Magnet: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu

Reasisene

Redaktsioon: 1. oktoober 2017, kell 20:40

Magnet on keha või toode, mis loob enda ümber magnetvälja. Magnetväli pole nähtav ega otseselt tajutav, vaid seda iseloomustab omadus mõjutada teisi magnetilisi kehasid ja liikuvaid laetud osakesi tõmbe- või tõukejõuga.

Magneti omadustega on ferromagnetilisest materjalist − ferromagneetikust − kehad, samuti mõned taevakehad (Maa, Päike) ja elementaarsed liitosakesed]], millel on magnetiline moment.

Ferromagneetikud saab jaotada pehmeteks ja kõvadeks magnetmaterjalideks. Pehme ferromagneetiku üheks näiteks on lõõmutatud raud, mida iseloomustab omadus magneetuda välise magnetvälja toimel. Kuid magneetumus säilib vaid välise magnetvälja toimimise ajal ja kaob selle lõppemisel väga lühike ajaga. Seevastu kõvad magnetmaterjalid säilitavad magnetvälja ka pärast välise ergutuse kadumist.

Magnetite peamised liigid on püsimagnet ja elektromagnet. Püsimagnet on püsivalt magneetunud ja tekitab enda ümber magnetvälja sisemiste füüsikaliste põhjuste toimel. Elektromagnet tekitab enda ümber magnetvälja ainult siis, kui tema mähist läbib elektrivool.

Püsimagneti tuntud näide on magnetikene, millega hoitakse märkmeid ferromagneetikust (terasplekist) tahvli või külmkapi ukse küljes. Püsimagnetid on loomulikult valmistatud kõvadest ferromagneetikutest, nagu näiteks mitmed raua sulamid, mida on valmistamisel töödeldud väga tugeva suunatud magnetväljaga. Püsimagneti demagneetimiseks on vaja sellele rakendada magneetumusele vastassunaline alalismagnetväli, mis tugevuselt ületab selle materjali koertsitiivsusläve, või sama tingimust täitev vahelduv magnetväli, mis peab hääbuma selliselt, et sellest ei jääks alles jääkmagneetumist.

Lisaks püsimagnetile on võimalik tekitada magnetvälja ka elektromagnetiga, mis kujutab endast isoleeritud keerdudega traadist keritud mähist, mida läbib alaline või vahelduv elektrivool. Magnetvälja tugevdamiseks ja/või suunamiseks kasutatakse elektromagnetites pehmest ferromagneetikust südamikku.

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.

Varaseimad teada olevad magnetnähtuste kirjeldused pärinevad Vana-Kreekast, Vana-Roomast, Indiast ja Hiinast rohkem kui 2500 aasta tagusest ajast. ^[1]^[2]^[3] Rauamaagist kivikeste omadustest kirjutas Plinius Vanem oma entsüklopeedias Naturalis Historia. ^[4]

Püsivmagnetid leidsid kõigepealt praktilist kasutamist 12. ja 13. sajandil kompassides.

Ferromagneetikute magneetimine ja demagneetimine

Püsimagnetite tööstuslikuks valmistamiseks kuumutatakse ferromagneetikust objekti üle Curie temperatuuri, siis rakendatakse objektile tugev väline magnetväli ning seejärel lastakse objektil jahtuda toatemperatuurini. Teraseset on võimalik ka nõrgalt magneetida, kui püsimagnetit liigutada perioodiliselt ja samasuunaliselt eseme ühest otsast teise.

Ferromagneetikute demagneetimise all mõeldakse objekti magnetvälja nõrgendamist või kaotamist. Demagneetimiseks on mitmeid võimalusi.

Kuumutada objekti üle Curie temperatuuri, et soojusliikumine hävitaks magnetdomeenide eelisorientatsiooni ning see demagneedib objekti täielikult.
Paigutada objekt nii tugevasse vahelduvasse magnetvälja, et objekt selles ümber magneetub. Kui nüüd kahandada magnetvälja tugevust sujuvalt nullini, siis objekt magneetub ümber, aga pidevalt kahaneva tugevusega, ehk siis sisuliselt demagneetub protsessi lõpuks. Seda meetodit kasutatakse tihti tööriistade demagneetimiseks või ka info kustutamiseks magnetilistelt andmekandjatelt (magnetlindilt või -ketastelt) elektrivõrgust töötava demagneetimispooli abil.
Tugevad mehaanilised mõjutused, nagu haamrilöögid või kukkumine, või ka tugev ja kiire vibratsioon võivad muuta magnetdomeenide orientatsiooni ja põhjustada püsivmagnetite osalist demagneetumist.
Laevade ja teiste suurte metallkonstruktsioonide demagneetimine/magnetiline korrektsioon.

