Магнитни Сили

Знаете ли, че някои тела имат свойството да привличат железни предмети. Такива тела ние наричаме магнити. Магнити има навсякъде около нас, но ние обикновено не ги забелязваме. Най-лесният начин да се снабдите със силен магнит е като разглобите стар, повреден високоговорител или слушалки.

Магнит наричаме тяло, което привлича железни предмети.

"Любящ камък" - това е поетичното название, което са дали китайците на естествения магнит. Любящият камък (тшу-ши), казват китайците, притегля желязото както нежната майка притегля своите деца. Забележително е че у французите, народ, живеещ на противоположния край на материка, срещаме подобно название за магнита: френската дума "aimant" означава и "магнит" и "любящ".

"Любовната" сила на естествените магнити е незначителна и затова доста наивно звучи гръцкото название на магнита - "херкулесов камък".

Опит:

Неободими са: железни стружки (железни карфици или кламери), магнит.

  1. Изсипете върху лист хартия малко железни стружки, карфици или кламери (внимание! кламерите трябва да са железни, а не пластмасови).
  2. Приближете към тях магнит.
  3. Изведнъж стружките оживяват, устремяват се към магнита и се прилепват към него така здраво че е необходимо доста сила за да бъдат отстранени.

Силите, чрез който магнитите привличат железни предмети се наричат магнитни сили.

Магнитите обикновено се правят от железни сплави, тъй като те съхраняват магнитните си свойства дълго време. Такива магнити се наричат постоянни магнити.

Опит:

Необходими са: игла, магнит, малко стириопор, чаша с вода.

Вземете иглата и движете по дължината и магнита. Постепенно иглата започва да придобива магнитни свойства и се превръща в магнит. Това е един от начинити да се направи постоянен магнит - чрез намагнитване на железни предмети.

От стириопора изрежете плосък ди ск с големината на монета от 10 стотинки. Внимателно прекарайте иглата през средата на диска, както е показано на фигурата. Поставете диска заедно с иглата в чашата с вода и се отдръпнете. Дискът се завърта така че иглата сочи с единия си край севрния полюс, а с другия край южния полюс на Земята.

Ето че вече имате компас, с който винаги да намирате пътя към дома.

----------

Moже ли да се "развали" постоянен магнит?

По-силнен магнит може до известна степен да промени ориентацията на по-слаб магнит.

Много различни вещества могат да бъдат превърнати в постоянни магнити. За всички тези материали, обаче, съществува критична температура, наречена точка на Кюри. При тази и по-висока температура, молекулите на веществото, които представляват миниатюрни магнитчета и са така подредени, че да се получи големият магнит, се движат твърде бързо в различни посоки, за да може материалът да запази необходимата за прояват на магнитни свойства подреденост на молекулите.

По този начин, когато вече не желаете иглата на направения от вас компас да продължава да бъде магнит, просто я поставете за кратко върху нагорещената печка.

Всеки пръчковиден магнит, който може да се върти свободно (като този в нашия компас) се ориентира по посока полюсите на Земята (север-юг). С многобройни опити е установено, че винаги един и същи край на магнита се ориентира към определен полюс на Земята. Този край на магнита, който се насочва към северния полюс на Земята ние наричаме северен полюс на магнита и го отбелязваме с буквата N (от английската дума north - север), а другият край на магнита е неговият южен полюс, който отбелязваме с буквата S (south - юг). Полюсите на лабораторните магнити обикновено се оцветяват в два цвята - син за северния полюс и червен за южния полюс.

Магнитите с различни геометрични форми:
а) пръчковиден магнит, б) подковообразен магнит, в) магнитна стрелка

Не е правилно да се мисли, че магнитът действа само върху желязо. Има редица други тела, които също изпитват върху себе си действието на силния магнит, макар и не в такава степен като желязото. Металите никел, кобалт, манган, платина, злато, сребро, алуминий в слаба степен се привличат от магнит. Забележителни са и свойствата на така наречените диамагнитни тела, например цинк, олово, бисмут: тези тела се отблъскват от силен магнит.

Свойства на магнитните сили

Ако вземете два пръчковидни магнита и ги поставите близо един до друг, така че северният полюс на единия да е ориентиран към южния полюс на другия и ги пуснете, то двата магнита се привличат и вследствие на това привличане те се приближават един към друг докато двата им полюса се прилепят плътно. Когато обаче ги поставите така че да са ориентирани с едноименни полюси, например северният полюс на единия магнит е насочен към северния полюс на другия, то двата магнита се отблъскват и вследствие на това отблъскване те се отдалечават.

Взаимодействие на магнити:
а) разноименните полюси се привличат; б) и в) едноименните полюси (южен-южен и северен-северен) се отблъскват.

Едноимените магнитни полюси се отблъскват, а разноимените се привличат.

Не всички планети имат магнитни свойства. От планетите на Слънчевата система, освен Земята, само Юпитер и Сатурн притежават магнитно поле (магнитосфера).

Магнитното поле на Юпитер е толкова силно, че отклонява кометите встрани от Земята).

