Magnet: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud 25 283 baiti ,  5 aasta eest
resümee puudub
P (Koondasin skripti abil viited)
Resümee puudub
'''Magnet''' on [[keha]] või [[toode]], mis loob enda ümber [[magnetväli|magnetvälja]]. Magnetväli pole nähtav ega otseselt tajutav, vaid seda iseloomustab omadus mõjutada teisi magnetilisi kehasid ja liikuvaid laetud osakesi tõmbe- või tõukejõuga.
{{keeletoimeta}}
Magneti omadustega on [[ferromagnetism|ferromagnetilisest]] materjalist − ferromagneetikust − kehad, samuti mõned taevakehad ([[Maa]], [[Päike]]) ja [[elementaarosakesed|elementaarsed]] liitosakesed]], millel on [[magnetiline moment]].
[[Pilt:MagnetEZ.jpg|pisi|Hobuseraua kujuline magnet.]]
[[Pilt:Solenoid Rotated.svg|pisi|[[Solenoid]]i magnetvälja jõujooned.]]
'''Magnet'''iks nimetatakse [[materjal]]i, mida iseloomustab teda ümbritsev [[magnetväli]]. Magnetväli pole nähtav ega otseselt tajutav, vaid seda iseloomustab omadus mõjutada teisi magnetilisi materjale ja liikuvaid laetud osakesi jõuga, näiteks teist magnetit tõmbe- või tõukejõuga.
 
Ferromagneetikud saab jaotada pehmeteks ja kõvadeks magnetmaterjalideks. Pehme ferromagneetiku üheks näiteks on [[lõõmutatud]] [[raud]], mida iseloomustab võimalus magneetuda välise magnetvälja toimel, kuid magnetväli säilib välise magnetvälja kadumisel ainult lühikest aega. Seevastu kõvad magnetmaterjalid säilitavad magnetvälja ka pärast välise ergutuse kadumist.
Üks levinuimaks magnetilise materjali näiteks on '''püsimagnet'''. [[Püsimagnet]]is tekitab magnetvälja aine omadus [[magnetiseerimine|magnetiseeruda]]. Lihtne näide igapäevasest elust on külmkapimagnet, mida saab kasutada, et hoida märkmeid rauast ([[ferromagneetik]]) ukse küljes. [[Ferromagnet]]iks nimetatakse materjale, mis on võimelised [[magneetuma]] välise magnetvälja toimel. Ferromagnetite levinuimaks näideteks on [[nikkel]], [[koobalt]] ja juba mainitud [[raud]]. Ferromagnetilised materjalid on ainukesed, mis on võimelised välise magnetvälja toimel piisavalt magneetuma, nii et tekivad märgatavad jõud, seega on kõik üldlevinud magnetid ferromagneetikud. Kõik teised materjalid tõmbuvad ja tõukuvad teiste magnetitega väga nõrgalt, see tähendab, et need ained magnetiseeruvad välise magnetvälja toimel nõrgalt.
 
Magnetite peamised liigid on [[püsimagnet]] ja [[elektromagnet]]. Püsimagnet on püsivalt magneetunud ka siis, kui puudub teda mõjutav väline magnetväli. Elektromagnet tekitab magnetvälja ainult siis, kui tema [[mähis]]t läbib [[elektrivool]].
[[Ferromagneetik]]ud saab jaotada kaheks: "pehmed" ja "kõvad". "Pehme" ferromagneetiku üheks näiteks on [[lõõmutatud]] [[raud]], mida iseloomustab võimalus magneetuda välise magnetvälja toimel, kuid magnetvälja lühike eluiga välise magnetvälja kadumisel. See tähendab, et materjal omab magnetvälja ainult välise välja olemasolul. "Kõvad" [[ferromagneetik]]ud on vastandid "pehmetele" ning neid iseloomustab omadus säilitada magnetväli ka pärast välise ergutuse kadumist. Eelnevalt mainitud [[püsimagnet]]id on loomulikult valmistatud "kõvadest" ferromagneetikutest nagu näiteks mitmed [[raua]] [[sulam]]id, mida on valmistamisel töödeldud väga tugeva [[magnetväljaga, magnetväli]], muutes nende sisemist struktuuri niiviisi, et need magneetuksid ja [[demagneetumine]] toimuks võimalikult aeglaselt. Püsimagnetite demagnetiseerimiseks on vaja sellele rakendada magnetvälja, mis ületab selle materjali [[koertsitiivsuslävi|koertsitiivsusläve]], mis on "pehmetel" ferromagneetikutel loomulikult madalam kui "kõvadel".
 