Rakendusnäiteid

Kompassinõel on väike püsimagnet, mis on kompassi korpuses tasakaalustatud ja liigub võimalikult hõõrdevabalt.
Püsimagnetiga kruvikeeraja hoiab enda küljes magnetilisest materjalist (terasest) kruvi, mis hõlbustab montaažitööd (juhul kui kruvide magneetumine ikka on lubatud).
Mänguasjades on magnetid leidnud kasutust näiteks magnetkonstruktoris, mis võimaldab vähese vaevaga koostada erinevaid tarindeid.
Turvatehnikas kasutatakse ukse- ja aknamagneteid, et nende lähedal asetseva magnetiliselt tundliku anduri abil signaliseerida, kas uks või aken on suletud või mitte.
Elektrodünaamilistes valjuhääldites kasutatakse tugevaid neodüümist püsimagneteid (vt Neodüümmagnet).
Kõigis elektrimasinates (elektrimootor, elektrigeneraator, trafo) on sees elektromagnetid (mähised ferromagnetilisel südamikul), mõnel masinatüübil (alalisvoolumootorid, sünkroonmootorid) ka püsimagnetid, kuid elektrimasinate keeruka konstruktsiooni ja komponentide seesmise orientatsiooni tõttu pole nende olemasolu väliselt kuigi tunnetatav (välja arvatud masina töötamisega kaasnevad parasiitsed efektid, nagu puisteväli jms.).
Meditsiinis kasutatakse ülitugevat elektromagnetit magnetresonantstomograafias, et saada pilt inimese organismi sisemusest. See tomograafia meetod põhineb asjaolul, et kudede aines on prootonid, mille spinni on võimalik tugeva magnetväljaga osaliselt orienteerida. Magnetvälja tugevuse järsul muut(u)misel toimub selles orientatsioonis osaline muutus, mille tulemusena vastuvõtumähistes indutseeritakse nõrk signaal. Paljude mähiste signaalide keeruka töötlemise ja ruumilise (ühes või mitmes lõikes) modelleerimise teel saadakse aine koostisel, tihedusel ja muudel peamiselt füüsikalistel omadustel põhinev objekti sisemuse kujutis.
Analoogsignaali või digitaalinfo magnetiline salvestus magnetlindile või -kettale (magnetofon jt. seadmed)

Viited

↑ Fowler, Michael (1997). "Historical Beginnings of Theories of Electricity and Magnetism". Vaadatud 2. aprillil 2008.
↑ Vowles, Hugh P. (1932). "Early Evolution of Power Engineering". Isis. 17 (2): 412–420 [419–20]. DOI:10.1086/346662.
↑ Li Shu-hua (1954). "Origine de la Boussole II. Aimant et Boussole". Isis. 45 (2): 175. JSTOR 227361.
↑ 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.

Vaata ka

[bNNBW-1] Fowler, Michael (1997). "Historical Beginnings of Theories of Electricity and Magnetism". Vaadatud 2. aprillil 2008.

[fXChy-2] Vowles, Hugh P. (1932). "Early Evolution of Power Engineering". Isis. 17 (2): 412–420 [419–20]. DOI:10.1086/346662.

[J1amy-3] Li Shu-hua (1954). "Origine de la Boussole II. Aimant et Boussole". Isis. 45 (2): 175. JSTOR 227361.