Земята действа на магнитите така, сякаш в нея е скрит един гигатнски пръчкиовиден магнит, чиито полюси се намират близо до нейните географски полюси. Това прави възможно използването на компаса. За да работи правилно компасът, той трябва да се постави на разстояние от предмети с магнитни свойства, например железни предмети. Това означава че в съвременните постройки, в които широко се използват железни конструкции компасът няма работи вярно.

Ако вземете един магнит и го разрежете на две части и ги изследвате, ще установите че всяка от тях е магнит с два полюса. Колкото и малка да е частта, тя отново е магнит и има два полюса. Това илюстрира важното свойство, че

няма тяло само с един магнитен полюс.

Ако вземете два магнита и ги поставите близо един до друг като се приближават или отдалечават един от друг в зависимост от това как ще ги ориентирате един спрямо друг. Ако обаче ги поставите на по-голямо разстояние това взаимодествие става все по-слабо. Правим извода че:

С увеличаване на разстоянието между полюсите магнитните сили намаляват.

Опит:

Необходими са: гвоздей, дълъг изолиран проводник, пръчковиден магнит, няколко кламера.

  1. Навийте върху гвоздея изолиран проводник като оставите двата края на проводника да стърчат.
  2. Включете двата края на проводника към батерийка за джобно фенерче.
  3. Приближете към гвоздея няколко кламера. Ще установите че те биват привлечени към гвоздея.
  4. Изследвайте взаимодействието на гвоздея с постоянен магнит и ще установите че той има два полюса.
  5. Изключете батерийката. Магнитните свойства на гвоздея изчезват.

Можем да направим извода че нашето устройство притежава магнитни свойства, т.е. то е магнит. Такива устройства се наричат електромагнити. Те съществуват благодарение на магнитното действие на електричния ток. С прекъсване на тока те изчезват. Електромагнитите имат предимството, че тяхната сила може да се регулира. Колкото е по-силен електричния ток, толкова по голяма е силата на магнита и обратно.

----------

Магнитните сили в ежедневието

Магнитните сили помагат на прелетните птици да се орентират къде се намират по време на дългия си полет към топлите страни и обратно.

Магнитните сили са навсякаде около нас. Постояни магнити се срещат във високоговорители, слушалките на дискмена и mp3-плеъра, за направа на магнитни брави и други. Огромен брой миниатюрни магнитчета има върху лентите за касетофони и видео, върху компютърните дискове и дискети, в памета на компютрите. С тяхна помощ се записват звуци и образи, числа.


През 1975 г. Ричард Блекмор (да не се бърка с прочутият член на групата The Deep Purple!) забелязва че някои от бактериите, които той наблюдавал винаги се премествали към една и съща страна на предметното стъкло на микроскопа. Когато той държал магнит близо до предметното стъкло, бактерията се премествала към северния полюс на магнита. Тези бактерии се придвижват по този начин, тъй като съдържат малки стоманени магнитни частици. Всяка от тези частици е магнит със северен и южен полюс. Бактерията подрежда малките си магнитчета в редица, така че да се получи един дълъг магнит. Те използват магнитчетата като компас, за да се насочват по земното геомагнитно поле.

Чрез този компас бактерията се ориентира къде във водното пространство е горе и къде - долу и така може да се насочва към по-големите дълбочини, където съдържанието на кислород е по-слабо. (Magnetic Microbes)

Магнитните сили намират разнобразно приложение в медицината. С помоща на магнит се отстраняват железни стружки, попаднали в окото. Магнитните сили ускоряват заздравяването на счупени кости. Ето защо понякога например около счупена ръка се навива примерно проводник, по който се пропуска ток. Някой хора носят магнитни гривни, защото вярват че те намаляват високото кръвно и помагат за контролиране на теглото.

Електромагнитите също имат широко приложение. В промишлеността се използват електромагнитни кранове за пренасяне на железни отпадъци и тежки железни предмети. Електромагнитът е важна част на електромоторите, генераторите на електричен ток, електромагнитните релета, електрически брави (например централното заключване на автомобила или входната врата на жилищната кооперация) и т.н. В медицината се използват електромагнитни вентили, управлявани от електронни устройства, които се използват за точно дозиране на лекарства и др.

Магнитните сили помагат и за намирането на големи находища от железни руди. В близост до такива находища се наблюдава така наречената "магнитна аномалия" което значи че стрелката на компаса се отклонява от направлението север - юг.

Резюме

  1. Магнит наричаме тяло, което привлича железни предмети.
  2. Силите, чрез които магнитите привличат железни предмети се наричат магнитни сили.
  3. Използваме постоянни магнити и електромагнити.
  4. Магнитите имат два полюса - северен и южен.
  5. Няма тяло с един магнитен полюс.
  6. Разноименните магнитни полюси се привличат, а разноименните се отблъскват.
  7. Магнитните сили намаляват с увеличаване на разстоянието.

За любознателните

За жадните за знание приятели предлагаме допълнителни материали. Можете да научите повече за исторяита на компаса и магнитното поле на Земята. Интерес представляват две предложения за вечен двигател: вечен двигател на Д. Уилкенс и електромагнитен вечен двигател, които използват магнитни сили.


Начало