Magnet: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Resümee puudub |
Resümee puudub |
||
1. rida:
{{See artikkel| räägib füüsika mõistest; saate kohta vaata artiklit [[Magnet (saade)]]}}
{{toimeta}}
[[
[[file:Solenoid Rotated.svg|thumb|[[Solenoid]]i magnetvälja jõujooned.]]
'''Magnet'''iks nimetatakse materjali, mis on võimeline tekitama enda ümber magnetvälja. Magnetväli pole nähtav, vaid seda iseloomustab omadus mõjutada teisi magnetilisi materjale jõuga, näiteks teist magnetit tõmbe- või tõukejõuga.
62. rida ⟶ 64. rida:
== Rakendused ==
[[file:Hard disk.jpg|thumb|[[
[[file:Magnetic separator hg.jpg|thumb|left|
* Magneetiline infosalvestus: [[VHS]] kassettides on pool magnetlindiga. Informatsioon (video ja heli) kodeeritakse
* [[Krediitkaart]]id, [[deebatkaart]]id ja muud pääsukaardid: Kõigil neil on magnetiline riba kaarti tagaküljel. Sellese magnetilisse ribasse on kodeeritud institutsiooni ja isiku spetsiifiline info, mis lubab kasutada seda nii
* Praeguseks küll üsna haruldaseks muutunud [[kineskoop ekraan]]ides kasutati magneteid, et kalludata elektrone ja seeläbi punkt-punkt haaval ekraanile joonistada õige pilt. Tänapäevased [[LCD]] ja [[
* [[Kõlar]]ites ja [[mikrofon]]ides kasutatakse magnetilist induktsiooni, et kas vastavalt muuta voolu muutus mehaaniliseks liikumiseks või mehaaniline liikumine elektrisignaaliks. Kõlari puhul on elektromagneti mähis keritud ümber ferromagneetilise materjali, mille külge on kinnitatud valjuhääldi koonus/membraan. Kui mähist läbib vool, siis ferromagneetikule mõjub jõud ning muutuva voolu korral jälgib koonuse liikumine voolu muutusi. [[Dünaamiline mikrofon]] kasutab sisuliselt sama meetodid, kuid nüüd pannakse membraan liikuma helilainete mõjul. Liikuv magnet tekitab mähises voolu ning selle muutuseid registreerides on võimalik registreerida ka membraani asend sõltuvalt ajast.
* [[Elektrikitarr]] kasutab magnetilist vastuvõtjat, et registreerida pillikeelte võnkumist. Elektrikitarri puhul registreeritakse keelte võnkumised otseselt, mitte ei registreerita tekitatud heli eelmises punktis kirjeldatud mikrofoniga. Elektrikitarris kasutatakse [[helipea|helipäid]], et registreerida
* [[Elektrimootor]] ja [[elektrigeneraator]] on kindlasti väga kõrge praktilise rakendusega magnetismi rakendused. Elektrimootorid kasutavad ära tõsiasja, et vooluga juhtmele mõjub magnetväljas elektrijõud. Generaator töötab vastupidisel efektil. Kui juhtiv kontuur liigub magnetväljas, siis selles genereeritakse elektrivool. Seega muudab generaator mehaanilise energia elektrienergiaks.
* [[Meditsiin]]: Näiteks kasutatakse [[magnetresonants tomograafia]]t, et saada pilt inimese organismist. See põhineb asjaolul, et looduslikes kudedes on väga palju prootoneid,
* Erinevate asjade kinnitamiseks ja fikseerimiseks. Näiteks külmkapi magnetiga saab fikseerida märkmeid või magnetjalaga saab paigutada optilisi elemente õigesse kohta optilisel laual.
* [[Kompass]] on sisuliselt väike magnetnõel, mis on kompassi korpuses võimalikult hästi tasakaalustatud ja liigub võimalikult hõõrdevabalt. Põhineb nähtusel, et magnetnõela põhjapoolus pöördub alati maa geograafilise põhjapooluse poole, kus asub maa magnetvälja lõunapoolus.
