İMANTASYON: NELERDEN OLUŞUR, YÖNTEM VE ÖRNEKLER - FIZIKSEL - 2025

Mıknatıslama veya manyetizasyon bir vektör miktar olduğu da mıknatıslanma vektörü mukavemeti olarak da bilinir. M olarak belirtilir ve birim hacim V başına manyetik moment m olarak tanımlanır. Matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:

M = d m / dV

Birimler M Birimler SI Uluslararası Sistemde amper / metre, manyetik alan içinde aynıdır H . Kalın yazı tipindeki gösterim, bunların vektörler olduğunu ve skaler olmadığını belirtmek içindir.

Şekil 1. Halka şeklindeki ferrit mıknatıslar. Kaynak: Wikimedia Commons.

Şimdi, bir maddenin veya maddenin manyetik momenti, temelde elektronun atom içindeki elektrik yüklerinin hareketinin tezahürüdür.

Prensip olarak, atomun içindeki elektron, çekirdeğin etrafında dairesel bir yörüngeyi tanımlarken, küçük bir kapalı akım devresi olarak düşünülebilir. Gerçekte elektron, atomun kuantum-mekanik modeline göre bu şekilde davranmaz, ancak manyetik etki açısından buna denk gelir.

Ek olarak, elektronun kendi üzerindeki bir dönüşe benzer bir dönüş etkisi vardır. Bu ikinci hareket, atomun toplam manyetizmasına daha da önemli bir katkı sağlar.

Bir malzeme harici bir manyetik alan içine yerleştirildiğinde, her iki katkının manyetik momentleri hizalanır ve malzeme içinde bir manyetik alan oluşturur.

Mıknatıslanma yöntemleri

Bir malzemeyi mıknatıslamak, ona geçici veya kalıcı olarak manyetik özellikler kazandırmak anlamına gelir. Ancak bunun olması için malzemenin manyetizmaya uygun şekilde yanıt vermesi gerekir ve tüm malzemeler yapmaz.

Manyetik özelliklerine ve bir mıknatıs gibi harici bir manyetik alana verdikleri tepkiye bağlı olarak, malzemeler üç büyük gruba ayrılır:

-Diamagnetic

-Paramanyetik

-Ferromagnetic

Tüm malzemeler diyamanyetiktir ve tepkileri, harici bir manyetik alanın ortasına yerleştirildiğinde zayıf bir itmeden oluşur.

Paramanyetizma, bir dış alana karşı çok yoğun olmayan bir çekim yaşayan bazı maddelere özgüdür.

Bununla birlikte, ferromanyetik malzemeler, en güçlü manyetik tepkiye sahip olanlardır. Manyetit, antik Yunan'dan bilinen doğal bir mıknatıs olan demir oksittir.

Şekil 2. Brezilya'dan manyetit veya kireçtaşı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Aşağıda tarif edilecek olan manyetizasyon yöntemleri, istenen etkilere ulaşmak için iyi manyetik tepkiye sahip malzemeler kullanır. Ancak nanoparçacık düzeyinde, genellikle dikkate değer bir manyetik tepkiye sahip olmayan bir metal olan altını mıknatıslamak bile mümkündür.

Ferromanyetik bir nesne nasıl mıknatıslanır?

Malzeme, bir manyetit parçası gibi doğal bir mıknatıs olmadığı sürece, genellikle manyetikliği giderilir veya manyetikliği giderilir. Bu, manyetik malzemelerin başka bir sınıflandırmasına yol açar:

- Sert , kalıcı mıknatıslar.

- Yumuşak veya tatlı , kalıcı mıknatıs olmamasına rağmen iyi bir manyetik tepkiye sahiptir.

- Yarı sert , yukarıdakiler arasında ara özelliklere sahip.

Ferromanyetik malzemelerin manyetik tepkisi, manyetik alanların , rastgele düzenlenmiş mıknatıslanma vektörlerine sahip bölgelerin içlerinde düzenlenmesinden kaynaklanmaktadır.

Bu, manyetizasyon vektörlerinin iptal edilmesine ve net manyetizasyonun sıfır olmasına neden olur. Bu nedenle, bir manyetizasyon oluşturmak için, manyetizasyon vektörlerinin kalıcı olarak veya en azından bir süre için hizalanması gerekir. Bu şekilde malzeme manyetize edilir.

Bunu başarmanın birkaç yolu vardır, örneğin indüksiyon manyetizasyonu, temas, sürtünme, soğutma ve hatta aşağıda ayrıntıları verildiği gibi nesneye vurma.

Örnekler

Seçilen manyetizasyon yöntemi, malzemeye ve prosedürün hedeflerine bağlıdır.

Çok çeşitli işlevler için yapay mıknatıslar oluşturulabilir. Günümüzde mıknatıslar, çok dikkatli bir işlemle endüstriyel olarak manyetize edilmektedir.

