IMITAȚIE: DIN CE CONSTĂ, METODĂ ȘI EXEMPLE - FIZIC - 2025

Magnetizarea sau Magnetizarea este o mărime vectorială , care este , de asemenea , cunoscut sub numele de putere vector magnetizare. Se notează ca M și este definit ca momentul magnetic m pe unitatea de volum V. Matematic este exprimat astfel:

M = d m / dV

Unitățile M în Sistemul Internațional de Unități SI sunt amperaj / metru, la fel ca și cele ale câmpului magnetic H . Notarea cu caractere aldine indică faptul că aceștia sunt vectori și nu scalari.

Figura 1. Magneți de ferită sub formă de inele. Sursa: Wikimedia Commons.

Acum, momentul magnetic al unui material sau substanță este manifestarea mișcării sarcinilor electrice în interiorul atomului, în mod fundamental cel al electronului.

În principiu, electronul din interiorul atomului poate fi imaginat ca un mic circuit închis de curent, în timp ce descrie o orbită circulară în jurul nucleului. În realitate, electronul nu se comportă în acest fel după modelul cuantic-mecanic al atomului, dar coincide cu acesta în ceea ce privește efectul magnetic.

În plus, electronul are un efect de rotire, analog cu o rotație pe sine. Această a doua mișcare produce o contribuție și mai importantă la magnetismul total al atomului.

Când un material este plasat într-un câmp magnetic extern, momentele magnetice ale ambelor contribuții se aliniază și creează un câmp magnetic în interiorul materialului.

Metode de magnetizare

Magnetizarea unui material înseamnă a-i conferi proprietăți magnetice, temporar sau permanent. Dar materialul trebuie să răspundă în mod corespunzător la magnetism pentru ca acest lucru să se întâmple și nu toate materialele o fac.

În funcție de proprietățile lor magnetice și de răspunsul pe care îl au la un câmp magnetic extern, precum cel al unui magnet, materialele sunt clasificate în trei grupe mari:

-Diamagnetic

-Paramagnetic

-Feromagnetic

Toate materialele sunt diamagnetice, al căror răspuns constă într-o repulsie slabă atunci când este plasat în mijlocul unui câmp magnetic extern.

La rândul său, paramagnetismul este tipic pentru unele substanțe, care prezintă o atracție nu foarte intensă către un câmp extern.

Cu toate acestea, materialele ferromagnetice sunt cele cu cel mai puternic răspuns magnetic dintre toate. Magnetita este un oxid de fier care este un magnet natural cunoscut din Grecia antică.

Figura 2. Magnetitul sau piatra de depozitare din Brazilia. Sursa: Wikimedia Commons.

Metodele de magnetizare descrise mai jos utilizează materiale cu răspuns magnetic bun pentru a obține efectele dorite. Dar la nivel de nanoparticule, este chiar posibilă magnetizarea aurului, un metal care de obicei nu are un răspuns magnetic remarcabil.

Cum să magnetizezi un obiect ferromagnetic?

Cu excepția cazului în care materialul este un magnet natural, cum ar fi o bucată de magnetită, acesta este în general demagnetizat sau demagnetizat. Aceasta duce la o altă clasificare a materialelor magnetice:

- Hard , care sunt magneți permanenți.

- Moale sau dulce , care, deși nu sunt magneți permanenți, are un răspuns magnetic bun.

- Semi - dur , care are proprietăți intermediare printre cele de mai sus.

Răspunsul magnetic al materialelor ferromagnetice se datorează faptului că domeniile magnetice sunt dispuse în interiorul lor , regiuni cu vectori de magnetizare aranjați la întâmplare.

Aceasta duce la anularea vectorilor de magnetizare, iar magnetizarea netă este zero. Din acest motiv, pentru a crea o magnetizare, vectorii de magnetizare trebuie să fie aliniați, permanent sau cel puțin pentru un timp. În acest fel materialul este magnetizat.

Există mai multe modalități de a realiza acest lucru, de exemplu prin magnetizarea prin inducție, contactul, frecarea, răcirea și chiar lovirea obiectului, așa cum este detaliat mai jos.

Exemple

Metoda de magnetizare selectată depinde de material și de obiectivele procedurii.