[[Püsimagnet]]i tuntud näide on külmkapimagnet, et hoida märkmeid [[ferromagneetik]]ust (terasplekist) ukse küljes. Püsimagnet]]id on loomulikult valmistatud kõvadest ferromagneetikutest, nagu näiteks mitmed [[raua]] [[sulam]]id, mida on valmistamisel töödeldud väga tugeva [[magnetväljaga. Püsimagneti demagneetimiseks on vaja sellele rakendada magnetväli, mis tugevuselt ületab selle materjali [[koertsitiivsus]]läve.
Lisaks [[püsimagnet]]itele on võimalik tekitada magnetvälja ka [[elektromagnet]]itega, mis kujutab endast traadist keritud mähist, mida läbib [[elektrivool]]. Üldiselt tekitab elektromagnet magnetvälja ainult siis kui mähist läbib vool, seeläbi on võimalik elektromagneteid kasutada näiteks seadmete automatiseerimiseks. Tihti on elektromagneti [[mähis]] keritud ümber "pehme" ferromagneetiku, mis võimaldab oluliselt võimendada genereeritud magnetvälja.
 
Lisaks püsimagnetile on võimalik tekitada magnetvälja ka [[elektromagnet]]iga, mis kujutab endast isoleeritud traadist keritud mähist, mida läbib [[elektrivool]]. Magnetvälja tugevdamiseks on elektromagnetitel pehmest ferromagneetikust südamik.
Magneti tugevust on võimalik iseloomustada kas tema [[magnetmoment|magnetmomendiga]] või kogu [[magnetvoog]]a, mida magnet tekitab. Magnetmaterjali lokaalseks iseloomustamiseks kasutatakse [[magneetumine|magneetumise]] mõistet.
 
== Ajalugu ==
Magnetnähtustega puutusid inimesed kõigepealt kokku rauamaagi tükke uurides. Pandi tähele, et teised väikesed rauaosakesed "kleepuvad" rauamaagi tükkide külge. Sõna magnet tuleneb [[kreeka]] keele sõnadest ''líthos magnes'' ’Magnesia kivi’ ning on seotud piirkonna nimega Magnesia ad Sipylum (Väike-Aasias), kust leiti niisuguseid kivikesi.
Inimkond puutus esimest korda magnetnähtustega kokku rauamaagist "kivikesi" (inglise keeles lodestone) uurides. Praeguseks on teada, et need pole midagi muud kui looduslikud magnetid, millel on omadus magnetiseerida ferromagneteid nagu näiteks rauapuru. Seda nähtust pandigi tähele, et miskipärast väikesed rauaosakesed "kleepuvad" rauamaagist "kivikeste" külge. Sõna magnet tuleneb [[kreeka]] keelest ning on seotud piirkonna nimega, kust avastati rauamaagist magneetunud "kivikesed". Varaseim teadaolev magnetnähtuste kirjeldus pärineb [[Kreeka]]st, [[India]]st ja [[Hiina]]st üle 2500 aasta tagasi. <ref name="bNNBW" /><ref name="fXChy" /><ref name="J1amy" /> Rauamaagist "kivikeste" ja nende omadustest kirjutas [[Pliny the Elder]] oma entsüklopeedias ''[[Naturalis Historia]]''. <ref name="zpJ6R" />
 
Varaseim teada olev magnetnähtuste kirjeldused pärinevad [[Kreeka]]st, [[India]]st ja [[Hiina]]st üle 2500 aasta tagasi. <ref name="bNNBW" /><ref name="fXChy" /><ref name="J1amy" /> Rauamaagist kivikeste omadustest kirjutas [[Pliny the Elder]] oma entsüklopeedias ''[[Naturalis Historia]]''. <ref name="zpJ6R" />
Juba 12. Ja 13. sajandil kasutati magnetmeterjale [[kompass]]ina nii [[Hiina]]s, [[Euroopa]]s kui ka mujal.<ref name="S1IkN" />
 
