História.

Starí Gréci a Číňania zistili, že niektoré vzácne kamene majú prirodzenú magnetizáciu. Tieto kamene mohli magicky priťahovať malé kúsky železa a ukazovať určitým smerom v priestore, plávajúce na korku v nádobe s vodou.

Feromagnetizmus.

Kedy feromagnetický materiál je umiestnený v blízkosti magnetu, začne sa priťahovať smerom k oblasti s najväčším magnetickým poľom. Toto je niečo, čo veľmi dobre poznáme, keď sledujeme, ako magnet zbiera gombíky alebo sponky. Železo, kobalt, nikel, suspenzie a zliatiny týchto prvkov predstavujú fenomén feromagnetizmu v dôsledku interakcie elektrónov so susednými elektrónmi. Elektróny sa zoradia, aby vytvorili magnetické domény, ktoré tvoria permanentný magnet. Ak je kus železa vložený do silného magnetického poľa, magnetické domény sa natiahnu v smere siločiar a stiahnu sa v smere kolmom na magnetické pole.

Diamagnetizmus.

Kedy diamagnetický materiál je umiestnený v blízkosti magnetu, na rozdiel od feromagnetického materiálu je odpudzovaný z oblasti najväčšieho magnetického poľa. Takto sa správa väčšina materiálov, ale je ťažké si to všimnúť. Ľudia a žaby sú diamagnetickí. Existuje zaujímavý experiment, pri ktorom žaba levituje na konci veľmi silného elektromagnetu. Niektoré kovy napr bizmut, meď, zlato, striebro, viesť, ako aj nekovy, napr. grafit, voda a väčšina organických zlúčenín, sú diamagnety.

Paramagnetizmus.

Kedy paramagnetický materiál je umiestnený v blízkosti magnetu, začne sa priťahovať smerom k oblasti s najväčším magnetickým poľom, ako feromagnetický materiál. Jediným rozdielom je, že príťažlivosť je slabá. Paramagnetizmus predstavujú materiály obsahujúce prechodné prvky, prvky vzácnych zemín alebo aktinidov. Kvapalný kyslík a hliník sú príklady paramagnetických materiálov.

Na čo slúžia magnety?

Existujú stovky spôsobov, ako používať magnety. Áno, niektorí ľudia si myslia, že na držanie obľúbenej fotografie na dverách chladničky sú potrebné magnety, ale toto je iba jedno použitie magnetov.
Vo všeobecnosti sú magnety zvyknuté retencia, separácia, kontrola, preprava a zdvíhanie rôzne predmety, ako aj pre premena elektrickej energie na mechanickú a späť.

Tu je približný, zďaleka nie úplný, zoznam použití magnetov:

Vo vnútri obydlia:

Slúchadlá

Stereo reproduktory

Slúchadlo

Elektrický hovor

Držiak okolo dverí chladničky

Záznamové a prehrávacie hlavy pre audio a video zariadenia

Záznamové a reprodukčné hlavy jednotky a pevného disku počítača

Magnetický prúžok na bankovej karte

Ovládanie a demagnetizácia magnetických systémov v TV

Fanúšikovia

Transformátory

Magnetické zámky

Vo vnútri motorov:

Motory na otáčanie CD / DVD a polohovanie hlavy

Páskové mechaniky pre audio a video zariadenia

Čerpadlo a časovač v umývačkách riadu a práčkach

Kompresor v chladničke

Elektrická zubná kefka

Motor pre vibrátor v mobilnom telefóne

V aute:

Štartovací motor

Vnútorný ventilátor motora

Blokátory dverí

Zdvíhače okien

Nastavovač bočných zrkadiel

Čerpadlo na čistiacu kvapalinu

Senzory rýchlosti

Alternátor

Štartovacie relé

Collegiate YouTube

1 / 3

✪ Plávajúci magnet

✪ Permanentné magnety. Magnetické pole permanentných magnetov | Fyzika 8. ročník # 24 | Info lekcia

✪ Permanentné magnety

titulky

História vývoja magnetických materiálov

Permanentné magnety vyrobené z magnetitu sa v medicíne používajú už od staroveku. Kráľovná Egypta Kleopatra nosila magnetický amulet. V starovekej Číne nastolila „Cisárska kniha vnútorného lekárstva“ problém používania magnetických kameňov na korekciu energie Qi v tele – „živej sily“. V neskorších dobách o blahodarnom účinku magnetov hovorili veľkí lekári a filozofi: Aristoteles, Avicenna, Hippokrates. V stredoveku dvorný lekár Gilbert, ktorý publikoval On Magnet, liečil kráľovnú Alžbetu I. na artritídu permanentným magnetom. Ruský lekár Botkin sa uchýlil k metódam magnetoterapie.

Prvým umelým magnetickým materiálom bola uhlíková oceľ, kalená na martenzitovú štruktúru a obsahujúca asi 1,2 – 1,5 % uhlíka. Magnetické vlastnosti takejto ocele sú citlivé na mechanické a teplotné vplyvy. Počas prevádzky permanentných magnetov na jeho základe bol pozorovaný fenomén „starnutia“ magnetických vlastností ocele.

• Tvrdomagnetické ferity bária a stroncia

Majú zloženie Ba / SrO · 6 Fe 2 O 3 a vyznačujú sa vysokou odolnosťou proti demagnetizácii spojenou s dobrou odolnosťou proti korózii. Napriek nízkym magnetickým parametrom a vysokej krehkosti v porovnaní s inými triedami sú tvrdé magnetické ferity najrozšírenejšie v priemysle kvôli ich nízkej cene.

