Magnes: w naturze

Magnes trwały jest wykonany z materiału ferromagnetycznego o właściwościach magnetycznie twardych i wytwarza w otaczającej go przestrzeni stałe pole magnetyczne. Do opisu właściwości magnesu używa się umownie pojęcia biegunów magnetycznych – punktów, w których skupiają się linie wytwarzanego przez magnes pola. Magnes podzielony na dwie części staje się dwoma dwubiegunowymi magnesami. W wyniku podzielenia magnesu na najmniejszy z możliwych otrzymujemy magnes elementarny.

Ważną wielkością charakteryzującą magnes jest moment magnetyczny.

Pierwotnie nazwą magnes określano pewne rudy (magnesy naturalne, zwłaszcza magnetyt i piryt magnetyczny), które przyciągają kawałki żelaza lub inne magnesy. Magnes można także uzyskać przez namagnesowanie ciał ferromagnetycznych odznaczających się dużą pozostałością magnetyczną (tzw. stale twarde). Magnesy, używane początkowo tylko w kompasach, znalazły zastosowanie w wielu urządzeniach elektrycznych (silnikach elektrycznych, prądnicach, miernikach elektrycznych).

Typy magnesów trwałych

Niektóre rodzaje magnesów:

• metali ziem rzadkich - w tym:
  • samarowo-kobaltowe – (SmCo₅,Sm₂Co₁₇, SmCo₇) jest związkiem samaru i kobaltu
  • neodymowe (spiekane i wiązane) – oparte na związkach neodymu
• ceramiczne – ceramiczne spieki tlenków żelaza
• plastyczne – magnesy niemetaliczne, są zbudowane z polimerów zawierających nikiel
• alnico – wykonane ze związków glinu (Al) niklu (Ni) i kobaltu (Co) (Al-Ni-Co)

Wzór na siłę oddziaływania dwóch biegunów magnetycznych (tak zwane prawo Coulomba dla magnetyzmu), przy założeniu, że odległość między biegunami jest znacznie większa od rozmiarów ciał zawierających te bieguny, ma postać:

${\displaystyle F={\frac {\mu q_{m1}q_{m2}}{4\pi r^{2}}},}$ 

gdzie:

${\displaystyle F}$  – siła; jednostka SI: niuton
${\displaystyle q_{m1}}$  i ${\displaystyle q_{m2}}$  – „siła” poszczególnych biegunów (ładunków) magnetycznych; jednostka SI: amper×metr
${\displaystyle \mu }$  – przenikalność magnetyczna; jednostka SI: (tesla×metr)/amper
${\displaystyle r}$  – odległość; jednostka SI: metr.

Siła kulombowska podlega trzeciej zasadzie dynamiki Newtona: siły oddziaływania dwóch ładunków punktowych są sobie równe co do wartości bezwzględnej, lecz przeciwnie zwrócone wzdłuż prostej łączącej te ładunki.

Elektromagnes to urządzenie wytwarzające pole magnetyczne w wyniku przepływu prądu elektrycznego.

Zobacz multimedia związane z tematem: Magnes

Zobacz hasło magnes w Wikisłowniku

• magnetyzm ziemski