Magnetmaterjale hakati kõigepealt praktiliselt kasutama 12. ja 13. sajandil [[kompass]]ides.
== Magnetismi füüsikaline teooria ==
{{Vaata|Magnetism}}
=== Magnetväli ===
[[file:Magnet0873.png|thumb|Pulkmagneti magnetvälja järgi orienteerunud metallipuru]]
[[magnetväli|Magnetvälja]] iseloomustatakse matemaatiliselt [[magnetiline induktsioon|magnetilise induktsiooniga]], mida tavaliselt tähistataks sümboliga '''B'''. Magnetiline induktsioon on [[vektorväli]], see tähendab, et igas ruumipunktis on magnetiline induktsioon määratud kas kolme Cartesiuse komponendiga või siis näiteks vektori pikkuse ja selle suunaga. Magnetnõela puhul äärab magnetilise induktsiooni vektori suund magnetnõela orientatsiooni ning vektori pikkus jõu, millega magnetväli magnetnõela antud suunas orienteerib. Magnetilist induktsiooni [[SI]] ühikuks on [[tesla]].<ref name="2DlTX" />
 
== Ferromagneetikute magneetimine ja demagneetimine ==
Magnetiline induktsioon iseloomustab jõudu, millega magnetväli mõjutab liikuvat laengut. Seega on magnetiline induktsioon analoogne [[elektrivälja tugevus]]ega [[elektrostaatika]]s. Elektriväli tugevusega <math>\mathbf{E}</math> mõjutab laengut suurusega <math>q</math> jõuga <math>\mathbf{F} = q\mathbf{E}</math>. Sarnaselt mõjutab ka magnetiline induktsioon liikuvat laengut jõuga
Püsimagnetite tööstuslikuks valmistamiseks kuumutatakse ferromagneetikust objekti üle [[Curie temperatuur]]i, siis rakendatakse objektile tugev väline magnetväli ning seejärel lasta objektil jahtuda toatemperatuurini.
: <math>\mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}).</math>.
Teraseset on võimalik ka nõrgalt magneetida, kui püsimagnetit liigutada perioodiliselt ja samasuunaliselt eseme ühest otsast teise.
Seda valemit nimetatakse ka[[Lorentzi jõud| Lorentzi jõuks]]. Valemi esimene liige kirjeldab elektrivälja mõju ja teine liige magnetvälja mõju. Antud valemis tähistab <math>\mathbf{v}</math> laetud osakese kiirust ja &times; sümbol [[vektorkorrutis]]t.
 
[[Ferromagneetik]]ute demagneetimise all mõeldakse objekti magnetvälja nõrgendamist või kaotamist. Demagneetimiseks on mitmeid võimalusi.
=== Magnetmoment ===
* Kuumutada objekti üle [[Curie temperatuur]]i, et soojusliikumine hävitaks [[magnetiline domeen|magnetdomeenide]] eelisorientatsiooni ning see demagneedib objekti täielikult.
[[Magnetmoment]] (ehk [[magneti dipoolmoment]]) on [[vektor]], mis iseloomustab magnetit. Näiteks [[pulkmagnet]]il on magnetmoment suunatud magneti lõunapooluselt põhjapoolusele ja magnetmomendi vektori pikkus iseloomustab pooluste tugevust ning nende vahelist kaugust. <ref name="KEkjI" /> [[SI]] ühikutes on magnetmomendi ühikuks A•m<sup>2</sup> ja on defineeritud valemiga
* Paigutada objekt väga tugevasse magnetvälja nii, et objekt magneetub ümber. Kui nüüd kahandada magnetväli sujuvalt nullini, siis objekt demagneetub. Seda meetodit kasutatakse tihti tööriistade demagneetimiseks või info kustutamiseks magnetilistelt [[andmekandja]]telt.
: <math>\mathbf{m}=p\boldsymbol{\ell},</math>
* Tugevad mehaanilised mõjutused, nagu haamrilöögid, võivad muuta magnetdomeenide orientatsiooni.
kus ''p'' iseloomustab magnetiliste pooluste tugevust ja vektor '''ℓ''' nende vahelist kaugust.
 
