stringtranslate.com

Магнит-подкова

Подковообразный магнит с вычисленными линиями магнитного поля. Два магнитных полюса находятся в непосредственной близости, что концентрирует линии поля и создает сильное магнитное поле.
Магнитные поля подковообразного магнита, визуализированные с помощью железных опилок.

Подковообразный магнит — это либо постоянный магнит, либо электромагнит, выполненный в форме подковы (другими словами, в форме буквы U). Постоянный тип стал наиболее широко узнаваемым символом для магнитов. [1] : 2  Обычно он изображается красным и помечен «Северным» и «Южным» полюсами. [1] : 3  Хотя в 1950-х годах он вышел из употребления из-за приземистых цилиндрических магнитов, изготовленных из современных материалов, [1] : 3467  подковообразные магниты до сих пор регулярно показываются в учебниках начальной школы. [1] : 3  Исторически они были решением проблемы создания компактного магнита, который не разрушается в своем собственном размагничивающем поле. [1] : 2  [2]

История

В 1819 году было обнаружено, что пропускание электрического тока через кусок металла отклоняет стрелку компаса . После этого открытия было предпринято множество других экспериментов, связанных с магнетизмом . Эти эксперименты достигли кульминации, когда Уильям Стёрджен обернул провод вокруг подковообразного куска железа и пропустил электрический ток по проводам, создав первый подковообразный магнит. [3]

Это был также первый практический электромагнит и первый магнит, который мог поднимать массу, превышающую массу самого магнита, когда семиунциевый магнит был способен поднимать девять фунтов железа . [3] [4] Стерджен показал, что он может регулировать магнитное поле своего подковообразного магнита, увеличивая или уменьшая количество тока, проходящего через провода. [4] Это заложило основу для развития электрического телеграфа и будущего всемирных телекоммуникаций на следующее столетие и более. [4]

Форма

Форма магнита изначально была создана как замена стержневому магниту, поскольку она делает магнитное поле сильнее для магнита сопоставимой силы. [5] Подковообразный магнит сильнее, поскольку оба полюса магнита находятся ближе друг к другу и в одной плоскости, что позволяет магнитным линиям потока течь по более прямому пути между полюсами и концентрирует магнитное поле. [6]

Форма подковообразного магнита также радикально снижает его размагничивание с течением времени. [7] Это происходит из-за коэрцитивной силы, также известной как способность данного магнита «оставаться намагниченным». [7] Коэрцитивная сила слабее в форме диска или кольца, немного сильнее в форме цилиндра или стержня и сильнее всего в форме подковы. [6] [7] Для увеличения коэрцитивной силы подковообразных магнитов используются стальные держатели или держатели магнитов . [7] Магнитное поле лучше всего сохраняет свою силу, когда всему магнитному полю предоставлена ​​возможность проходить через ферромагнитное вещество вместо воздуха. [8] Близость полюсов подковообразного магнита облегчает использование этих держателей магнитов по сравнению с другими типами магнитов. [8]

Ссылки

  1. ^ abcde Coey, JMD (2010). Магнетизм и магнитные материалы. Cambridge University Press . ISBN 978-0-511-67743-4.
  2. ^ «Почему магниты имеют форму подковы?». K&J Magnetics, Inc. Архивировано из оригинала 24 декабря 2022 г. Получено 23 февраля 2023 г.
  3. ^ ab "Магнетизм и электромагнетизм". Музей Spark . Музей электрических изобретений SPARK . Получено 3 января 2021 г.
  4. ^ abc Bellis, Mary (23 февраля 2019 г.). «Уильям Стёрджен и изобретение электромагнита». ThoughtCo . Получено 3 января 2021 г. .
  5. ^ "Различные формы магнитов и их применение". Apex Magnets . Получено 3 января 2021 г.
  6. ^ ab "Температура и неодимовые магниты". K&J Magnetics . K&J Magnetics, Inc . Получено 3 января 2021 г. .
  7. ^ abcd "Почему магниты имеют форму подковы?". K&J Magnetics . K&J Magnetics, Inc . Получено 3 января 2021 г. .
  8. ^ ab "Размагничивание стального гвоздя". Наука . Получено 3 января 2021 г.