• NdFeB magnety(neodym-železo-bór)

Magnety vzácnych zemín vyrobené lisovaním alebo odlievaním z intermetalickej zlúčeniny Nd 2 Fe 14 B. Výhodou tejto triedy magnetov sú vysoké magnetické vlastnosti (Br, H c a (BH) max), ako aj nízka cena. Kvôli zlej odolnosti proti korózii sú zvyčajne pokovované meďou, niklom alebo zinkom.

• Magnety vzácnych zemín SmCo(samarium-kobalt)

Vyrábané práškovou metalurgiou z kompozitnej zliatiny SmCo 5 / Sm 2 Co 17 a vyznačujú sa vysokými magnetickými vlastnosťami, výbornou odolnosťou proti korózii a dobrou stabilitou parametrov pri teplotách do 350°C, čo im poskytuje výhody pri vysokých teplotách oproti NdFeB magnetom

• Alnico magnety(ruský názov UNDK)

Vyrobené na báze zliatiny Al-Ni-Co-Fe. Medzi ich výhody patrí vysoká teplotná stabilita v rozsahu teplôt do 550 °C, vysoká časová stabilita parametrov v kombinácii s veľkou hodnotou koercitívnej sily a dobrá odolnosť proti korózii. Dôležitým faktorom v prospech ich výberu môže byť výrazne nižšia cena v porovnaní s magnetmi Sm-Co.

• Polymérne trvalé magnety (magnetoplasty)

Sú vyrobené zo zmesi magnetického prášku a spojivového polymérneho komponentu (napríklad gumy). Výhodou magnetoplastov je schopnosť vyrábať komplexné tvary výrobkov s vysokou rozmerovou presnosťou, ako aj vysokou odolnosťou proti korózii v kombinácii s vysokým odporom a nízkou hmotnosťou.

Pre aplikácie pri bežných teplotách sú najsilnejšie permanentné magnety vyrobené zo zliatin obsahujúcich neodým. Používajú sa v oblastiach, ako je magnetická rezonancia, servopohony pevných diskov a vytváranie vysokej kvality

V sovietskych časoch mali všetky magnety takmer rovnaké zloženie. Boli vyrobené z feromagnetických zliatin, kde sa percento materiálov menilo. Ale už vtedy sa uskutočnil vedecký výskum o vynáleze nových magnetov. Magnetická výroba dnes ponúka širokú škálu materiálov, ktoré dokážu udržať magnetické pole.

Z čoho sú vyrobené rôzne typy magnetov?

Sila a vlastnosti magnetov závisia od ich zloženia. Nasledujúce druhy zliatin sa rozšírili.

1. Ferity
Ide o zlúčeniny oxidu železa Fe2O3 s oxidmi iných kovov, ktoré majú feromagnetické vlastnosti. Našiel uplatnenie v elektronike, rádiovom inžinierstve a ďalších odvetviach, kde sila magnetického poľa nehrá osobitnú úlohu. Sú to lacné magnety, takže sa používajú na výrobu rôznych zariadení. Ferity sa vyznačujú odolnosťou proti korózii a strednou teplotou.

Feritové magnety sú odolné voči hrdzi a vysokej teplote

2. Alnico zliatiny
Sú zlúčeninou železa so zliatinou hliníka, niklu, medi a kobaltu (AlNiCo). Magnety Alniko na báze tejto zliatiny sa vyznačujú vysokou magnetickou pevnosťou a teplotnou odolnosťou, preto sa používajú pri zahrievaní až do 550 stupňov Celzia. Nepoužívajú sa však univerzálne, pretože sú drahé. Takéto zliatiny sú nevyhnutné na vytváranie ďalších permanentných magnetov.

Pri školských pokusoch sa zvyčajne používajú magnetické tyče a podkovy vyrobené zo zliatiny Alnico.

3. Neodym
Ide o zliatinu kovov vzácnych zemín – neodýmu, bóru a železa (NdFeB). Výkonom a odolnosťou nemajú konkurenciu, pretože dokážu pojať predmety, ktoré sú tisíckrát väčšie. Neodymové magnety pochádzajú zo zložitého výrobného procesu, ktorý využíva vákuové tavenie, lisovanie, spekanie a iné manipulácie. Jedinou nevýhodou je slabá odolnosť voči teplu - pri zahrievaní rýchlo strácajú svoje vlastnosti. Ak vylúčime úpal, potom takéto magnetické prvky slúžia takmer navždy - za 100 rokov nestrácajú viac ako 1% svojho výkonu.

Bicykel „vyloví“ vyhľadávací magnet. Vyhľadávacie magnety sú vyrobené z neodýmu, majú maximálnu nosnosť pri minimálnych rozmeroch

4. Samárium-kobalt
Zliatina dvoch kovov vzácnych zemín - kobaltu a samária SmCo5 alebo Sm2Co17. Sú legované aj inými kovmi - meďou, zirkónom, gadolíniom atď. Pokiaľ ide o silu, tieto zliatiny sú nižšie ako neodym, ale prevyšujú všetky ostatné analógy. Vyznačujú sa odolnosťou proti korózii a teplotným vplyvom. Nepostrádateľný pri práci v náročných podmienkach, kde sa vyžaduje spoľahlivosť a bezproblémová prevádzka. Sú v rovnakom cenovom rozpätí ako zliatiny neodýmu.

Magnety SmCo5 sú slabšie ako neodýmové magnety, ale silnejšie ako ostatné

5. Polymérne permanentné magnety
Sú vyrobené z kompozitných materiálov s magnetickým (zvyčajne bárnatým-feritovým) práškom. Základom sú rôzne polymérne zložky. Magnetoplasty majú nízku magnetickú silu, ale vyznačujú sa neprekonateľnou odolnosťou proti korózii v rovnakej miere ako iné polyméry. Konečné vlastnosti každého polymérového magnetu závisia od percenta magnetickej zmesi. Ak sa použije prášok z magnetov vzácnych zemín (neodym-železo-bór, samárium-kobalt), potom je magnetoplast výkonnejší. Hlavnou výhodou je jeho neskutočná plasticita, ktorá umožňuje výrobu magnetov akéhokoľvek tvaru a veľkosti.