Füüsikaliselt määrab magnetmoment ära jõu suuruse, millega väline magnetväli antud magnetit mõjutab. Seega mida suurem on magnetmoment, seda rohkem on antud magnet välisest magnetväljast mõjutatud. Lisaks tuleb tähele panna, et vastasmõju ulatus sõltub ainult magnetilisest momendist ja mitte pooluste tugevusest ja nende vahelisest kaugusest eraldi.
 
=== Magnetiline polarisatsioon ===
Klassikalises [[elektromagnetism]]is [[magnetiline polarisatsioon]] [[vektorväli]], mis näitab magnetdipoolide tihedust, mis on indutseeritud kas välise välja poolt või aine sisestruktuurist tulenevad. Magnetilise polarisatsiooni definitsioonvalemiks on
:<math>\mathbf{M}=\frac{N}{V}\mathbf{m}=n\mathbf{m},</math>
kus '''M''' tähistab magnetilist polarisatsiooni, '''m''' magnetmomenti, V ruumala ja ''N'' magnetmomentide arvu uuritavas piirkonnas. Suurust ''N/V'' tähistatakse tavaliselt ''n''-ga ning see iseloomustab magnetmomentide [[kontsentratsioon]]i. Magnetiseerumiste [[SI]] ühik on A/m. <ref name="fc2H7" />
 
Magnetiline polarisatsioonkirjeldab, kuidas aine reageerib välisele magnetväljale, seega on see sarnane elektrivälja polarisatsiooniga.
 
Hea [[pulkmagnet]]i magnetmoment on suurusjärgus 0,1&nbsp;A•m<sup>2</sup> ja ruumala näiteks 1&nbsp;cm<sup>3</sup> või 1×10<sup>−6</sup>&nbsp;m<sup>3</sup>, seega on keskmine magnetiline polarisatsioon võrdne 100,000&nbsp;A/m. Raua magnetiline polarisatsioon võib olla ka suurusjärgus miljon amprit meetri kohta, sellepärast ongi raud tihtilugu kasutuses elektromagnetites ja muudes rakendustes, kus on tähtis tugeva magnetvälja tekitamine.
 
=== Magnetvälja jõujooned===
[[Pilt:VFPt cylindrical magnet thumb.svg|pisi|Pulkmagneti jõujooned]]
Magnetvälja jõujoonte tekkimiseks on kaks põhilist mudelit: magnetpooluste ja atomaarsete voolude mudel.
Magnetiliste pooluste mudel jaotab magneti tinglikult põhja- (N) ja lõunapoolusteks (S). On selge, et tegelikult on tegemist lihtsalt lihtsustusega ning magnet tegelikult ei koosne selgesti eristatavatest lõuna- ja põhjapoolustest. Hea näide pooluste mudeli puudustest on see, et kui pulkmagnet murda keskelt pooleks, siis peaks saama antud teooria kohaselt kaks magnetit: üks on põhjapoolus ja teine on lõunapoolus. Tegelikkuses pole siiski võimalik niimoodi magneti pooluseid eraldada, vaid murdmise teel saab teha ühest magenetist kaks, millel mõlemal on nii põhja- kui ka lõunapoolus. Seda meetodit saab kasutada näiteks pulkmagneti magnetmomendi muutmiseks. Magnetvälja jõujooned lähtuvad alati magneti põhjapoolusest ja suubuvad magnetvälja lõunapoolusesse.
 
Aga kuidas tehakse vahet magneti lõuna- ja põhjapoolusel? Tõesti, see on pigem kokkuleppe küsimus. Kokkuleppeliselt on nimetatud magneti põhjapooluseks see, mis pöördub ma geograafilise [[põhjapoolus]]e poole, mis asub põhja Kanadas. Huvitav on teada, et kuna tõmbuvad just erinevad poolused, siis maa geograafilises põhjapoolusel asub hoopiski maa magnetvälja lõunapoolus. <ref name="fWkh7" /><ref name="OUqL3" /><ref name="m29am" /><ref name="Hyperphysics" /> Muidugi pole maa magnetväli ainuke võimalus, kuidas kindlaks teha magneti pooluseid. Piisab kui on kasutada proovimagnet, mille pooluste asukoht ja tüüp on teada. Kolmas võimalus oleks kasutata [[elektromagnet]]it, kus on voolu suuna ja [[parema käe reegel|parema käe reegli]] järgi kergesti võimalik määrata magnetvälja jõujoonte suund.
 
