Ang mga magnet ay mga kamangha-manghang bagay na nakakuha ng imahinasyon ng tao sa loob ng maraming siglo. Mula sa mga sinaunang Griyego hanggang sa mga modernong siyentipiko, ang mga tao ay naiintriga sa paraan ng paggana ng mga magnet at sa kanilang maraming aplikasyon. Ang mga permanenteng magnet ay isang uri ng magnet na nagpapanatili ng mga magnetic na katangian nito kahit na wala ito sa presensya ng isang panlabas na magnetic field. Susuriin natin ang agham sa likod ng mga permanenteng magnet at magnetic field, kabilang ang kanilang komposisyon, mga katangian, at mga aplikasyon.
Seksyon 1: Ano ang Magnetism?
Ang magnetismo ay tumutukoy sa pisikal na pag-aari ng ilang mga materyales na nagpapahintulot sa kanila na maakit o maitaboy ang iba pang mga materyales na may magnetic field. Ang mga materyales na ito ay sinasabing magnetic o may magnetic properties.
Ang mga magnetic na materyales ay nailalarawan sa pagkakaroon ng mga magnetic domain, na mga mikroskopiko na rehiyon kung saan ang mga magnetic field ng mga indibidwal na atom ay nakahanay. Kapag maayos na nakahanay ang mga domain na ito, lumilikha sila ng macroscopic magnetic field na maaaring makita sa labas ng materyal.
Ang mga magnetic na materyales ay maaaring maiuri sa dalawang kategorya: ferromagnetic at paramagnetic. Ang mga ferromagnetic na materyales ay malakas na magnetic, at kasama ang iron, nickel, at cobalt. Nagagawa nilang mapanatili ang kanilang mga magnetic properties kahit na walang panlabas na magnetic field. Ang mga paramagnetic na materyales, sa kabilang banda, ay mahinang magnetic at may kasamang mga materyales tulad ng aluminyo at platinum. Nagpapakita lamang sila ng mga magnetic na katangian kapag sumailalim sa isang panlabas na magnetic field.
Ang magnetismo ay may maraming praktikal na aplikasyon sa ating pang-araw-araw na buhay, kabilang ang sa mga de-koryenteng motor, generator, at mga transformer. Ginagamit din ang mga magnetic na materyales sa mga data storage device tulad ng mga hard drive, at sa mga teknolohiyang medikal na imaging tulad ng magnetic resonance imaging (MRI).
Seksyon 2: Mga Magnetic Field
Ang mga magnetic field ay isang pangunahing aspeto ng magnetism at inilalarawan ang lugar na nakapalibot sa isang magnet o isang wire na nagdadala ng kasalukuyang kung saan maaaring matukoy ang magnetic force. Ang mga patlang na ito ay hindi nakikita, ngunit ang kanilang mga epekto ay maaaring maobserbahan sa pamamagitan ng paggalaw ng mga magnetic na materyales o ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng magnetic at electric field.
Ang mga magnetic field ay nilikha sa pamamagitan ng paggalaw ng mga singil sa kuryente, tulad ng daloy ng mga electron sa isang wire o ang pag-ikot ng mga electron sa isang atom. Ang direksyon at lakas ng magnetic field ay tinutukoy ng oryentasyon at paggalaw ng mga singil na ito. Halimbawa, sa isang bar magnet, ang magnetic field ay pinakamalakas sa mga pole at pinakamahina sa gitna, at ang direksyon ng field ay mula sa north pole hanggang sa south pole.
Ang lakas ng isang magnetic field ay karaniwang sinusukat sa mga yunit ng tesla (T) o gauss (G), at ang direksyon ng field ay maaaring ilarawan gamit ang right-hand rule, na nagsasaad na kung ang hinlalaki ng kanang kamay ay tumuturo sa ang direksyon ng kasalukuyang, pagkatapos ay ang mga daliri ay kulot sa direksyon ng magnetic field.
Ang mga magnetic field ay may maraming praktikal na aplikasyon, kabilang ang sa mga motor at generator, magnetic resonance imaging (MRI) machine, at sa mga data storage device tulad ng mga hard drive. Ginagamit din ang mga ito sa iba't ibang mga aplikasyong pang-agham at inhinyero, tulad ng sa mga particle accelerator at magnetic levitation na tren.
Ang pag-unawa sa pag-uugali at katangian ng mga magnetic field ay mahalaga para sa maraming larangan ng pag-aaral, kabilang ang electromagnetism, quantum mechanics, at materials science.
Seksyon 3: Komposisyon ng Mga Permanenteng Magnet
Ang permanenteng magnet, na kilala rin bilang isang "permanent magnetic material" o "permanent magnet material," ay karaniwang binubuo ng kumbinasyon ng ferromagnetic o ferrimagnetic na materyales. Ang mga materyales na ito ay pinili para sa kanilang kakayahang mapanatili ang isang magnetic field, na nagpapahintulot sa kanila na makagawa ng isang pare-parehong magnetic effect sa paglipas ng panahon.
Ang pinakakaraniwang ferromagnetic na materyales na ginagamit sa mga permanenteng magnet ay iron, nickel, at cobalt, na maaaring ihalo sa iba pang mga elemento upang mapabuti ang kanilang magnetic properties. Halimbawa, ang neodymium magnets ay isang uri ng rare-earth magnet na binubuo ng neodymium, iron, at boron, habang ang samarium cobalt magnets ay binubuo ng samarium, cobalt, iron, at copper.