Magnetické parametre magnetoplastov sú nižšie ako u spekaných magnetov

6. Magnetický vinyl
Je to zmes gumy a magnetického prášku (feritu). Percento posledne menovaných je 70 až 75 % hmotnostných. Čím viac tohto prášku, tým vyššia je magnetická sila produktu. Medzi výhody materiálu patrí odolnosť proti opotrebeniu a veľký rozsah prevádzkových teplôt (od -300 ° C do + 800 ° C). Magnetický vinyl je odolný voči vlhkosti a tvárny. Vďaka svojej flexibilite je vhodný na výrobu produktov akejkoľvek konfigurácie.

Jedným z najúžasnejších prírodných javov je prejav magnetizmu v niektorých materiáloch. Permanentné magnety sú známe už od staroveku. Pred veľkými objavmi v oblasti elektriny permanentné magnety aktívne používali lekári rôznych národov v medicíne. K ľuďom sa dostali z útrob zeme vo forme kúskov magnetickej železnej rudy. Postupom času sa ľudia naučili vytvárať umelé magnety umiestnením výrobkov zo zliatiny železa do blízkosti prírodných zdrojov magnetických polí.

Povaha magnetizmu

Demonštrácia vlastností magnetu pri priťahovaní kovových predmetov k sebe u ľudí vyvoláva otázku: čo sú to permanentné magnety? Aká je povaha takého javu, akým je výskyt ťahu kovových predmetov smerom k magnetitu?

Prvé vysvetlenie podstaty magnetizmu poskytol vo svojej hypotéze veľký vedec - Ampere. Elektrické prúdy rôzneho stupňa sily prúdia v akejkoľvek hmote. V opačnom prípade sa nazývajú ampérové ​​prúdy. Elektróny, rotujúce okolo vlastnej osi, navyše obiehajú okolo jadra atómu. V dôsledku toho vznikajú elementárne magnetické polia, ktoré sa navzájom ovplyvňujú a tvoria všeobecné pole látky.

V potenciálnych magnetitoch sú pri absencii vonkajšieho vplyvu polia prvkov atómovej mriežky orientované chaoticky. Vonkajšie magnetické pole „vyrovnáva“ mikropole materiálnej štruktúry v striktne definovanom smere. Potenciály opačných koncov magnetitu sa navzájom odpudzujú. Ak sa priblížite k rovnakým pólom dvoch pásových PM, ruky osoby budú cítiť odpor voči pohybu. Rôzne póly budú mať k sebe sklon.

Keď je oceľ alebo zliatina železa umiestnená vo vonkajšom magnetickom poli, vnútorné polia kovu sú striktne orientované v jednom smere. Vďaka tomu materiál získava vlastnosti permanentného magnetu (PM).

Ako vidieť magnetické pole

Aby ste vizuálne cítili štruktúru magnetického poľa, stačí vykonať jednoduchý experiment. Aby ste to urobili, vezmite dva magnety a malé kovové hobliny.

Dôležité! V každodennom živote sa trvalé magnety nachádzajú v dvoch formách: vo forme rovného pásu a podkovy.

Pás PM sa prikryje listom papiera a nalejú sa naň železné piliny. Častice sa okamžite zoradia pozdĺž siločiar magnetického poľa, čo dáva vizuálnu reprezentáciu tohto javu.

Druhy magnetov

Permanentné magnety sú rozdelené do 2 typov:

• prirodzené;
• umelé.

Prirodzené

V prírode je prírodný permanentný magnet fosíliou vo forme kúska železnej rudy. Magnetická hornina (magnetit) v každom národe má svoje vlastné meno. Ale v každom názve je taký koncept ako "milujúci", "priťahujúci kov". Názov Magnitogorsk znamená polohu mesta vedľa horských ložísk prírodného magnetitu. Dlhé desaťročia sa tu vykonáva aktívna ťažba magnetickej rudy. Od dnešného dňa nezostalo z Magnetickej hory nič. Išlo o vývoj a ťažbu prírodného magnetitu.

Kým ľudstvo nedosiahlo správnu úroveň vedeckého a technologického pokroku, prírodné permanentné magnety slúžili na rôzne zábavy a triky.

Umelé

Umelé PM sa získavajú nasmerovaním vonkajšieho magnetického poľa na rôzne kovy a ich zliatiny. Zistilo sa, že niektoré materiály si dlho uchovávajú získané pole - nazývajú sa pevné magnety. Materiály, ktoré rýchlo strácajú vlastnosti permanentných magnetov, sa nazývajú mäkké magnety.

V podmienkach továrenskej výroby sa používajú zložité kovové zliatiny. Štruktúra zliatiny "Magnico" zahŕňa železo, nikel a kobalt. Namiesto železa je v zliatine Alnico zahrnutý hliník.

Výrobky vyrobené z týchto zliatin interagujú so silnými elektromagnetickými poľami. V dôsledku toho sa získajú pomerne silné PM.

Aplikácia permanentných magnetov

PM v rôznych oblastiach ľudskej činnosti má nemalý význam. V závislosti od oblasti použitia majú PM rôzne vlastnosti. Nedávno aktívne používaná základná magnetická zliatinaNdFeBpozostáva z nasledujúcich chemických prvkov:

• "Nd" - niod,
• "Fe" - železo,
• "B" znamená bóra.

Oblasti, kde sa používajú permanentné magnety:

1. Ekológia;
2. Galvanické pokovovanie;
3. Medicína;
4. Doprava;
5. Počítačové technológie;
6. Domáce prístroje;
7. Elektrotechnika.