[zpJ6R-4] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

@@ 3. rida: / 3. rida: @@
 Magneti omadustega on [[ferromagnetism|ferromagnetilisest]] materjalist − ferromagneetikust −  kehad, samuti mõned taevakehad ([[Maa]], [[Päike]]) ja [[elementaarosakesed|elementaarsed]] liitosakesed]], millel on [[magnetiline moment]].
-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.
+Ferromagneetikud saab jaotada pehmeteks ja kõvadeks magnetmaterjalideks. Pehme ferromagneetiku üheks näiteks on [[lõõmutatud]] [[raud]], mida iseloomustab omadus magneetuda välise magnetvälja toimel. Kuid magneetumus säilib vaid välise magnetvälja toimimise ajal ja kaob selle lõppemisel väga lühike ajaga. Seevastu kõvad magnetmaterjalid säilitavad magnetvälja ka pärast välise ergutuse kadumist.
-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]].
+Magnetite peamised liigid on [[püsimagnet]] ja [[elektromagnet]]. Püsimagnet on püsivalt magneetunud ja tekitab enda ümber magnetvälja sisemiste füüsikaliste põhjuste toimel. Elektromagnet tekitab enda ümber magnetvälja ainult siis, kui tema [[mähis]]t läbib [[elektrivool]].
-[[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.
+[[Püsimagnet]]i tuntud näide on magnetikene, millega hoitakse märkmeid [[ferromagneetik]]ust (terasplekist) tahvli või külmkapi ukse küljes.  [[Püsimagnet]]<nowiki/>id on loomulikult valmistatud kõvadest ferromagneetikutest, nagu näiteks mitmed [[raua]] [[sulam]]id, mida on valmistamisel töödeldud väga tugeva suunatud [[Magnetväli|magnetvälja]]<nowiki/>ga. Püsimagneti demagneetimiseks on vaja sellele rakendada magneetumusele vastassunaline alalismagnetväli, mis tugevuselt ületab selle materjali [[koertsitiivsus]]läve, või sama tingimust täitev vahelduv magnetväli, mis peab hääbuma selliselt, et sellest ei jääks alles jääkmagneetumist.
-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.
+Lisaks püsimagnetile on võimalik tekitada magnetvälja ka [[elektromagnet]]iga, mis kujutab endast isoleeritud keerdudega traadist keritud mähist, mida läbib alaline või vahelduv [[elektrivool]]. Magnetvälja tugevdamiseks ja/või suunamiseks kasutatakse elektromagnetites pehmest ferromagneetikust südamikku.
 == 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.
-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 [[Plinius Vanem]] oma entsüklopeedias ''[[Naturalis Historia]]''. <ref name="zpJ6R" />
+Varaseimad teada olevad magnetnähtuste kirjeldused pärinevad Vana-[[Kreeka]]st, Vana-Roomast, [[India]]st ja [[Hiina]]st rohkem kui 2500 aasta tagusest ajast. <ref name="bNNBW" /><ref name="fXChy" /><ref name="J1amy" /> Rauamaagist kivikeste omadustest kirjutas [[Plinius Vanem]] oma entsüklopeedias ''[[Naturalis Historia]]''. <ref name="zpJ6R" />
-Magnetmaterjale hakati kõigepealt praktiliselt kasutama 12. ja 13. sajandil [[kompass]]ides.
+Püsivmagnetid leidsid kõigepealt praktilist kasutamist 12. ja 13. sajandil [[kompass]]ides.
 == Ferromagneetikute magneetimine ja demagneetimine ==
-Püsimagnetite tööstuslikuks valmistamiseks kuumutatakse ferromagneetikust objekti üle [[Curie temperatuur]]i, siis rakendatakse objektile tugev väline magnetväli ning seejärel lasta objektil jahtuda toatemperatuurini.
+Püsimagnetite tööstuslikuks valmistamiseks kuumutatakse ferromagneetikust objekti üle [[Curie temperatuur]]i, siis rakendatakse objektile tugev väline magnetväli ning seejärel lastakse objektil jahtuda toatemperatuurini.
 Teraseset on võimalik ka nõrgalt magneetida, kui püsimagnetit liigutada perioodiliselt ja samasuunaliselt eseme ühest otsast teise.
 [[Ferromagneetik]]ute demagneetimise all mõeldakse objekti magnetvälja nõrgendamist või kaotamist. Demagneetimiseks on mitmeid võimalusi.