80. rida ⟶ 82. rida:
* Metallide töötlemisel. Näiteks on võimalik eraldada sulamist ferromagneetikuid teistest metallidest.
* Magnetrong. Uut tüüpi rongirööpad, kus kasutatakse magneteid, et vähendada hõõrdumist rongi liikumisel. Lisaks on võimalik rong magnetite jõul liikuma panna.
== Turvalisus ==
Kuna inimkudedel on üsna madal [[suhteline magnetiline läbitavus]], siis on staatilised magnetväljad inimesele üsna ohutud. Pole teade ühtegi dokumenteeritud juhtu, kus staatiline magnetväli oleks tekitanud või kaasa aidanud terviserikke tekkimisele. Muutuva magnetväljaga (ehk [[elektromagnetkiirgus]]ega) on teine lugu, nimelt on leitud korrelatsioon elektromagnetkiirguse hulga ja vähki haigestumise riski vahel kasutades statistilisi meetodeid. On selge, et alates teatud intensiivsusest on kindlasti elektromagnetkiirgus ohtlik, näiteks [[laser]]kiir.
Juhul kui kehasse on sattunud ferromagneetik, siis on kindlasti oht suurem. <ref>{{cite journal |author= Schenck JF |title= Safety of strong, static magnetic fields |journal= J Magn Reson Imaging |volume=12 |issue=1 |pages=2–19 |year=2000 |pmid=10931560 |doi=10.1002/1522-2586(200007)12:1<2::AID-JMRI2>3.0.CO;2-V}}</ref>
Inimestele, kellel on [[südame stimulaator]], on ohutusnõuded palju karmimad. Nimelt on võimalus, et tugevad magnetväljad võivad häirida südame stimulaatori tööd ja seeläbi häirida ka südame tööd. Seetõttu pole lubatud ka südamestimulaatoriga inimestel käia [[magnetresonants tomograafia]]s, kuna see uurimismeetod põhineb tugeva magnetiga prootonite spinnide orienteerimisel.
Kuna magnetid on ka mänguasjades levinud, siis on teada ka juhud, kus laps on alla neelanud mõned magnetid. Kindlasti ohtlik on olukord siis, kui alla on neelatud rohkem kui üks magnet, kuna siis magnetid võivad õnnetult üksteise vastu tõmbuda ja vigastades seeläbi kas soolte seinu või muid sisemisi organeid. Teada on ka üks surmajuhtum. <ref>{{cite journal |author= Oestreich AE |title=Worldwide survey of damage from swallowing multiple magnets |journal=Pediatr Radiol |volume= 39|issue= 2|page= 142|year=2008 |pmid=19020871 |doi=10.1007/s00247-008-1059-7 |url=}}</ref>
== Ferromagneetikute magneetumine ==
[[Ferromagneetik]]uid on võimalik magnetiseerida näiteks kolmel järgneval viisil:
* Kuumutades objekti üle [[Curie temperatuur]]i, seejärel rakendada objektile väline magnetväli ning seejärel lasta objektil jahtuda toatemperatuurini. See meetod on üsna efektiivne ning on sarnane meetodiga, mida kasutatakse tööstuses püsimagnetite valmistamiseks.
* "Kõvad" ferromagneetikud on võimelised säilitama osa magnetväljast ka pärast välise magnetvälja eemaldamist. Eksperiment on näidanud, et kui objekti [[vibratsioon|vibreerida]], siis on jääkväli suurem.
* Püsimagnetiga objekti perioodiline mõjutamine ehk olemasoleva magneti perioodiline samasuunaline liigutamine objekti ühest otsast teise ja tagasi.
== Ferromegneetikute demagneetimine ==
[[Ferromagneetik]]ute demagneetimise all mõeldakse objektiga seotud magnetvälja suuruse vähendamist või kaotamist. Demagneetida on võimalik:
* Kuumutades objekti üle [[Cuire temperatuur]]i ning seejärel lasta teha [[soojusliikumine|soojusliikumisel]] oma töö, see tähendab, et soojusliikumine hävitab [[magnet domeen]]ide eelistatud orientatsiooni ning see demagneetiseerib objekti täielikult.