Ekológia

Boli vyvinuté a fungujú rôzne systémy spracovania priemyselného odpadu. Magnetické systémy čistia kvapaliny pri výrobe čpavku, metanolu a iných látok. Magnetické zachytávače „vyberú“ z prúdu všetky častice obsahujúce železo.

Prstencové PM sú inštalované vo vnútri plynových potrubí, ktoré zbavujú plynné výfukové plyny feromagnetických inklúzií.

Separátorové magnetické pasce aktívne vyberajú odpad s obsahom kovov na dopravníkových linkách na spracovanie priemyselného odpadu.

Galvanické pokovovanie

Galvanické pokovovanie je založené na pohybe nabitých kovových iónov na opačné póly jednosmerných elektród. PM hrajú úlohu držiteľov produktov v galvanickom bazéne. V priemyselných zariadeniach s galvanickými procesmi sú magnety inštalované len zo zliatiny NdFeB.

Medicína

Výrobcovia zdravotníckych pomôcok v poslednej dobe často inzerujú zariadenia a zariadenia s permanentnými magnetmi. Konštantné intenzívne pole je zabezpečené charakteristikou zliatiny NdFeB.

Vlastnosť permanentných magnetov sa používa na normalizáciu obehového systému, uhasenie zápalových procesov, obnovu chrupavkového tkaniva a ďalšie.

Doprava

Dopravné systémy vo výrobe sú vybavené PM jednotkami. Počas dopravníkového pohybu surovín magnety odstraňujú nepotrebné kovové inklúzie z poľa. Pomocou magnetov sú rôzne výrobky nasmerované do rôznych rovín.

Poznámka! Permanentné magnety sa používajú na separáciu materiálov, kde môže byť prítomnosť osôb škodlivá pre ich zdravie.

Automobilová doprava je vybavená množstvom zariadení, zostáv a zariadení, kde hlavnú úlohu zohráva PM. Jedná sa o elektronické zapaľovanie, automatické okná, ovládanie voľnobehu, benzín, naftové čerpadlá, nástroje na prednom paneli a mnoho ďalších.

Počítačové technológie

Všetky pohyblivé zariadenia a zariadenia vo výpočtovej technike sú vybavené magnetickými prvkami. Tento zoznam obsahuje tlačiarne, ovládače, motory a ďalšie zariadenia.

Domáce prístroje

Ide predovšetkým o držiaky drobných predmetov do domácnosti. Poličky s magnetickými držiakmi, držiaky na záclony a závesy, držiaky na kuchynské nože a množstvo domácich spotrebičov.

Elektrotechnika

Elektrotechnika založená na PM sa týka takých oblastí, ako sú rádiové zariadenia, generátory a elektromotory.

Rádiotechnika

PM sa používa na zvýšenie kompaktnosti rádiotechnických zariadení, na zabezpečenie autonómie zariadení.

Generátory

Generátory PM riešia problém pohybujúcich sa kontaktov - krúžkov s kefami. V tradičných priemyselných zariadeniach existujú akútne problémy spojené s komplexnou údržbou zariadení, rýchlym opotrebovaním dielov a značnými stratami energie v budiacich obvodoch.

Jedinou prekážkou pri vytváraní takýchto generátorov je problém upevnenia PM na rotujúcom rotore. V poslednej dobe sú v pozdĺžnych štrbinách rotora umiestnené magnety, ktoré ich plnia taviteľným materiálom.

Elektromotory

V domácich spotrebičoch a v niektorých priemyselných zariadeniach sa rozšírili synchrónne elektromotory s permanentnými magnetmi - ide o jednosmerné ventilové motory.

Rovnako ako vo vyššie opísaných generátoroch je PM inštalovaný na rotoroch rotujúcich vo vnútri statorov s pevným vinutím. Hlavnou výhodou elektromotora je absencia krátkodobých vodivých kontaktov na rotorovom kolektore.

Motory tohto typu sú zariadenia s nízkym výkonom. To však nijako neznižuje ich užitočnosť v oblasti elektrotechniky.

Ďalšie informácie. Charakteristickým rysom zariadenia je prítomnosť Hallovho snímača, ktorý reguluje rýchlosť rotora.

Autor dúfa, že po prečítaní tohto článku bude mať čitateľ jasnú predstavu o tom, čo je permanentný magnet. Aktívne zavádzanie permanentných magnetov do sféry ľudskej činnosti stimuluje vynálezy a vytváranie nových feromagnetických zliatin so zvýšenými magnetickými vlastnosťami.

Video

Text práce je umiestnený bez obrázkov a vzorcov.
Plná verzia diela je dostupná v záložke „Súbory práce“ vo formáte PDF

Úvod

Moje obľúbené hry sú rôzne typy konštruktérov. Na narodeniny v 1. triede mi darovali magnetický konštruktér. S mojím mladším bratom Nikitom to hráme veľmi radi. Raz sme stavali zámky a používali na to konštruktér a rôzne predmety a zrazu som videl, že Nikita je naštvaný, že minca, ktorou zdobil vežičku, nebola zmagnetizovaná a spadla. Zaujímalo ma, prečo sa to deje. Kedysi som si myslel, že magnet priťahuje všetko kovové. Mama mi navrhla, aby som si túto problematiku naštudoval podrobnejšie. Takto sa objavila téma našej výskumnej práce.

Cieľ naša práca: identifikovať základné vlastnosti magnetu.

Úlohy:

Predložili sme nasledovné hypotéza:

ak poznáme vlastnosti magnetu, potom sa rozsah jeho použitia rozšíri.

Predmet štúdia: magnet.

Predmet štúdie: vlastnosti magnetu.

Metódy: teoretické, experimentálne.

Praktický význam: touto prácou je možné vysvetliť vlastnosti magnetu, prakticky vyrobené hry je možné využiť na rozvoj pozornosti, predstavivosti, myslenia, jemnej motoriky.