Magneți artificiali pot fi creați pentru o mare varietate de funcții. Astăzi magneții sunt magnetizați industrial, în urma unui proces foarte atent.

Magnetizarea prin inducție

Prin această metodă, materialul care trebuie magnetizat este plasat în mijlocul unui câmp magnetic intens, precum cel al unui electromagnet puternic. În acest fel, domeniile și magnetizările lor respective sunt aliniate imediat cu câmpul extern. Iar rezultatul este că materialul este magnetizat.

În funcție de material, poate păstra magnetizarea astfel obținută permanent sau o poate pierde imediat ce câmpul extern dispare.

Magnetizarea frecării

Această metodă necesită frecarea unui capăt al materialului pentru a fi magnetizat cu polul unui magnet. Trebuie să se facă în aceeași direcție, pentru ca în acest fel zona freată să capete polaritatea opusă.

Aceasta creează un efect magnetic, în așa fel încât la celălalt capăt al materialului, se creează un pol magnetic contrar, ceea ce duce la magnetizarea substanței.

Magnetizare de contact

În magnetizarea de contact, obiectul care urmează a fi magnetizat trebuie să intre în contact direct cu magnetul, astfel încât să-și însușească magnetizarea. Alinierea domeniilor din obiectul care urmează să fie magnetizat are loc ca un efect de cascadă, venind rapid de la capăt în contact la celălalt capăt.

Un exemplu tipic de magnetizare a contactului este atașarea unei agrafe la un magnet permanent, iar magnetul va rămâne magnetizat, atrăgând alte agrafe pentru a forma un lanț. De asemenea, funcționează cu monede de nichel, cuie și bucăți de fier.

Dar odată ce primul clip, unghie sau monedă este scos din magnet, magnetizarea celorlalte dispare, cu excepția cazului în care este un magnet cu adevărat puternic, capabil să producă o magnetizare permanentă.

Metoda electrică de magnetizare

Materialul care trebuie magnetizat este înfășurat într-un fir conductor prin care trece un curent electric. Curentul electric nu este decât o sarcină în mișcare care produce un câmp magnetic. Acest câmp este responsabil de magnetizarea materialului plasat în interior, iar efectul este de a crește foarte mult câmpul rezultat.

Magneții astfel creați pot fi activate și dezactivate după bunul plac, prin simpla deconectare a circuitului, pe lângă faptul că puterea magnetului poate fi modificată trecând mai mult sau mai puțin curent. Se numesc electromagneti și cu aceștia puteți muta cu ușurință obiecte grele sau separați magnetic de materialele nemagnetice.

Magnetizarea printr-o lovitură

O tijă de fier sau chiar un dulap metalic poate fi magnetizată lovind-o în interior într-un câmp magnetic. În unele localități, câmpul magnetic al Pământului este suficient de puternic pentru a atinge acest efect. O bară de fier care lovește pământul pe verticală poate deveni magnetizată deoarece câmpul magnetic al Pământului are o componentă verticală.

Magnetizarea este verificată cu o busolă care este plasată deasupra barei. Pentru un dulap de depozitare, este suficient să deschizi și să închizi sertarele cu suficientă determinare.

O lovitură poate demagnetiza, de asemenea, un magnet, deoarece distruge ordinea domeniilor magnetice din material. Căldura are, de asemenea, același efect.

Magnetizare prin răcire

Există substanțe precum lavasele de bazalt în interiorul Pământului, care atunci când sunt răcite în prezența unui câmp magnetic, păstrează magnetizarea respectivului câmp. Examinarea acestor tipuri de substanțe este o dovadă că câmpul magnetic al Pământului și-a schimbat orientarea de la crearea Pământului.

Referințe

1. Figueroa, D. (2005). Serie: fizică pentru știință și inginerie. Volumul 6. Electromagnetism. Editat de Douglas Figueroa (USB).
2. Hewitt, Paul. 2012. Știința fizică conceptuală. 5 ^a . Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Fizica: o privire asupra lumii. 6 ^ta Editarea prescurtată. Cengage Learning
4. Luna, M. Știați că aurul poate fi un magnet? Recuperat din: elmundo.es.
5. Tillery, B. 2012. Știința fizică. McGraw Hill.