science >> Wetenschap >  >> Elektronica

De effecten van temperatuur op permanente magneten

Onder bepaalde omstandigheden zijn permanente magneten niet altijd permanent. Permanente magneten kunnen niet-magnetisch worden gemaakt door eenvoudige fysieke handelingen. Een sterk extern magnetisch veld kan bijvoorbeeld het vermogen van een permanente magneet om metalen zoals nikkel, ijzer en staal aan te trekken, verstoren. Temperatuur, zoals een extern magnetisch veld, kan ook een permanente magneet beïnvloeden. Hoewel de methoden verschillen, zijn de resultaten hetzelfde - zoals een te hoog extern magnetisch veld, een te hoge temperatuur kan een permanente magneet demagnetiseren.

Magnet Domain Basics

De kracht achter een magneet om metalen aan te trekken ligt in zijn basale atomaire structuur. Magneten bestaan ​​uit atomen die worden omgeven door ronddraaiende elektronen. Sommige van deze elektronen draaien rond en creëren een klein magnetisch veld dat een "dipool" wordt genoemd. Deze dipool lijkt erg op een kleine staafmagneet met een noord- en zuideinde. Binnen een magneet worden deze dipolen gecombineerd tot grotere en meer magnetisch krachtige groepen die 'domeinen' worden genoemd. Domeinen zijn als magnetische stenen die een magneet zijn kracht geven. Als de domeinen op één lijn liggen, is de magneet sterk. Als de domeinen niet zijn uitgelijnd, maar willekeurig zijn gerangschikt, is de magneet zwak. Wanneer u een magneet demagnetiseert met een sterk extern magnetisch veld, dwingt u de domeinen om van een uitgelijnde oriëntatie naar een willekeurige oriëntatie te gaan. Demagnetiseren van een magneet verzwakt of vernietigt een magneet.

Magneetveldeffecten

Sterke magneten - of elektrische apparaten die sterke magnetische velden produceren - kunnen magneten met zwakke magnetische velden beïnvloeden. De aantrekkingskracht van een sterk magnetisch veld kan de domeinen van een zwakkere magneet overheersen en ervoor zorgen dat de domeinen van een uitgelijnde oriëntatie naar een willekeurige oriëntatie gaan. Dit is met name het geval wanneer het magnetische veld van een zwakke magneet loodrecht op een magnetisch veld van een sterkere magneet is gericht.

Temperatuureffecten

Temperatuur, net als een sterk extern magnetisch veld, kan ertoe leiden dat de domeinen van een magneet verloren gaan hun oriëntatie. Wanneer een permanente magneet wordt verwarmd, trillen de atomen in de magneet. Hoe meer de magneet wordt verwarmd, hoe meer de atomen trillen. Op een gegeven moment zorgt de vibratie van de atomen ervoor dat de domeinen van een uitgelijnd, geordend patroon naar een niet-gericht ongeordend patroon gaan. Het punt waar extreme hitte een temperatuur bereikt die ervoor zorgt dat de atomen trillen en de domeinen van een magneet herschikken, wordt het "Curie-punt" of de "Curie-temperatuur" genoemd.

Curie-punten

Omdat magnetische metalen verschillende atomaire structuren, ze hebben allemaal verschillende Currie-punten. IJzer, nikkel en kobalt hebben Curie-punten van respectievelijk 1.418, 676 en 2.050 graden Fahrenheit. De temperaturen onder een Curie-punt worden de magnetische ordeningstemperatuur van een magneet genoemd. Onder het Curie-punt herschikken de dipolen zich van een ongeordende, niet-parallelle oriëntatie naar een geordende uitgelijnde oriëntatie. Als een verwarmde permanente magneet echter mag afkoelen terwijl hij evenwijdig met een sterk extern magnetisch veld wordt georiënteerd, is de kans groter dat de permanente magneet met succes terugkeert naar de oorspronkelijke of sterkere magnetische staat.