Teine mudel magnetvälja tekkimise seletamiseks on [[Ampere]] mudel, mis eeldab, et kõik aine magnetilised omadused on põhjustatud atomaarsetest ringvooludest aines. Nimelt väidab [[Ampere seadus]], et vooluga juhe tekitab enda ümber magnetvälja. Seega saab näiteks pulkmagneti magnetvälja seletada hoopiski ringvooludega ning pole vaja jagada magnetit poolusteks.
 
=== Magnetilised materjalid ===
Magnetiks nimetatakse üldjuhul sellist objekti, mis omab magnetvälja sõltumata välise magnetvälja olemasolust. Ainult kindlat tüüpi magnetmaterjalid saavad omada püsivat magnetvälja, aga enamus materjale tekitavad magnetvälja ainult välise magnetvälja mõjul. Magnetmaterjale saab jaotada nende omaduste järgi erinevatesse kategooriatesse. Materjalide magnetilised omadused sõltuvad selle sisestruktuurist, eriti elektronide konfiguratsioonist. Olenevalt aine reaktsioonist välisele magnetväljale on võimalik materjalid liigitada:
* [[Ferromagneetik| Ferromagneetikute]] gruppi kuuluvad materjalid, mille omadused on kõige sarnasemad laialt levinud magnetite moodi. Ferromagneetikute ja magnetite vahel tekib piisav jõud, et seda on kergesti tunda. Hea näide on, kuidas külmkapimagnet kinnitub rauast ferromagneetiku külge. Sellesse gruppi kuuluvad ka ainukesed ained, mis on võimelised magnetvälja säilitama pärast välise magnetvälja kadumist.
* [[Paramagneetik]]ute gruppi kuuluvad ained nagu [[plaatina]], [[alumiinium]] ja [[hapnik]] on väga nõrgalt tõmbuvad mõlema magnetpooluse poole. See tõmbejõud on sadu tuhandeid kordi nõrgem kui [[ferromagneetik]]ute puhul, seega on võimalik neid jõude registreerida ainult kasutades väga täpseid mõõteriistu või väga tugevat välist magnetvälja. Erinevalt ferromagneetikutest pole võimalik, et paramagneetik säilitaks oma magnetvälja pärast välise välja kadumist.
* [[Diamagneetik]]uid iseloomustab tõukejõud mõlema magnetpooluse poolt. Daimagneetikute näideteks on [[süsinik]], [[vask]], [[vesi]] ja [[plastik]]. Mõju tugevus on diamagneetikute puhul veel kordi väiksem kui paramegneetikute puhul. Kõik ained, mida ei sa liigitada ferromagneetikuteks või paramagneetikuteks liigitatakse enamasti diamagneetikuteks. Hoolimata väga väikesest interaktsioonist välise magnetvälja ja diamagneetikute vahel on siiski võimalik kasutades [[ülijuhtivaid magnet]]eid ja ülitäpseid mõõteriistu võimalik registreerida jõud välise magnetvälja ja objekti vahel. <ref name="juPew" />
 
Lisaks kolmele üles loetletud ainete jaotamise võimalusele eksisteerivad ka grupid nagu [[spinn klaas]], [[superparamagnetism]], [[superdiamagnetism]] ja [[metamagnetism]].
 
