Lær, hvilke metaller der er magnetiske, og hvorfor

Magneter er materialer, der producerer magnetiske felter, der tiltrækker specifikke metaller. Hver magnet har en nord- og en sydpol. Modsatte poler tiltrækker, mens ligesom poler frastøder.

Mens de fleste magneter er lavet af metaller og metallegeringer, har forskere udtænkt måder til at skabe magneter af sammensatte materialer, såsom magnetiske polymerer.

Magnetisme i metaller er skabt af den ujævne fordeling af elektroner i atomer fra visse metalelementer. Den uregelmæssige rotation og bevægelse forårsaget af denne ujævne fordeling af elektroner skifter ladningen inde i atomet frem og tilbage og skaber magnetiske dipoler.

Når magnetiske dipoler justeres, skaber de et magnetisk domæne, et lokaliseret magnetisk område, der har en nord- og en sydpol.

I umagnetiserede materialer står magnetiske domæner i forskellige retninger og annullerer hinanden. Mens magnetiserede materialer er de fleste af disse domæner på linje, og peger i samme retning, hvilket skaber et magnetfelt. Jo flere domæner der justeres sammen, jo stærkere er den magnetiske kraft.

• Permanente magneter (også kendt som hårde magneter) er dem, der konstant producerer et magnetfelt. Dette magnetiske felt er forårsaget af ferromagnetisme og er den stærkeste form af magnetisme.
• Midlertidige magneter (også kendt som bløde magneter) er kun magnetiske i tilstedeværelse af et magnetfelt.
• elektromagneter kræver en elektrisk strøm for at løbe gennem deres spiraltråde for at producere et magnetfelt.

Græske, indiske og kinesiske forfattere dokumenterede grundlæggende viden om magnetisme for mere end 2000 år siden. Det meste af denne forståelse var baseret på at observere virkningen af ​​lodsten (et naturligt forekommende magnetisk jernmineral) på jern.

Tidlig forskning på magnetisme blev foretaget allerede i det 16. århundrede, men udviklingen af ​​moderne højstyrke magneter forekom først inden det 20. århundrede.

Før 1940 blev permanente magneter brugt til kun basale applikationer, såsom kompasser og elektriske generatorer kaldet magnetos. Udviklingen af ​​aluminium-nikkel-kobolt (Alnico) magneter gjorde det muligt for permanente magneter at erstatte elektromagneter i motorer, generatorer og højttalere.

Oprettelsen af ​​samarium-kobolt (SmCo) magneter i 1970'erne producerede magneter med dobbelt så meget magnetisk energitetthed som enhver tidligere tilgængelig magnet.

I begyndelsen af ​​1980'erne førte yderligere undersøgelser af de sjældne jordartselementers magnetiske egenskaber til opdagelse af neodymium-jern-bor (NdFeB) magneter, hvilket førte til en fordobling af den magnetiske energi over SmCo magneter.

Sjældne jordmagneter bruges nu i alt fra armbåndsure og iPads til hybridkøretøjsmotorer og vindmøllegeneratorer.

Metaller og andre materialer har forskellige magnetiske faser, afhængigt af temperaturen i miljøet, hvor de befinder sig. Som et resultat kan et metal udvise mere end en form for magnetisme.

Jern mister for eksempel sin magnetisme og bliver paramagnetisk, når opvarmet over 1418 ° F (770 ° C). Temperaturen, ved hvilken et metal mister magnetisk kraft, kaldes dens Curie-temperatur.

Jern, kobolt og nikkel er de eneste elementer, der - i metalform - har Curie-temperaturer over stuetemperatur. Som sådan skal alle magnetiske materialer indeholde et af disse elementer.