Průzkum magnetů: Pochopení jejich rozmanitosti a vlastností

Magnety nás obklopují a využívají se v mnoha různých aplikacích a technologiích. Tento článek se zaměřuje na základy magnetismu, včetně různých typů a jejich účinků.

Koncept magnetu

Magnét je předmět, který vyvolává magnetické pole a přitahuje další magnety. Existují dva hlavní způsoby, jak je klasifikovat: podle jejich složení nebo podle toho, jak snadno se dá proměnit v magnet (jeho magnetické vlastnosti). V jakémkoliv materiálu jsou malé magnety, které pocházejí od elektronů atomů, které se točí; někdy se tyto malé magnety takto zarovnají, že některé materiály působí dojmem jednoho velkého magneta namísto mnoha malých!

trvalé magnety

trvalémagnetyudržují svou magnetismus dlouhou dobu. Jsou vyrobeny z železa, niklu nebo kobaltu – nebo kombinací těchto kovů, jako jsou slitiny. Pravděpodobně jste viděli trvalé magnety v reproduktorech a motorech, ale mohou se také nacházet jinde, například ve dveřích ledničky, které se přichytávají díky magnetickému pruhu na vnitřní hraně. Reproduktor funguje tak, že proud elektrický proud protéká dráty omotanými kolem něj; toto vytváří magnetická pole, která interagují s poli vytvořenými další částí nazývanou hlasový válec – když tyto dva sady přitahují nebo odpudivají jeden druhého, vznikají zvukové vlny! Motor používá jak trvalé magnety, tak elektromagnety k vytvoření točivé síly, která dělá věci točí.

elektromagnet

Elektromagnet funguje pouze tehdy, když proud teče skrz něj. Čím více vití drátu máte kolem vašeho elektromagnetu, tím silnější bude jeho tah – ale pokud přečerpáte průtok proudem, pak už vůbec žádný nezbude! Elektromagnety se používají v mnoha elektrických věcech, jako jsou motory a generátory, protože je lze rychle zapínat nebo vypínat podle toho, co chcete, aby dělaly. Například: v elektromotoru se rotor točí, protože je obklopen soustoje, které se stávají magnetickými, když jsou nabité; zatímco v generátoru je tento proces obrácen, čímž dochází ke zvyšování úrovně energie.

Dočasný magnet

Dočasný magnet je materiál, který se stane magnetickým v blízkosti jiného magnetu, ale ztrácí svou magnetismus, když je odebrán z pole. Některé příklady jsou měkké železo a ocel; tyto materiály se používají v hlavách a senzorech magnetických úložných zařízení, jako jsou pásky. Pásky používají dočasné magnety k nahrávání a čtení informací, zatímco senzory detekují změny magnetických polí pomocí dočasných magnetů.

Magnety tříděné podle tvaru

Existuje mnoho různých tvarů magnetů – tyčovité, podkovovité nebo disky mají všechny své vlastní speciální vlastnosti, které je dělají užitečnými pro různé věci. Například: kompas potřebuje silná magnetická pole, takže obvykle používá podkovovitý namísto tyčovitého. Tyče jsou dobré pro výuku, protože jsou jednoduché k pochopení a snadné k obsluze.

Aplikace magnetů

Magnety se používají v mnoha různých věcech a v mnoha různých oblastech! Dokážou převádět elektřinu na mechanickou energii (motory) nebo naopak (generátory). V medicínské diagnostice používají MRI skenery silné magnetické pole spolu s rádiovými vlnami a počítači k vytváření podrobných obrázků uvnitř těla – je to jako fotografování neviditelným světlem! Magnety také mají široké uplatnění v úložišti dat, komunikačních technologiích, ochraně životního prostředí atd.

Průlomy v magnetické technologii jsou neustálé a toto přineslo řadu inovací v různých oborech; například pokrok v materiálové vědě a také v metodách výroby mohou vést k výrobě silnějších magnétů, které lze použít v obnovitelné produkci energie, jako jsou větrné turbiny, nebo v kvantovém počítání mezi dalšími. Navíc díky pokroku umělé inteligence a nanotechnologie je očekáván realizace ještě více mezioborových aplikací prostřednictvím magnetické technologie, jako jsou inteligentní systémy magnetického plavby nebo nanomagnetické materiály.

Žádná slova nedokážou dostatečně popsat, jak důležité jsou magnety v naší společnosti dnes; používají se od elektrických motorů až po zařízení pro lékařské vyšetřování. Tento článek má rozšířit vaše znalosti o různých typech nebo kategoriích magnetů a jejich použití, aby příště, kdy na jeden narazíte, si udělali čas a pečlivě ho prozkoumali. Doufáme v další rozvoj a objevy v oblasti magnetických technologií v budoucnu.