== Rakendused ==
[[file:Hard disk.jpg|thumb|[[Kõvaketas]]]]
[[file:Magnetic separator hg.jpg|thumb|left|Magnetiline mineraalide eristaja.]]
* Magnetiline infosalvestus: [[VHS]] kassettides on pool magnetlindiga. Informatsioon (video ja heli) kodeeritakse linti katvasse magnetkihti. Sarnasel meetodil töötavad ka [[helikasett|helikassetid]], arvuti [[flopp]] kettad ja [[kõvaketas|kõvakettad]]. <ref name="Mallinson" />
* [[Krediitkaart|Krediitkaard]]id, [[Deebetkaart|deebetkaardid]] 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 pangaautomaadis kui ka muudes teenustes. <ref name="ydKvS" />
* Praeguseks küll üsna haruldaseks muutunud [[kineskoop ekraan]]ides kasutati magneteid, et kalludata elektrone ja seeläbi punkt-punkt haaval ekraanile joonistada õige pilt. Tänapäevased [[Vedelkristallkuvar|LCD]] ja [[plasma]] televiisorid kasutavad küll juba teistsugust tehnoloogiat, aga endiselt on elektromagnetid elektronide kimbu suunamisel laialt levinud meetod, näiteks teaduses.
* [[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 ferromagnetilise 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 keelte võnkumine kasutades selles indutseeritud voolu.
* [[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, mille [[spinn]]i on võimalik magnetväljaga orienteerida ning raadiolainepulssidega ümber orienteerida.
* 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.
* [[Valveandur]]ina. Näiteks kasutatakse ukse ja aknamagneteid, et fikseerida, kas uks on avatud või mitte. Lisaks on võimalik elektromagnetitega näiteks tulekahju korral koridori uksed sulgeda, et piirata suitsu ja tule levikut.
* [[Teadus]]es on võimalik kasutada magneteid näiteks laetud osakeste manipuleerimiseks. Lisaks veel teaduslikud küsimused magnetite tööpõhimõtete ja kasutusvaldkondade uurimisel.
* [[Mänguasjad]]es on magnetid leidnud ka laialdast kasutust. Näiteks magnetkonstruktor, mis võimaldab lihtsa vaevaga paljudest magnetitest kokku panna erinevaid kujundeid.
* Kaelakeede ja käevõrude kinnitamiseks.
* Magnet kruvikeeraja võimaldab hoida enda küljes kruve, et oleks lihtsam näiteks elektrikilbis töid teha, kus lahtine kruvi võib vabalt lühise tekitada.
* 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 name="ey96K" />
 
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 name="fdwjU" />
 
== 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 paardumata spinnidega elektrone ja põhiosa neist kuuluvad [[paramagneetik]]ute gruppi. Kui aga paardumata spinnid interakteeruvad omavahel niiviisi, et paardumata 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 name="Hj3XS" />
 
[[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.
 
=== Lantanoidide magnetilised sulamid ===
[[Pilt:The Effects of Magnetism.JPG|thumb|175px|right|Lantanoidmagnetid]]
 
[[Lantanoidid]]el on osaliselt täidetud f-[[elektronkiht]] (maksimaalselt 14 elektroni). Nende elektronide spinni on võimalik orienteerida, mistõttu tekib väga tugev magnetväli. Lantanoidide kalliduse tõttu on ka nendest valmistatud magnetid kallid ning neid kasutatakse juhtudel, kui on hädasti vaja tugevaid magneteid ning nende kõrge hind pole takistuseks. Levinumad lantanoidmagnetid on [[samaarium]]-[[koobalt]]- ja [[neodüüm]]-[[raud]]-[[boor]]magnetid.
 
=== Üksikmolekul magnet (ÜMM) ===
1990. aastatel avastati, et osad molekulid, mis sisaldaval paramagnetiliste 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. Enamik ÜMM-e sisaldab [[mangaan]]i, kuid on võimalik [[vanaadium]]i, [[raud|raua]], [[nikkel|nikli]] ja [[koobalt|koobalti]] klastrid. Hiljuti on leitud ka kõrgematel temperatuuridel töötavaid ÜMM-e.
 
=== Hind ===
Hetkel kõige odavamad magnetid on keraamilised ja survevormitud magnetid, kuid nad on ka magnetvälja 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 name="XAK5G" />
 
=== 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 kõrgemaid temperatuure taluvad alnico magnetid (810 K), ferriit (570 K) ja SmCo (550 K). Muidugi sõltub temperatuuritaluvus konkreetse magneti koostisest.
 
== Elektromagnet ==
Kõige lihtsama [[elektromagnet]]i saab moodustada juhtmekeerdudest. Kui seda [[solenoid]]i läbib vool, siis tekitab see magnetvälja. Magnetvälja jõujooned on kontsentreeritud solenoidi sees ja väljaspool magnetit paiknevad sõltuvalt kaugusest järjest hõredamalt. Seega on solenoidi magnetvälja jõujooned väga sarnased [[pulkmagnet]]i jõujoontega. Magnetpooluste asukoht on võimalik määrata [[parema käe reegel|parema käe reegli]] järgi, mis seob omavahel voolu ja magnetjõujoonte suuna. Magnetväli solenoidis on proportsionaalne solenoidi keerdude arvuga, iga keeru ristlõikega ja keerde läbiva vooluga.
 