Relevantnosť zvolená téma spočíva v tom, že v procese experimentovania sme sa naučili niektoré črty okolitého sveta. Získané informácie mi môžu byť v budúcnosti užitočné pri dizajne, pri štúdiu fyziky na strednej škole hry, ktoré sme vyrobili, využívame na zábavu.

1.Teoretická časť.

1.1. Čo je to "magnet".

Každý pozná slovo "magnet" od detstva. Sme zvyknutí na magnet a niekedy ani netušíme, koľko magnetov je okolo nás. V našich bytoch sú desiatky magnetov: v reproduktoroch, magnetofónoch, hodinkách, plastových kartách. My sami sme tiež magnetmi: bioprúdy, ktoré v nás prúdia, vytvárajú okolo nás bizarný vzor magnetických siločiar. Zem, na ktorej žijeme, je obrovský magnet.

Magnet je teleso s magnetickým poľom. Magnetická sila - sila, ktorou sú predmety priťahované k magnetu. V prírode sa magnety nachádzajú vo forme kúskov kameňa - magnetickej železnej rudy (magnetitu). Dokáže prilákať ďalšie kamene rovnakého druhu. V mnohých jazykoch sveta slovo „magnet“ jednoducho znamená „milujúci“ – hovorí sa teda o jeho schopnosti priťahovať sa.

Magnety sú prírodné a umelé. Prírodné magnety sú vyrezávané z kúskov magnetickej železnej rudy. Umelé magnety možno získať trením kúska magnetickej železnej rudy v jednom smere o železné tyče alebo jednoducho opretím nezmagnetizovanej vzorky o permanentný magnet. Zaujímavosťou je, že touto metódou je možné získať umelé magnety oveľa silnejšie ako tie pôvodné. Telesá, ktoré si dlho zachovávajú svoju magnetizáciu, sa nazývajú permanentné magnety.

Najzaujímavejšie fakty o magnetoch:

podľa vedcov sú vtáky jedinými tvormi na svete, ktoré môžu vidieť a cítiť magnetické polia zeme. Práve táto schopnosť im pomáha zostať na správnej ceste pri hľadaní domova na dlhé letové vzdialenosti.

Zem je obrovský magnet, ktorý na sebe drží všetko okolo a vytvára gravitačnú silu. Šípky kompasu sú vedené magnetickým poľom zeme.

V novembri 1954 získal John Wheatley patent na myšlienku použitia magnetu na uchytenie ľahkých predmetov, ako sú poznámky, poznámky, papier na chladničky a iné kovové povrchy.

myšlienku použitia magnetu na chladničku prvýkrát vymyslel William Zimmerman na začiatku 70. rokov minulého storočia. William Zimmerman získal patent na malé kreslené farebné magnety, ktoré sa dajú použiť pre pohodlie aj ako dekoratívne prvky.

dnes už slávnym koníčkom „zbierania magnetiek“ je čiastočne výtvor každodenných pragmatikov. Magnety si spočiatku získali popularitu v tom, že sa používali na zakrytie škrabancov a defektov na domácich spotrebičoch, ako aj na pripevnenie rôznych poznámok a pripomienok.

podľa prieskumov uskutočnených spoločnosťou ROMIR Monitoring v roku 2007 si 86 % opýtaných zdobí chladničku tak či onak. Z toho 78 % má nejakú zbierku magnetov.

Svetový rekord v počte magnetov na chladničku drží Louise Greenfarbová, ktorá žije v Hendersone v americkej Nevade. K dnešnému dňu má Louise vo svojej zbierke viac ako 40 000 magnetov. Louise sa nazýva „magnetická dáma“.

v Hollywoode je Guinnessovo múzeum s viac ako 7000 magnetmi (súčasť zbierky Louise Greenfarb).

1. 1.2. História objavovania a štúdia magnetov.

Je tam jedna stará legenda o magnete, hovorí o pastierovi menom Magnus. Jedného dňa zistil, že železný hrot jeho palice a nechty jeho topánok priťahuje čierny kameň. Tento kameň sa začal nazývať „kameň Magnusa“ alebo jednoducho „magnet“, podľa názvu oblasti, kde sa ťažila železná ruda (vrchy Magnézie v Malej Ázii). Tak už mnoho storočí pred naším letopočtom bolo známe, že niektoré horniny majú vlastnosť priťahovať kúsky železa.

V skutočnosti sa pred viac ako dvetisíc rokmi starí Gréci dozvedeli o existencii magnetitu, minerálu, ktorý je schopný priťahovať železo. Magnetit vďačí za svoj názov starovekému tureckému mestu Magnesia, kde tento minerál našli starí Gréci. Teraz sa toto mesto volá Maniza a stále sa tam nachádzajú magnetické kamene. Nájdené kúsky kameňov sa nazývajú magnety alebo prírodné (prírodné) magnety. Postupom času sa ľudia naučili vyrábať magnety sami magnetizáciou kúskov železa.

V Rusku sa magnetická ruda našla na Urale. Pred viac ako 300 rokmi boli miestni poľovníci prekvapení, že podkovy koní boli priťahované k zemi a považovali toto miesto za prekliate. A v roku 1720 sa začala ťažba železnej rudy z hory Magnit.

Magnet je teleso schopné priťahovať železo, oceľ, nikel a niektoré ďalšie kovy.

Slovo "magnet" pochádza z názvu provincie Magnesia (v Grécku), ktorej obyvatelia sa nazývali magnety. To tvrdil Titus Lucretius Kar vo svojej básni O povahe vecí. Pytagoras, Hippokrates, Platón, Epikuros, Aristoteles, Lucretius písali o magnete v tej či onej súvislosti.

