اعرف ما هي المعادن المغناطيسية ولماذا

المغناطيس هو مواد تنتج مجالات مغناطيسية تجذب معادن معينة. لكل مغناطيس قطب شمالي وجنوبي. تجذب الأقطاب المقابلة ، بينما تتنازع الأقطاب.

في حين أن معظم المغناطيس مصنوع من المعادن والسبائك المعدنية ، فقد ابتكر العلماء طرقًا لإنشاء مغناطيس من مواد مركبة ، مثل البوليمرات المغناطيسية.

يتم إنشاء المغناطيسية في المعادن من خلال التوزيع غير المتكافئ للإلكترونات في ذرات عناصر معدنية معينة. يؤدي الدوران والحركة غير المنتظمين الناجمين عن هذا التوزيع غير المتساوي للإلكترونات إلى تغيير الشحنة داخل الذرة ذهابًا وإيابًا ، مما يخلق ثنائيات ثنائية مغنطيسية.

عندما تصطف الأقطاب المغناطيسية ، فإنها تخلق مجالًا مغناطيسيًا ، وهي منطقة مغناطيسية محلية لها القطب الشمالي والجنوبي.

في المواد غير الممغنطة ، تواجه المجالات المغناطيسية في اتجاهات مختلفة ، وتلغي بعضها البعض. بينما في المواد الممغنطة ، يتم محاذاة معظم هذه المجالات ، مشيرة في نفس الاتجاه ، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا. كلما زادت المجالات التي تتماشى معًا ، زادت القوة المغناطيسية.

• مغناطيس دائم (والمعروفة أيضًا بالمغناطيس الصلب) هي تلك التي تنتج باستمرار مجالًا مغناطيسيًا. يحدث هذا المجال المغناطيسي بسبب المغناطيسية الحديدية وهو أقوى شكل للمغناطيسية.
  instagram viewer
• مغناطيسات مؤقتة (تُعرف أيضًا باسم المغناطيسات الناعمة) مغناطيسية فقط أثناء وجود مجال مغناطيسي.
• مغناطيسات كهربائية تتطلب تيارًا كهربائيًا لتشغيلها من خلال أسلاك الملفات الخاصة بها من أجل إنتاج مجال مغناطيسي.

قام كتاب يونانيون وهنود وصينيون بتوثيق المعرفة الأساسية حول المغناطيسية منذ أكثر من 2000 عام. استند معظم هذا الفهم على مراقبة تأثير الحجر (معدن الحديد المغناطيسي الذي يحدث بشكل طبيعي) على الحديد.

تم إجراء بحث مبكر عن المغناطيسية في وقت مبكر من القرن السادس عشر ، ومع ذلك ، لم يحدث تطور مغناطيسات عالية القوة الحديثة حتى القرن العشرين.

قبل عام 1940 ، تم استخدام المغناطيس الدائم في التطبيقات الأساسية فقط ، مثل البوصلات والمولدات الكهربائية التي تسمى magnetos. سمح تطوير مغناطيس الألومنيوم والنيكل والكوبالت (النيكو) للمغناطيس الدائم باستبدال المغناطيسات الكهربائية في المحركات والمولدات ومكبرات الصوت.

أنتج إنشاء مغناطيس samarium-cobalt (SmCo) في السبعينيات مغناطيسًا مع ضعف كثافة الطاقة المغناطيسية مثل أي مغناطيس متاح سابقًا.

وبحلول أوائل الثمانينيات ، أدى البحث الإضافي في الخواص المغناطيسية لعناصر الأرض النادرة إلى اكتشاف مغناطيسات النيوديميوم-الحديد البورون (NdFeB) ، مما أدى إلى مضاعفة الطاقة المغناطيسية عبر SmCo مغناطيس.

تُستخدم مغناطيسات الأرضية النادرة الآن في كل شيء من ساعات المعصم وأجهزة iPad إلى محركات السيارات الهجينة ومولدات توربينات الرياح.

تحتوي المعادن والمواد الأخرى على أطوار مغناطيسية مختلفة ، اعتمادًا على درجة حرارة البيئة التي توجد فيها. ونتيجة لذلك ، قد يظهر المعدن أكثر من شكل من أشكال المغناطيسية.

الحديد ، على سبيل المثال ، يفقد جاذبيته ، ليصبح مغناطيسيًا ، متى يسخن فوق 1418 درجة فهرنهايت (770 درجة مئوية). تسمى درجة الحرارة التي يفقد فيها معدن قوة مغناطيسية درجة حرارة كوري.

الحديد والكوبالت والنيكل هي العناصر الوحيدة التي - في شكل معدني - لديها درجات حرارة كوري أعلى من درجة حرارة الغرفة. على هذا النحو ، يجب أن تحتوي جميع المواد المغناطيسية على أحد هذه العناصر.