Досліди з постійним магнітом

Про матеріал

Перший дослід – впевнитись в тому, що діамагнетики і парамагнетики не притягуються до магніту. Зробити це досить просто, піднісши магніт до алюмінію, міді, бронзи, латуні, золота, срібла, вироби з нержавіючої сталі деяких сортів, цинк. Другий дослід – впевнитись в тому, що феромагнетики притягуються до магніту. Зробити це також просто, піднісши магніт до виробів з заліза, нержавіючої сталі деяких сортів, виробів з магнітом’якого заліза, вироби з фериту. Третій дослід – впевнитись в тому, що магніт діє через скло, воду – витягнувши швейну голку з склянки з водою, піднісши магніт до склянки. Для дослідів використовувались магніти від гучномовців, показані на фото 1. Тороїдальний магніт має зверху один полюс, а знизу протилежний і як показує експеримент не в змозі утримувати залізні предмети з великою масою, а такий же тороїдальний магніт з магнітопроводом має з однієї сторони обидва полюси і легко утримує предмети з великою масою. На фото 2 показано, що така магнітна «система» легко утримує праску з масою 2239 гр (були колись в 1970 роках такі важкі праски).

Перегляд файлу

Прості досліди з фізики в домашніх умовах

А. Ейнштейн сказав: «Істина — це те, що витримує перевірку дослідом».

Досліди з фізики допоможуть ввійти до чудесного світу знань. Для учнів 5 -11 класів вони будуть нескладними. Зрозумівши основні фізичні принципи і закони, учні відчувають себе більш впевнено.

Щоб вивчення законів фізики в домашніх умовах було безпечним, необхідно дотримуватися запобіжних заходів:

1. Абсолютно всі експерименти необхідно проводити за участю дорослих.

2. Необхідно бути особливо уважними, якщо використовуються гострі, колючо-ріжучі предмети, відкритий вогонь. При цих дослідах присутність дорослих обов'язкова.

3. Використання отруйних речовин заборонено.

Досліди з постійним магнітом Для експерименту знадобляться:

• постійний магніт; • склянка з водою;

• металеві вироби з алюмінію, бронзи, латуні, заліза, нержавіючої сталі.

Такий дослід не є новим. Але він настільки простий, що його варто повторювати. В 1600 році був опублікований твір англійського лікаря Вільяма Гільберта «Про магніт». До вже відомих фактів Гільберт додав важливі спостереження: посилення дії магнітних полюсів за допомогою залізної арматури, втрата магнетизму при нагріванні тощо.

Постійний магніт — виріб, виготовлений з феромагнетика, здатного зберігати залишкову намагніченість після вимкнення зовнішнього магнітного поля. Як матеріали для постійних магнітів зазвичай використовують залізо, нікель, кобальт, деякі сплави рідкоземельних металів, а також деякі природні мінерали, такі як магнетити.Магніт,— тіло, що має власне магнітне поле, магнітний диполь. Можливо, слово походить від дав.-гр. (Magnētis líthos), «камінь з Магнесії» — від назви регіону Магнісія та давнього міста Магнесія в Малій Азії, де в давнину були відкриті поклади магнетиту. Як матеріали для постійних магнітів зазвичай використовують залізо, нікель, кобальт, деякі сплави рідкоземельних металів, а також деякі природні мінерали, такі як магнетити. Властивості магніту визначаються характеристиками розмагнічуючої ділянки петлі магнітного гістерезису матеріалу магніту: що вище залишкова індукція Br і коерцитивна сила Hc, то вища намагніченість та стабільність магніту. Постійні магніти мають велике застосування, починаючи з магнітиків на холодильник до великих промислових підприємств. Вони бувають різних розмірів і форм і розрізняються за своїм складом.

Пояснення природи феромагнетизму завжди займало уми вчених, однак і в даний час фізична природа постійної намагніченості деяких речовин, як природних, так і штучно створених, ще не до кінця розкрита, залишаючи чимало діяльності для сучасних і майбутніх дослідників.

Традиційні матеріали для постійних магнітів

Вони стали активно використовуватися в промисловості, починаючи з 1940 з появи сплаву алніко (AlNiCo). До цього постійні магніти з різних сортів стали застосовувалися лише у компасах та магнето. Алніко уможливив заміну на них електромагнітів і застосування їх у таких пристроях, як двигуни, генератори та гучномовці. Революція в магнітних матеріалах почалася близько 1970 року, зі створенням самарій-кобальтового сімейства твердих магнітних матеріалів з великою щільністю магнітної енергії. Потім було відкрито нове покоління рідкісноземельних магнітів на основі неодиму, заліза та бору з набагато більш високою щільністю магнітної енергії, ніж у самарій-кобальтових (SmCo) та з очікувано низькою вартістю. Ці дві сім'ї рідкісноземельних магнітів мають такі високі щільності енергії, що вони не тільки можуть замінити електромагніти, але використовуватися в областях, недоступних для них. Прикладами можуть служити крихітний кроковий двигун на постійних магнітах наручний годинникта звукові перетворювачі у навушниках типу Walkman.

Неодимові постійні магніти

Вони представляють новітнє і найбільш значне досягнення у цій галузі протягом останніх десятиліть. Вперше про їхнє відкриття було оголошено майже одночасно наприкінці 1983 року фахівцями з металів компаній Sumitomo та General Motors. Вони засновані на інтерметалічному з'єднанні NdFeB: сплаві неодиму, заліза та бору. З них неодим є рідкісноземельним елементом, що видобувається з мінералу моназиту. Величезний інтерес, які викликали ці постійні магніти, виникає тому, що вперше було отримано новий магнітний матеріал, який не тільки сильніший, ніж у попереднього покоління, але є більш економічним. Він складається в основному із заліза, яке набагато дешевше, ніж кобальт, і з неодиму, що є одним із найпоширеніших рідкісноземельних матеріалів, запаси якого на Землі більше, ніж свинцю. У основних рідкісноземельних мінералах моназиті і бастанезиті міститься в п'ять-десять разів більше неодиму, ніж самарія.

Другий дослід – впевнитись в тому, що феромагнетики притягуються до магніту. Зробити це також просто, піднісши магніт до виробів з заліза, нержавіючої сталі деяких сортів, виробів з магнітом’якого заліза, вироби з фериту.

Третій дослід – впевнитись в тому, що магніт діє через скло, воду – витягнувши швейну голку з склянки з водою, піднісши магніт до склянки.

Для дослідів використовувались магніти від гучномовців, показані на фото 1. Тороїдальний магніт має зверху один полюс, а знизу протилежний і як показує експеримент не в змозі утримувати залізні предмети з великою масою, а такий же тороїдальний магніт з магнітопроводом має з однієї сторони обидва полюси і легко утримує предмети з великою масою. На фото 2 показано, що така магнітна «система» легко утримує праску з масою 2239 гр (були колись в 1970 роках такі важкі праски).