I. Sissejuhatus
Magnetid on põnevad objektid, mida on sajandeid kasutatud mitmesugustes rakendustes. Alates külmkapimagnetitest ja lõpetades elektrimootoritega – magnetid mängivad meie igapäevaelus olulist rolli. Aga kuidas magnetid töötavad? Selles blogipostituses uurime magnetite taga olevat teadust ja toome mõned levinumad näited nende kasutamisest.
II. Magnetväljad
Magnetismi keskmes on magnetväli, mis tekib liikuvate elektrilaengute mõjul. Kui elektrilaeng liigub, tekitab see enda ümber ringikujulise magnetvälja. Magnetvälja suund on risti elektrilaengu liikumise suunaga ning magnetvälja tugevus sõltub laengu kiirusest ja suunast. Mitmed samas suunas liikuvad elektrilaengud loovad tugevama magnetvälja kui üks laeng.
Magnetväljad suhtlevad üksteisega ja teiste objektidega mitmel viisil. Näiteks kui kaks magnetit tuuakse üksteise lähedale, siis nende magnetväljad interakteeruvad ja võivad üksteist kas meelitada või tõrjuda, olenevalt nende pooluste orientatsioonist.
III. Magnetpoolused
Igal magnetil on kaks poolust, mida nimetatakse põhjapooluseks ja lõunapooluseks. Nendel poolustel on vastupidised magnetilised omadused, kusjuures põhjapoolus tõmbub teise magneti lõunapooluse poole ja vastupidi. Vastaspoolused tõmbavad, samas kui poolused tõrjuvad.
Magneti magnetvälja tugevus on tugevaim selle pooluste juures ja väheneb neist eemaldudes järk-järgult. Magnetvälju saab visualiseerida ka magnetvälja joonte abil, mis näitavad välja suunda ja tugevust. Need jooned moodustavad alati suletud silmuse ega ristu kunagi üksteisega.
IV. Magnetilised materjalid
Kõik materjalid ei ole magnetilised, kuid mõnel materjalil on magnetilised omadused, mis võimaldavad neid magnetväljadel mõjutada. Kõige tavalisem magnetitüüp on ferromagnetiline magnet, mis on valmistatud rauast, niklist, koobaltist või nende metallide kombinatsioonist. Ferromagnetilised materjalid tõmbavad magnetid tugevalt külge ja neid saab magnetvälja asetades ise magnetiseerida.
Muud tüüpi magnetilised materjalid hõlmavad paramagnetilisi materjale, mida magnetid tõmbavad nõrgalt, ja diamagnetilisi materjale, mida magnetid tõrjuvad. Neid materjale ei kasutata püsimagnetite valmistamiseks, kuid neid saab kasutada mitmesugustes rakendustes, näiteks MRI-seadmetes keha sisestruktuuride kujutiste loomiseks.
V. Magnetite levinud kasutusalad
Magneteid kasutatakse paljudes igapäevastes esemetes külmkapimagnetitest kuni elektrimootoriteni. Siin on mõned levinumad näited magnetite kasutamisest:
Külmkapimagnetid: väikesed dekoratiivsed magnetid, mida kasutatakse paberite ja märkmete hoidmiseks külmikus.
Kõlarid: kõlari diafragma on kinnitatud magneti külge ja kui kõlari kaudu saadetakse elektriline signaal, siis membraan vibreerib ja tekitab helilaineid.
Elektrimootorid: Elektrimootor kasutab liikumise tekitamiseks magnetvälja. Mootoril on staator (statsionaarne osa) ja rootor (pöörlev osa), mis mõlemad on magnetiseeritud. Elektrivoolu rakendamisel interakteerub staatori magnetväli rootori magnetväljaga, põhjustades selle pöörlemise.
Maglevi rongid: Mõned rongid kasutavad rööbaste kohal hõljumiseks magnetlevitatsiooni (maglev), mis vähendab hõõrdumist ja võimaldab suuremat kiirust.
VI. Järeldus
Magnetid on elektromagnetismi võimsuse põnev näide. Mõistes, kuidas magnetväljad ja poolused toimivad, saame paremini hinnata magnetite paljusid kasutusviise meie igapäevaelus. Lihtsatest külmkapimagnetitest kuni keerukate meditsiiniseadmeteni on magnetid tänapäeva ühiskonna paljudes aspektides ülioluline.