V roku 1269 napísal Pierre Peregrine z Maricourtu knihu „Listy na magnete“, v ktorej zhromaždil veľa informácií o magnete, ktorý sa pred ním nahromadil a ktorý osobne objavil. Peregrine prvýkrát hovorí o póloch magnetov, o priťahovaní opačných pólov a odpudzovaní tých istých, o výrobe umelých magnetov trením železa prírodným prírodným magnetom, o prenikaní magnetických síl cez sklo a vodu , o kompase.

V roku 1600 vyšla kniha „O magnete, magnetických telesách a veľkom magnete - Zemi. Nová fyziológia, dokázaná mnohými argumentmi a experimentmi “od anglického lekára Williama Gilberta z Colchesteru. Gilbert zistil, že keď sa magnet zahreje nad určitú teplotu, jeho magnetické vlastnosti zmiznú, že keď sa kúsok železa priblíži k jednému pólu magnetu, druhý pól sa začne silnejšie priťahovať. Hilbert tiež zistil, že predmety z mäkkého železa, ktoré dlho ležia nehybne, získavajú magnetizáciu v smere sever-juh. Magnetizačný proces sa urýchli, ak do žehličky poklepete kladivom.

1.3. Rozsah magnetov.

Magnety nás neustále obklopujú. Všimli sme si, že magnetická sila sa používa doma aj v škole: pomocou magnetov doma pripevňujeme poznámky k chladničke a v škole na tabuľu pripevňujeme plagáty; na dverách skriniek, taškách, dverách, puzdrách na telefóny sú magnetické úchytky.

Zástupcovia rôznych vied pri svojom výskume zohľadňujú magnetické polia: fyzik meria magnetické polia atómov a elementárnych častíc, astronóm študuje úlohu kozmických polí pri vzniku nových hviezd, geológ hľadá ložiská magnetických rúd na základe tzv. anomálie magnetického poľa Zeme.

Magnety sú široko používané v zdravotníctve. Ako miestny vonkajší prostriedok a ako amulet bol magnet veľmi obľúbený u Číňanov, Hindov, Egypťanov, Arabov, Grékov, Rimanov atď. Jeho liečivé vlastnosti spomínajú vo svojich dielach filozof Aristoteles a historik Plínius. V druhej polovici 20. storočia sa rozšírili magnetické náramky, ktoré priaznivo pôsobili na pacientov s poruchou krvného tlaku (hypertenzia a hypotenzia).

Existujú elektromagnetické merače rýchlosti krvi, miniatúrne kapsuly, ktoré sa pomocou vonkajších magnetických polí dajú posúvať po cievach, aby ich rozširovali, odoberali vzorky na určitých úsekoch cesty alebo naopak lokálne odstraňovali rôzne lieky z kapsúl. . Magnetická metóda odstraňovania kovových častíc z oka je široko používaná.

Magnety sú tiež široko používané v magnetoterapii, vrátane magnetických pásov, masážnych prístrojov, matracov atď. Zdravotnícke zariadenia využívajú techniky magnetickej rezonancie na skenovanie rôznych orgánov v tele.

Okrem permanentných magnetov sa používajú aj elektromagnety. Používajú sa aj pri širokej škále problémov vo vede, technike, elektronike, medicíne (nervové ochorenia, cievne ochorenia končatín, srdcovo-cievne ochorenia atď.).

Teraz, vďaka svojej schopnosti priťahovať predmety pod vodu, sa magnety používajú pri stavbe a opravách podvodných štruktúr. Pre vlastnosť magnetov pôsobiť na diaľku a cez roztoky sa používajú v chemických a medicínskych laboratóriách, kde je potrebné primiešavať sterilné látky v malých množstvách.

Predtým sa používali iba prírodné magnety - kúsky magnetitu, teraz je väčšina magnetov umelá. A najsilnejšie z nich sú elektromagnety, ktoré sa používajú v podnikoch. Používajú sa v priemyselných zariadeniach, ako sú separátory, separátory železa, dopravníky a zváracie zariadenia.

Kreditné, debetné, bankové karty majú magnetické prúžky, na jednej strane poskytujú prístup k informáciám o osobe, k jeho účtu, k otvoreniu magnetického zámku atď.

Niektoré modely zámkov valcov používajú magnetické prvky. Zámok a kľúč sú vybavené zodpovedajúcimi sadami kódov permanentných magnetov. Po vložení správneho kľúča do kľúčovej dierky pritiahne a umiestni vnútorné magnetické prvky zámku, čo umožňuje otvorenie zámku.

Magnety sa používajú v reproduktoroch, pevných diskoch a reproduktoroch, reproduktoroch a mikrofónoch. Motory a generátory tiež fungujú pomocou magnetov. Domáce spotrebiče, telefóny, televízia, chladničky, vodné čerpadlá atď. - použiť aj magnety.

Magnety sa používajú v šperkoch, ako sú náramky, náušnice, prívesky a náhrdelníky.

Ďalším použitím magnetov sú nástroje, hračky, kompasy, rýchlomery do auta atď. Na vedenie prúdu cez vodiče je potrebný magnet. Magnetické závesné súpravy sú veľmi rýchle.

Magnety sa používajú aj vo veterinárnej praxi na ošetrenie zvierat, ktoré často požívajú kovové predmety s jedlom. Tieto predmety môžu poškodiť žalúdok, pľúca alebo srdce zvieraťa. Preto farmári pred kŕmením používajú magnet na čistenie potravy.

Ešte kurióznejšia je užitočná služba, ktorú magnet nesie v poľnohospodárstve, ktorá pomáha farmárovi očistiť semená kultúrnych rastlín od semien burín. Buriny majú neostré semená, ktoré sa prichytávajú na srsť prechádzajúcich zvierat a šíria sa tak ďaleko od materskej rastliny. Túto vlastnosť burín, vyvinutú počas miliónov rokov boja o existenciu, využili poľnohospodárske stroje na magnetické oddelenie semien hrubej buriny od hladkých semien užitočných rastlín, ako je ľan, ďatelina a lucerna.

