλος ζωής του μαγνητισμού ενός μαγνήτη (ακούγεται παράξενο) μπορεί να χαρτογραφηθεί από αυτό που είναι γνωστό ως καμπύλη ή κύκλος υστέρησης . Η καμπύλη υστέρησης έχει ένα άλλο όνομα, γνωστό ως καμπύλη Β-Η. Το B σημαίνει τη μαγνήτιση του υλικού, ενώ το H σημαίνει την εφαρμοζόμενη ένταση μαγνητικής ροής. Η καμπύλη B-H είναι η καμπύλη που χαρακτηρίζει τις μαγνητικές ιδιότητες ενός υλικού, στοιχείου ή κράματος. Σας λέει πώς το υλικό ανταποκρίνεται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο και είναι μια κρίσιμη πληροφορία κατά το σχεδιασμό μαγνητικών κυκλωμάτων. Στο παρακάτω διάγραμμα δείχνει ότι το κενό έχει H 800 At/m δημιουργεί ένα Β 1 mT. Με έναν πυρήνα από φύλλο χάλυβα, ένα H 800 At/m έχει B 1,2 T, που αντιπροσωπεύει μια σημαντική αύξηση στο B για το ίδιο H! Η υστέρηση μπαίνει στο παιχνίδι όταν το υλικό έχει μαγνητιστεί. Το Β μέσα στο υλικό δεν επιστρέφει σε αυτό που ήταν πριν, αλλά εξαρτάται από την ιστορία της μαγνήτισής του.

Απώλεια υστέρησης

Με την πάροδο του χρόνου ή λόγω μιας ισχυρής αντίθετης μαγνητικής δύναμης, ένας μαγνήτης μπορεί να παρουσιάσει κάτι γνωστό ως απώλεια υστέρησης . Αυτό είναι επίσης γνωστό με άλλα ονόματα, όπως απώλεια σιδήρου ή απώλεια χαλκού, και είναι πάντα σταθερή. Η δύναμη μαγνήτισης λειτουργεί ενάντια στην εσωτερική τριβή των μορίων του μαγνήτη, παράγοντας θερμότητα. Αυτή η ενέργεια, η οποία σπαταλάται με τη μορφή θερμότητας, λόγω υστέρησης, ονομάζεται Απώλεια υστέρησης.

Μαγνητική υστέρηση

Όταν ασκείται δύναμη μαγνήτισης στο μαγνητικό υλικό, τα μόρια του μαγνητικού υλικού ευθυγραμμίζονται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Όταν αυτή η μαγνητική δύναμη αντιστρέφεται, η εσωτερική τριβή των μοριακών μαγνητών αντιτίθεται στην αντιστροφή του μαγνητισμού, με αποτέλεσμα τη Μαγνητική Υστέρηση.

Για να εξαφανιστεί ή να ξεπεραστεί αυτή η εσωτερική τριβή, γνωστή ως υπολειπόμενος μαγνητισμός, χρησιμοποιείται ένα μέρος της δύναμης μαγνήτισης. Αυτή η εργασία που γίνεται από τη δύναμη μαγνήτισης παράγει θερμότητα. με αποτέλεσμα την απώλεια υστέρησης.

Συμπερασματικά, ακόμα κι αν υπάρχουν άλλοι παράγοντες, όπως η μηχανική καταπόνηση ή η θερμοκρασία, που οδηγούν σε απομαγνήτιση, η απώλεια υστέρησης είναι ο κύριος λόγος για την απώλεια της μαγνήτισης για τους περισσότερους μόνιμους μαγνήτες που εφαρμόζονται στην καθημερινή χρήση.