* Paigutada objekt väga tugevasse magnetvälja nii, et objekt magneetub ümber. Kui nüüd objekt järsult eemaldada või kahandades magnetvälja sujuvalt nullini on võimalik objekt demagnetiseerida. Seda meetodit kasutatakse tihti kommertsiaalsetes seadmetes, et demagnetiseerida tööriistu või kustutada informatsiooni [[magnetkaart]]idelt või -lintidelt.
* Tugeva vastupidise välja rakendamine objektile.
* Tugevad mehaanilised mõjutused nagu haamriga tagumine. On näidatud, et see võib muuta [[magnet domeen]]ide orientatsiooni.
== Püsimagnetite tüübid ==
[[file:Ceramic magnets.jpg|thumb|[[Püsimagnetid]]]
=== Metallid ===
Paljudel ainetel on paadumata spinnidega elektrone ja põhiosa neist kuuluvad [[paramagneetik]]ute gruppi. Kui aga paadumata spinnid interakteeruvad omavahel niiviisi, et paardumatta spinnidel on üks orientatsioon eelistatuim kui teised, siis on tegu [[ferromagneetik]]uga. Sõltuvalt aine krristallstruktuurist on osad looduslikud ained magnetiliste omadustega ilma välise väljata ja magnetiseerimata. Näiteks erinevad [[maak|maagid]]. Näiteks [[raud|raua maak]], [[koobalt]], [[nikkel]] ja ka [[haruldased muldmetall]]id nagu [[gadolinium]]ja [[dysprosium]]. Selliseid naturaalseid magneteid kasutati ka esimestes eksperimentides ning oli kasutuses ka kompassides.
=== Sulamid ===
Keraamilised magnetid on valmistatud [[raud oksiid]]i pulbrist ja [[baarium]]/[[strontsium]] karbonaad keraamikast. Tänu materjalide ja meetodi madalale kulule on valmistatud magnetid hinnaklassilt üsna odavad ja lihtsasti masstootmises toodetavad. Keraamilised magnetid on korrosioonivabad ja õrnad, seega peab nendega ümber käima nagu tavalise keraamikaga.
[[Alnico]] magnetid on valmistatud segades [[alumiinium]]ii, [[nikkel|niklit]] ja [[koobalt|koobaltit]] [[rauaga]]. Lisaks võib sulamisse lisada ka väike hulk teisi elemente, et parandada sulamimagnetilisi omadusi. Alnico magnetid on korrosioonivabad ning tugevamad mehaanilistele mõjutustele kui keraamilised magnetid, kuid siiski nõrgemad kui metall magnetid. [[Alnico]] magnetid on tuntud järgnevate kaubamärkide all: ''Alni, Alcomax, Hycomax, Columax'', and ''Ticonal''.<ref>{{cite book | last=Brady | first = George Stuart | coauthors = Henry R. Clauser & John A. Vaccari | title = Materials Handbook: An Encyclopedia for Managers | publisher = McGraw-Hill Professional | year = 2002 | page = 577 | url = http://books.google.com/books?id=vIhvSQLhhMEC&pg=PA577 | isbn = 0-07-136076-X}}</ref>
[[Survevormitud]] magnetid on paljude magnetiliste pulbrite komposiit. Meetodi eeliseks on paindlikus magneti kuju suhtes, olenevalt täpsest koostisest võib survevormitud magnetid olla üpriski heade plastiliste omadustega. See lubab teha painduvaid magneteid, mida saab kasutada külmkapi peal, printerites ja paljudes kohtades mujal. Puuduseks on nõrgem magnetväli kui teiste meetodite puhul.