Kui juhe on keritud sellise materjali ümber, millele magnetilised omadused on nõrgad (näiteks paber), on tihti ka genereeritud magnetväli nõrk. Aga kui juhe kerida ferromagneetikust südamiku ümber (näiteks nael), siis on võimalik kogu magnetvälja tugevuses saavutada võit sadades kuni tuhandetes kordades.
 
Elektromagnetitel on rakendusi näiteks osakeste [[kiirendi]]tes, [[Elektrimootor|elektrimootorites]], vanarauakraanades, [[Magnetresonantstomograafia|magnetresonantstomograafias]] jne.
 
== Vaata ka ==
* [[Elektromagnet]]
* [[Pulkmagnet]]
* [[Earbshawi teoreem]]
* [[Elektromagnetväli]]
* [[Elektromagnetism]]
* [[Supermagnet]]
* [[Magnetiline induktsioon]]
* [[Lensi seadus]]
* [[Ampere seadus]]
* [[Neodüümmagnet]]
 
== Rakendusnäiteid ==
* [[Kompass]]inõel on väike püsimagnet, mis on kompassi korpuses tasakaalustatud ja liigub võimalikult hõõrdevabalt.
* Püsimagnetiga kruvikeeraja võimaldab hoida enda küljes kruvi, et hõlbustada montaažitööd.
* [[Mänguasjad]]es on magnetid leidnud kasutust näiteks magnetkonstruktoris, mis võimaldab lihtsa vaevaga koostada erinevaid tarindeid.
* Turvatehnikas kasutatakse ukse- ja aknamagneteid, et fikseerida, kas uks on avatud või mitte.
* [[Valjuhääldi]]tes kasutatakse tugevaid [[neodüüm]]ist püsimagneteid (vt [[Neodüümmagnet]]).
* Kõigis [[elektrimasin]]ates ([[elektrimootor]], [[elektrigeneraator]], [[trafo]]) on elektromagnetid (mähised ferromagnetilisel südamikul), mõnel masinatüübil ka püsimagnetid.
* [[Meditsiin]]is kasutatakse tugevat elektromagnetit [[magnetresonantstomograafia]]s, et saada pilt inimese organismist. See põhineb asjaolul, et [[kude]]des on palju prootoneid, mille [[spinn]]i on võimalik magnetväljaga orienteerida.
 