Ak sa upchaté semená kultúrnych rastlín posypú železným práškom, potom sa zrná železa pevne prilepia na semená burín, ale neprilepia sa na hladké semená úžitkových rastlín. Potom, spadnúc do poľa pôsobenia dostatočne silného elektromagnetu, sa zmes semien automaticky rozdelí na čisté semená a na prímes buriny: magnet zachytí zo zmesi všetky semená, ktoré sú pokryté železnými pilinami.

Najjednoduchší záver, ktorý možno vyvodiť z vyššie uvedeného, ​​je, že neexistuje žiadna oblasť aplikovanej ľudskej činnosti, kdekoľvek sa používajú magnety.

2. Praktická časť.

2.1. Experiment "Existuje magnetické pole?"

Výbava: 2 podkovové magnety, kovové piliny, kartón.

Priebeh pokusu: Kovové piliny sme nasypali na kartón a rozmiestnili v tenkej rovnomernej vrstve, potom sme zospodu pod kartón priložili 2 magnety. Piliny začali meniť svoje umiestnenie v závislosti od toho, kde boli magnety.

Záver: Magnetické pole nie je viditeľné, ale existuje.

2.2. Experiment "Ako magnety interagujú?"

Výbava: 2 ploché magnety, 2 prívesné vozíky s magnetmi.

Priebeh pokusu: Priniesli sme k sebe magnety s rovnakými koncami a opačnými koncami. Podobne boli k sebe tlačené prívesy s magnetmi.

Záver: Magnety s rovnakým názvom odpudzujú a na rozdiel od magnetov priťahujú.

2.3. Experiment "Aký je vplyv magnetického poľa na strelku kompasu?"

Výbava: kompas, plochý magnet.

Experiment: Pozorovali sme ručičku kompasu. V statickom stave ukazuje rovnaký smer: sever - juh. Potom sme priniesli magnet ku kompasu. Ihla kompasu je priťahovaná magnetom a ukazuje na ňu.

Záver: Magnetické pole ovplyvňuje strelku kompasu. Ihla kompasu zmení smer a ukazuje na magnet.

2.4. Experiment "Priťahujú všetky telesá magnety?"

Vybavenie: 2 magnety, nekovové predmety: špongia, plasty, papier, kartón, drevo, guma, látka; kovové predmety: zlato, striebro, železo; mince rôznych nominálnych hodnôt: 5 kopejok, 10 kopejok, 50 kopejok, 1 rubeľ, 2 ruble, 5 rubľov, 10 rubľov.

Pokus: Ku každému materiálu sme postupne priniesli magnet a skontrolovali, či ho magnet priťahuje.

Záver: Magnet nepriťahuje nekovové predmety a kovové predmety nepriťahujú všetko: magnet priťahuje predmety vyrobené zo železa, ale striebro a zlato nie. Magnet priťahoval mince 5 kopejok, 10 kopejok, 2 ruble, 10 rubľov, ale nepriťahoval mince 50 kopejok, 1 rubeľ, 5 rubľov (pozri prílohu 1).

2.5. Experiment "Závisí sila jeho príťažlivosti od plochy povrchu magnetu?"

Vybavenie: 2 magnety rôznych veľkostí, kovové piliny, sponky, matice, skrutky.

Priebeh experimentu: Najprv sme zobrali kovové piliny a priniesli k nim 2 magnety: jeden s priemerom 12mm, druhý s priemerom 18mm. Videli sme, koľko kovových pilín priťahuje veľký magnet a koľko - malý. Potom sme tieto 2 magnety priniesli jeden po druhom na kovové spony, matice a skrutky. Vypočítali sme, koľko predmetov priťahuje každý magnet (pozri prílohu 2).

Záver: magnet s väčším priemerom priťahuje viac kovových predmetov.

2.6. Experiment "Závisí sila príťažlivosti od vzdialenosti medzi telesami?"

Vybavenie: magnety rôznych veľkostí, pravítko, kovová spona.

Pokus: Kovovú sponku na pravítko sme priložili k značke „0“ a zobrali magnety rôznych veľkostí, postupne ich priniesli ku sponke, aby sme zistili, či ju nezačnú priťahovať z rovnakej vzdialenosti. Malý magnet pritiahol sponku zo vzdialenosti 2 mm a veľký magnet zo vzdialenosti 7 mm.

Záver: Magnety priťahujú aj na diaľku. Čím väčší je magnet, tým väčšia je gravitačná sila a tým väčšia je vzdialenosť, na ktorú magnet pôsobí.

2.7. Experiment „Môže magnetická sila prechádzať predmetmi?“

Vybavenie: magnet, kovové spony, papier, lepenka, tkanina, sklo, plast, drevo, sklenený pohár, voda, kovové spony.

Experiment: Kovové spony sme striedavo umiestňovali na papier, lepenku, látku, sklo, plasty, drevo a pod materiál sme vložili magnet, aby sme otestovali, či magnetická sila pôsobí cez rôzne materiály. Potom sme naliali vodu do pohára. Ponorili sme sponku do vody a snažili sme sa ju dostať von pomocou magnetu. Zvládli sme to.

Záver: Magnetická sila môže prechádzať cez rôzne predmety, najmä cez papier, kartón, látku, plast, drevo, sklo, najmä sklenený pohár s vodou.

2.8. Vytváranie magnetických hier.

Druhou časťou mojej praktickej práce na výskumnú tému je výroba vlastných hier pomocou magnetov. Takých hier je už veľa. Máme napríklad hry ako Šípky, Rybolov, Labyrint, Železnica, Konštruktér.

Prišiel som s niekoľkými nápadmi na vytváranie hier. Vo svojej práci som realizoval 3 nápady.