 * Kuumutada objekti üle [[Curie temperatuur]]i, et soojusliikumine hävitaks [[magnetiline domeen|magnetdomeenide]] eelisorientatsiooni ning see demagneedib objekti täielikult.
-* 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.
+* Paigutada objekt nii tugevasse vahelduvasse magnetvälja, et objekt selles ümber magneetub. Kui nüüd kahandada magnetvälja tugevust sujuvalt nullini, siis objekt magneetub ümber, aga pidevalt kahaneva tugevusega, ehk siis sisuliselt demagneetub protsessi lõpuks. Seda meetodit kasutatakse tihti tööriistade demagneetimiseks või ka info kustutamiseks magnetilistelt [[andmekandja]]telt ([[Magnetlint|magnetlind]]<nowiki/>ilt või -ketastelt) elektrivõrgust töötava demagneetimispooli abil.
-* Tugevad mehaanilised mõjutused, nagu haamrilöögid, võivad muuta magnetdomeenide orientatsiooni.
+* Tugevad mehaanilised mõjutused, nagu haamrilöögid või kukkumine, või ka tugev ja kiire vibratsioon võivad muuta magnetdomeenide orientatsiooni ja põhjustada püsivmagnetite osalist demagneetumist.
+* Laevade ja teiste suurte metallkonstruktsioonide demagneetimine/magnetiline korrektsioon.
 == 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.
+* Püsimagnetiga kruvikeeraja hoiab enda küljes magnetilisest materjalist (terasest) kruvi, mis hõlbustab montaažitööd (juhul kui kruvide magneetumine ikka on lubatud).
-* [[Mänguasjad]]es on magnetid leidnud kasutust näiteks magnetkonstruktoris, mis võimaldab lihtsa vaevaga koostada erinevaid tarindeid.
+* [[Mänguasjad]]es on magnetid leidnud kasutust näiteks magnetkonstruktoris, mis võimaldab vähese vaevaga koostada erinevaid tarindeid.
-* Turvatehnikas kasutatakse ukse- ja aknamagneteid, et fikseerida, kas uks on avatud või mitte.
+* Turvatehnikas kasutatakse ukse- ja aknamagneteid, et nende lähedal asetseva magnetiliselt tundliku anduri abil signaliseerida, kas uks või aken on suletud või mitte.
-* [[Valjuhääldi]]tes kasutatakse tugevaid [[neodüüm]]ist püsimagneteid (vt [[Neodüümmagnet]]).
+* Elektrodünaamilistes [[valjuhääldi]]tes kasutatakse tugevaid [[neodüüm]]ist püsimagneteid (vt [[Neodüümmagnet]]).
-* Kõigis [[elektrimasin]]ates ([[elektrimootor]], [[elektrigeneraator]], [[trafo]]) on elektromagnetid (mähised ferromagnetilisel südamikul), mõnel masinatüübil ka püsimagnetid.
+* Kõigis [[elektrimasin]]ates ([[elektrimootor]], [[elektrigeneraator]], [[trafo]]) on sees elektromagnetid (mähised ferromagnetilisel südamikul), mõnel masinatüübil (alalisvoolumootorid, sünkroonmootorid) ka püsimagnetid, kuid elektrimasinate keeruka konstruktsiooni ja komponentide seesmise orientatsiooni tõttu pole nende olemasolu väliselt kuigi tunnetatav (välja arvatud masina töötamisega kaasnevad parasiitsed efektid, nagu puisteväli jms.).
-* [[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.
+* [[Meditsiin]]is kasutatakse ülitugevat elektromagnetit [[magnetresonantstomograafia]]s, et saada pilt inimese organismi sisemusest. See tomograafia meetod põhineb asjaolul, et [[kude|kudede]] aines on prootonid, mille [[spinn]]i on võimalik tugeva magnetväljaga osaliselt orienteerida. Magnetvälja tugevuse järsul muut(u)misel toimub selles orientatsioonis osaline muutus, mille tulemusena vastuvõtumähistes indutseeritakse nõrk signaal. Paljude mähiste signaalide keeruka töötlemise ja ruumilise (ühes või mitmes lõikes) modelleerimise teel saadakse aine koostisel, tihedusel ja muudel peamiselt füüsikalistel omadustel põhinev objekti sisemuse kujutis.
-* Analoogsignaali või digitaalinfo magnetiline salvestus lindile või kettale ([[magnetofon]] jms. seadmed)
+* Analoogsignaali või digitaalinfo magnetiline salvestus [[Magnetlint|magnetlindile]] või -kettale ([[magnetofon]] jt. seadmed)
 == Viited ==