== Viited ==
{{viited|allikad=
<ref name="Hyperphysics">{{cite web | last = Nave | first = Carl R. | title = Bar Magnet | work = Hyperphysics | publisher = Dept. of Physics and Astronomy, Georgia State Univ. | year = 2010 | url = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html | accessdate = 2011-04-10}}</ref>
<ref name="Mallinson">{{cite book|last=Mallinson|first=John C.|title=The foundations of magnetic recording|publisher=[[Academic Press]]|year=1987|edition=2nd|isbn=0-12-466626-4}}</ref>
<ref name="bNNBW">{{cite web |url= http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/E&M_Hist.html|title= Historical Beginnings of Theories of Electricity and Magnetism|accessdate=2008-04-02 |last= Fowler|first= Michael|year= 1997}}</ref>
<ref name="fXChy">{{Cite journal|title=Early Evolution of Power Engineering|first=Hugh P.|last=Vowles |journal=[[Isis (journal)|Isis]]|volume=17|issue=2|year=1932|pages=412–420 [419–20]|doi=10.1086/346662}}</ref>
<ref name="J1amy">{{Cite journal|author=Li Shu-hua|title=Origine de la Boussole II. Aimant et Boussole|journal=Isis|volume=45|issue=2|year=1954|page=175|jstor=227361}}</ref>
<ref name="zpJ6R">[http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus:text:1999.02.0137:book=34:chapter=42&highlight=magnet Pliny the Elder, The Natural History, BOOK XXXIV. THE NATURAL HISTORY OF METALS., CHAP. 42.—THE METAL CALLED LIVE IRON]. Perseus.tufts.edu. Retrieved on 2011-05-17.</ref>
<ref name="S1IkN">{{Cite journal|title=Two Early Arabic Sources On The Magnetic Compass|first=Petra G.|last=Schmidl|journal=Journal of Arabic and Islamic Studies|year=1996–1997|volume=1|pages=81–132|url=http://www.lancs.ac.uk/jais/volume/docs/vol1/1_081-132schmidl2.pdf}}</ref>
<ref name="2DlTX">{{cite book |last=Griffiths|first=David J. | title=Introduction to Electrodynamics|edition=3rd| publisher=[[Prentice Hall]]| pages=255–8 |year=1999 |isbn=0-13-805326-X | oclc=40251748}}</ref>
<ref name="KEkjI">Knight, Jones, & Field, "College Physics" (2007) p. 815</ref>
<ref name="fc2H7">{{cite web|url=http://www.magneticmicrosphere.com/resources/Units_for_Magnetic_Properties.pdf|title=Units for Magnetic Properties|publisher=Lake Shore Cryotronics, Inc.|accessdate=2009-10-24}}</ref>
<ref name="fWkh7">{{cite book | last = Serway | first = Raymond A. | coauthors = Chris Vuille | title = Essentials of college physics | publisher = Cengage Learning | year = 2006 | location = USA | page = 493 | url = http://books.google.com/books?id=8n4NCyRgUMEC&pg=PA493 | isbn = 0-495-10619-4}}</ref>
<ref name="OUqL3">{{cite book | last = Emiliani | first = Cesare | title = Planet Earth: Cosmology, Geology, and the Evolution of Life and Environment | publisher = Cambridge University Press | year = 1992 | location = UK | page = 228 | url = http://books.google.com/books?id=MfAGpVq8gpQC&pg=PA228 | isbn = 0-521-40949-7}}</ref>
<ref name="m29am">{{cite book | last = Manners | first = Joy | title = Static Fields and Potentials | publisher = CRC Press | year = 2000 | location = USA | page = 148 | url = http://books.google.com/books?id=vJyqbRPsXYQC&pg=PA148 | isbn = 0-7503-0718-8}}</ref>
<ref name="juPew">[http://www.livescience.com/animals/090909-mouse-levitation.html Mice levitated in NASA lab]. Livescience.com (2009-09-09). Retrieved on 2011-10-08.</ref>
<ref name="ydKvS">{{cite web|url=http://money.howstuffworks.com/personal-finance/debt-management/credit-card2.htm|title=The stripe on a credit card|work=How Stuff Works|accessdate=juuli 2011}}</ref>
<ref name="ey96K">{{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>
<ref name="fdwjU">{{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>
<ref name="Hj3XS">{{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>
<ref name="XAK5G">[http://www.magnetsales.com/Design/FAQs_frames/FAQs_3.htm#howrated Frequently Asked Questions]. Magnet sales. Retrieved on 2011-10-08.</ref>
}}
 
== KirjandusVaata ka ==
* [[Magnetväli]]
* "The Early History of the Permanent Magnet". Edward Neville Da Costa Andrade, Endeavour, Volume 17, Number 65, January 1958. Contains an excellent description of early methods of producing permanent magnets.
* [[Magnetism]]
* "positive pole n". ''The Concise [[Oxford English Dictionary]]''. Catherine Soanes and Angus Stevenson. [[Oxford University Press]], 2004. Oxford Reference Online. Oxford University Press.
* [[Ferromagnetism]]
* Wayne M. Saslow, ''Electricity, Magnetism, and Light'', Academic (2002). ISBN 0-12-619455-6. Chapter 9 discusses magnets and their magnetic fields using the concept of magnetic poles, but it also gives evidence that magnetic poles do not really exist in ordinary matter. Chapters 10 and 11, following what appears to be a 19th-century approach, use the pole concept to obtain the laws describing the magnetism of electric currents.
* [[Püsimagnet]]
* Edward P. Furlani, ''Permanent Magnet and Electromechanical Devices:Materials, Analysis and Applications,'' Academic Press Series in Electromagnetism (2001). ISBN 0-12-269951-3.
* [[Elektromagnet]]
 
 
[[Kategooria:Magnetism]]