Hra "Kvetinová lúka".

Pomocou kartónu, farebného papiera, farebných obrázkov, lepidla a magnetiek som vyrobil hru „Kvetinová lúka“. Pomocou tejto hry môžete malým deťom ukázať, ako motýľ lieta z kvetu na kvet, ako sa lienka plazí po čistinke. Táto hra rozvíja detskú fantáziu, jemnú motoriku.

Hra "Turnip".

Pomocou kartónu, farebného papiera, farebných obrázkov hrdinov, lepidla a magnetov som vyrobil hru „Turnip“. Táto hra je o inscenácii rozprávky „Turnip“. Pomocou magnetov pripevnených k hrdinom bolo možné hýbať hrdinami a zobrazovať túto rozprávku v pohybe. Hra rozvíja priestorovú predstavivosť a pozornosť detí, jemnú motoriku.

Závodná hra.

S pomocou kartónu, farieb, štetca, fixiek, lepidla, dvoch áut a magnetiek som vyrobil hru "Preteky". Táto hra musí mať 2 účastníkov. Každý účastník dostane pretekárske auto s magnetom a magnetom. Obe autá sú nastavené na štart a na povel, bez toho, aby sa autá dotýkali rukami, ale len pomocou magnetov pohybujúcich sa pod pretekárskou dráhou, dovedú účastníci svoje autá do cieľa. Táto hra rozvíja predstavivosť, pozornosť, myslenie a jemnú motoriku.

Záver.

Účel jeho diela, ktoré som dal: odhaliť hlavné vlastnosti magnetu.

Úlohy, pri riešení ktorého som dosiahol svoj cieľ :

študovať literatúru na túto tému;

experimentálne odhaliť vlastnosti magnetu;

vytvorte si vlastné hry pomocou magnetov.

Všetky stanovené ciele a zámery sa mi podarilo splniť.

Predkladám nasledovné hypotéza:

ak poznáme vlastnosti magnetu, potom sa pole jeho použitia rozšíri.

Naša hypotéza sa potvrdila.

Po dokončení našej práce sme dospeli k týmto záverom:

magnetické pole existuje a môže byť znázornené pomocou kovových pilín;

magnet má 2 póly: severný a južný a navzájom sa ovplyvňujú;

magnet pôsobí na strelku kompasu;

magnet nepriťahuje nekovové predmety a nie všetko priťahuje kovové predmety;

magnet s väčším priemerom priťahuje viac kovových predmetov;

magnet väčšieho priemeru má väčšiu príťažlivú silu a pôsobí na väčšiu vzdialenosť;

magnetická sila môže prechádzať predmetmi a kvapalinou, ale súčasne slabne.

Pozorovaním rôznych predmetov doma aj v škole som zistil, že magnety sa vo veľkom využívajú aj dnes. Ľudia sú zvyknutí využívať silu magnetu, pracuje s ním veľa zariadení a hračiek.

Výskumná práca sa ukázala ako veľmi zaujímavá a vzrušujúca. Myslím si, že pri realizácii výskumného projektu som nadobudol schopnosť kriticky pracovať so získanými informáciami, analyzovať a porovnávať dostupné fakty a hľadať spôsoby riešenia vzniknutých problémov. Toto všetko budem potrebovať pre moje ďalšie úspešné pokračovanie vo vzdelávaní.

Vlastnosť magnetu priťahovať niektoré predmety ani v týchto dňoch nestratila svoje čarovné tajomstvo. Človek, ktorý by mohol povedať: „O magnete viem VŠETKO“, sa ešte nenarodil a zrejme ani nenarodí. Prečo magnet priťahuje? - táto otázka bude vždy vyvolávať nevysvetliteľné vzrušenie pred krásnou záhadou prírody a zrodí smäd po nových vedomostiach a nových objavoch. Mám otázku: môže magnet stratiť svoju silu alebo je s ním navždy? Aby som odpovedal na túto otázku, budem pokračovať v štúdiu magnetov.

Zoznam použitých prameňov a literatúry

Veľká kniha pokusov pre školákov / Ed. Antonella Meiyani; Za. s tým. E.I. Motyleva. - M .: CJSC "ROSMEN-PRESS", 2006. - 260 s.

Zábavné experimenty: Elektrina a magnetizmus / M. Di Spezio; Za. z angličtiny M. Zabolotskikh, A. Rastorgueva. - M .: AST: Astrel, 2005, - 160 s.: chor.

Meyyan M.G. Nové povolania magnetu: Kniha. Pre mimo triedy. čítanie M .: Školstvo, 1985. - 144 s., ill. - (Svet vedomostí)

Pasynkov V.V., Sorokin V.S. Praktické využitie magnetov, M.: Vysoká škola, 1986 - 252. roky.

Perelman Ya.I .. Zábavná fyzika. V 2 knihách. Kniha. 2 / Ed. A.V. Mitrofanov. - M.: Nauka, 2001.- 272 s., Ill.

Čo? Za čo? prečo? Veľká kniha otázok a odpovedí / Per. K. Mišina, A. Zyková. - M .: Eksmo, 2007 .-- 512 s.: chor.

Spoznávam svet: Detská encyklopédia: Fyzika / Komp. A.A. Leonovič; Pod celkom. vyd. O.G. Hinn. - M .: OOO "Vydavateľstvo AST-LTD", 2003. - 480 s.

Príloha 1.

Tabuľka 1 „Priťahujú magnety všetko?“

	Materiál	Priťahuje magnet
	plast
	minca 5 kopejok
	minca 10 kopejok
	minca 50 kopejok
	minca 1 rub
	mince 2 ruble
	5 rubová minca
	mince 10 rubľov

Dodatok 2.

Tabuľka 2 "Závisí sila jeho príťažlivosti od plochy povrchu magnetu?"