=== Haruldased muldmetallid ===
[[Pilt:The Effects of Magnetism.JPG|thumb|175px|right|Haruldaste muldmetallide magnetid]]
Haruldastel muldmetallidel on osaliselt täidetud f [[elektronkate]] (maksimaalselt 14 elektroni). Nende elektronide spinni on võimalik orienteerida, mistõttu tekib väga tugev magnetväli. Haruldaste muldmetallide kõrge hinna tõttu on ka nendest valmistatud magnetid kõrge hinnaga ning neid kasutatakse rakendustes, kus on hädasti vaja tugevaid magneteid ning nende kõrge hind pole takistuseks. Enim levinud haruldaste muldmetallide magnetid on [[samarium]]-[[koobalt]] ja [[neodüün]]-[[raud]]-[[boron]] magnetid.
=== Üksikmolekul magnet (ÜMM) ===
1990. aastatel avastati, et osad molekulid, mis sisaldaval paramagneetiliste metallide ioone on võimelised salvestama [[magnetmoment]]e väga madalal temperatuuril. Sellised magnetid on vägagi erinevad tavapärastest metallidest, mis on võimelised salvestama informatsiooni magnetdomeenidesse. ÜMMd on potentsiaalselt võimalik kasutada, et suurendada näiteks [[kõvaketas|kõvaketta]] informatsioonitihedust. Enamus ÜMMeid sisaldab [[mangaan]]i, kuid on võimalik [[vandaanium]]i, [[raud|raua]], [[nikkel|nikli]] ja [[koobalt||koobalti]] klastrid. Hiljuti on leitud ka kõrgemaid temperatuuridel töötavaid ÜMMeid.
=== Nano-struktuursed magnetid ===
Osad nanostruktuursed materjalid toetavad energia laineid, [[magnon]]eid, mis liituvad ühisesse nullseisu [[Bose-Einsteini kondensaat| Bose-Einstein kondensaadi]] moodi. <ref>{{cite web|title=Nanomagnets Bend The Rules |url=http://www.spacedaily.com/news/nanotech-05zm.html |accessdate=November 14, 2005}}</ref><!--{{cite web|title=Nanomagnets bend the rules |url=http://physorg.com/news3784.html |dateformat=mdy|accessdate=November 14 2005}}--><ref>{{cite journal |author8= E. Della Torre, L.H. Bennett, and R.E. Watson |year= 2005 |title= Extension of the Bloch T<sup>3/2</sup> Law to Magnetic Nanostructures: Bose-Einstein Condensation |journal= [[Physical Review Letters]] |volume= 94 |issue= 14|page = 147210|doi= 10.1103/PhysRevLett.94.147210 |author = Della Torre, E. |last2= Bennett |first2= L. |last3= Watson |first3= R. |bibcode=2005PhRvL..94n7210D}}</ref>
=== Hind ===
Hetkel kõige odavamad magnetid on keraamilised ja survevormitud magnetid, kuid nad on ka maagnetvälja tugevuselt nõrgimad. Kuid ka uued madala hinnaklassiga Mn-Al sulam magnetid on leiutatud ning need on ka väga levinud. Sellel on tugev magnetväli ja on vastupidav mehaanilistele mõjutustele. Neodüün-raud-boron magnetid on ühed tugevaimad, aga nende hind on ka kõrgeim. Kuid siiski tasuvad need osades rakendustes ennast ära tänu oma ruumala ja magnetvälja tugevuse heale suhtele. <ref>[http://www.magnetsales.com/Design/FAQs_frames/FAQs_3.htm#howrated Frequently Asked Questions]. Magnet sales. Retrieved on 2011-10-08.</ref>
=== Temperatuur ===
Temperatuuri sõltuvus oleneb tugevasti magneti liigist, kuid kui ükskõik mis magnetit kuumutada üle antud materjali [[Curie temperatuur]]i, siis kaob selle magnetväli. Tihti on võimalik magnet uuesti magnetiseerida.
Osad magnetid muutuvad kõrgetel temperatuuridel hapraks ja võivad laguneda.
Kõige kõrgeimaid temperatuure taluvad alnico magnetid (810 K), ferriit (570 K) ja SmCo (550 K). Muidugi sõltub temperatuuritaluvus konkreetsest magneti koostisest.
| |||