Ang komposisyon ng mga permanenteng magnet ay maaari ding maimpluwensyahan ng mga kadahilanan tulad ng temperatura kung saan sila gagamitin, ang nais na lakas at direksyon ng magnetic field, at ang nilalayon na aplikasyon. Halimbawa, ang ilang mga magnet ay maaaring idinisenyo upang makatiis ng mataas na temperatura, habang ang iba ay maaaring idinisenyo upang makagawa ng isang malakas na magnetic field sa isang tiyak na direksyon.
Bilang karagdagan sa kanilang mga pangunahing magnetic na materyales, ang mga permanenteng magnet ay maaari ding magsama ng mga coatings o protective layer upang maiwasan ang kaagnasan o pinsala, pati na rin ang paghubog at pagmachining upang lumikha ng mga partikular na hugis at sukat para magamit sa iba't ibang mga aplikasyon.
Seksyon 4: Mga Uri ng Permanenteng Magnet
Ang mga permanenteng magnet ay maaaring uriin sa ilang uri batay sa kanilang komposisyon, magnetic properties, at proseso ng pagmamanupaktura. Narito ang ilan sa mga karaniwang uri ng permanenteng magnet:
1.Neodymium magnet: Ang mga rare earth magnet na ito ay binubuo ng neodymium, iron, at boron, at ito ang pinakamalakas na uri ng permanenteng magnet na available. Ang mga ito ay may mataas na magnetic energy at maaaring magamit sa iba't ibang mga aplikasyon, kabilang ang mga motor, generator, at kagamitang medikal.
2. Samarium cobalt magnets: Ang mga rare earth magnet na ito ay binubuo ng samarium, cobalt, iron, at copper, at kilala sa kanilang mataas na temperatura na stability at corrosion resistance. Ginagamit ang mga ito sa mga aplikasyon tulad ng aerospace at depensa, at sa mga motor at generator na may mataas na pagganap.
3. Ferrite magnets: Kilala rin bilang ceramic magnets, ang ferrite magnets ay binubuo ng isang ceramic material na hinaluan ng iron oxide. Ang mga ito ay may mas mababang magnetic energy kaysa sa rare earth magnets, ngunit mas abot-kaya at malawakang ginagamit sa mga application tulad ng mga speaker, motor, at refrigerator magnet.
4.Alnico magnets: Ang mga magnet na ito ay binubuo ng aluminum, nickel, at cobalt, at kilala sa kanilang mataas na magnetic strength at temperature stability. Kadalasang ginagamit ang mga ito sa mga pang-industriyang aplikasyon tulad ng mga sensor, metro, at mga de-koryenteng motor.
5. Bonded magnets: Ang mga magnet na ito ay ginawa sa pamamagitan ng paghahalo ng magnetic powder sa isang binder, at maaaring gawin sa mga kumplikadong hugis at sukat. Kadalasang ginagamit ang mga ito sa mga application tulad ng mga sensor, mga bahagi ng sasakyan, at kagamitang medikal.
Ang pagpili ng permanenteng uri ng magnet ay nakasalalay sa mga partikular na kinakailangan sa aplikasyon, kabilang ang kinakailangang lakas ng magnetic, katatagan ng temperatura, gastos, at mga hadlang sa pagmamanupaktura.
Seksyon 5: Paano Gumagana ang mga Magnet?
Gumagana ang mga magnet sa pamamagitan ng paglikha ng magnetic field na nakikipag-ugnayan sa iba pang mga magnetic na materyales o sa mga electric current. Ang magnetic field ay nilikha sa pamamagitan ng pagkakahanay ng mga magnetic moment sa materyal, na mga microscopic north at south pole na bumubuo ng magnetic force.
Sa isang permanenteng magnet, tulad ng isang bar magnet, ang mga magnetic moment ay nakahanay sa isang tiyak na direksyon, kaya ang magnetic field ay pinakamalakas sa mga pole at pinakamahina sa gitna. Kapag inilagay malapit sa isang magnetic material, ang magnetic field ay nagdudulot ng puwersa sa materyal, alinman sa pag-akit o pagtataboy nito depende sa oryentasyon ng magnetic moments.
Sa isang electromagnet, ang magnetic field ay nilikha ng isang electric current na dumadaloy sa isang coil ng wire. Ang electric current ay lumilikha ng magnetic field na patayo sa direksyon ng kasalukuyang daloy, at ang lakas ng magnetic field ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagsasaayos ng dami ng kasalukuyang dumadaloy sa coil. Ang mga electromagnet ay malawakang ginagamit sa mga aplikasyon tulad ng mga motor, speaker, at generator.
Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga magnetic field at electric current ay batayan din para sa maraming mga teknolohikal na aplikasyon, kabilang ang mga generator, transformer, at mga de-koryenteng motor. Sa isang generator, halimbawa, ang pag-ikot ng magnet malapit sa isang coil ng wire ay nag-uudyok ng electric current sa wire, na maaaring magamit upang makabuo ng kuryente. Sa isang de-koryenteng motor, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng magnetic field ng motor at ang kasalukuyang dumadaloy sa coil ng wire ay lumilikha ng isang metalikang kuwintas na nagtutulak sa pag-ikot ng motor.
Ayon sa katangiang ito, maaari tayong magdisenyo ng isang espesyal na pag-aayos ng magnetic pole para sa splicing upang mapahusay ang lakas ng magnetic field sa isang espesyal na lugar sa panahon ng trabaho, tulad ng Halbeck
Oras ng post: Mar-24-2023