İndüksiyon mıknatıslama

Bu yöntemle, mıknatıslanacak malzeme, güçlü bir elektromıknatısınki gibi yoğun bir manyetik alanın ortasına yerleştirilir. Bu şekilde, alanlar ve bunların mıknatıslanmaları hemen dış alanla hizalanır. Ve sonuç, malzemenin mıknatıslanmış olmasıdır.

Malzemeye bağlı olarak, bu şekilde elde edilen mıknatıslaşmayı kalıcı olarak tutabilir veya dış alan kaybolur kaybolmaz onu kaybedebilir.

Sürtünme manyetizasyonu

Bu yöntem, mıknatıslanacak malzemenin bir ucunun bir mıknatısın kutbu ile ovalanmasını gerektirir. Aynı yönde yapılmalıdır, böylece ovulan alan bu şekilde zıt polarite kazanır.

Bu, malzemenin diğer ucunda ters bir manyetik kutup oluşacak şekilde manyetik bir etki yaratır ve bu da maddenin mıknatıslanmasına neden olur.

Kontak mıknatıslama

Temaslı manyetizasyonda, mıknatıslanacak nesnenin mıknatısla doğrudan temas etmesi gerekir, böylece mıknatıslanma elde edilir. Mıknatıslanacak nesnedeki alanların hizalanması, temas halindeki uçtan diğer uca hızla gelen kademeli bir etki olarak gerçekleşir.

Temaslı manyetizasyonun tipik bir örneği, kalıcı bir mıknatısa bir klips takmaktır ve mıknatıs mıknatıslanmış kalacaktır ve bir zincir oluşturmak için diğer klipsleri çekecektir. Aynı zamanda nikel paralar, çiviler ve demir parçalarıyla da çalışır.

Ancak mıknatıstan ilk klips, çivi veya madeni para çıkarıldıktan sonra, kalıcı mıknatıslanma üretebilen gerçekten güçlü bir mıknatıs olmadığı sürece diğerlerinin mıknatıslanması kaybolur.

Mıknatıslamak için elektrik yöntemi

Mıknatıslanacak malzeme, içinden elektrik akımının geçtiği iletken tele sarılır. Elektrik akımı, manyetik alan üreten hareketli bir yükten başka bir şey değildir. Bu alan, içine yerleştirilen malzemenin mıknatıslanmasından sorumludur ve sonuç, ortaya çıkan alanı büyük ölçüde arttırmaktır.

Bu şekilde oluşturulan mıknatıslar, mıknatısın gücünün az ya da çok akım geçirilerek değiştirilebilmesine ek olarak, sadece devrenin bağlantısını keserek isteğe göre etkinleştirilebilir ve devre dışı bırakılabilir. Elektromıknatıs olarak adlandırılırlar ve onlarla birlikte ağır nesneleri kolayca hareket ettirebilir veya manyetik olmayan malzemelerden manyetik ayırabilirsiniz.

Darbe ile mıknatıslanma

Bir demir çubuk veya hatta metal bir dosya dolabı, manyetik bir alanda içine vurularak mıknatıslanabilir. Bazı bölgelerde, Dünya'nın manyetik alanı bu etkiyi sağlayacak kadar güçlüdür. Yere dikey olarak çarpan bir demir çubuk manyetize olabilir çünkü Dünya'nın manyetik alanı dikey bir bileşene sahiptir.

Mıknatıslanma, çubuğun üstüne yerleştirilen bir pusula ile kontrol edilir. Bir dosya dolabı için çekmecelerin yeterli kararlılıkla açılıp kapatılması yeterlidir.

Bir darbe, malzeme içindeki manyetik alanların sırasını bozduğu için bir mıknatısı demanyetize edebilir. Isı da aynı etkiye sahiptir.

Soğutarak manyetizasyon

Dünyanın iç kısmında, manyetik alan varlığında soğutulduğunda, söz konusu alanın manyetizasyonunu tutan bazalt lavları gibi maddeler bulunmaktadır. Bu tür maddelerin incelenmesi, Dünya'nın yaratılmasından bu yana Dünya'nın manyetik alanının yönünü değiştirdiğinin kanıtıdır.

Referanslar

1. Figueroa, D. (2005). Seri: Bilim ve Mühendislik için Fizik. Cilt 6. Elektromanyetizma. Douglas Figueroa (USB) tarafından düzenlendi.
2. Hewitt, Paul. 2012. Kavramsal Fiziksel Bilimler. 5 ^inci . Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Fizik: Dünyaya Bir Bakış. 6 ^ta Kısaltılmış düzenleme. Cengage Learning
4. Luna, M. Altının bir mıknatıs olabileceğini biliyor muydunuz? Elmundo.es'den kurtarıldı.
5. Tillery, B. 2012. Physical Science. McGraw Hill.