Materiale magnetice

18
Materiale magnetice. Magneţi. 1. Generalităţi Un magnet (din greacă: µαγνητης λιΘος - „piatră magnetică") este un material sau un obiect care creează un câmp magnetic (fig.1). Acest câmp magnetic este invizibil dar este răspunzător pentru cele mai remarcabile proprietăţi ale unui magnet – spre exemplu, forţaţi trecerea magnetului prin faţa unor materiale feromagnetice şi o să observaţi fenomenul de atragere sau respingere a acestora. Un magnet permanent este un material deja magnetizat, ca de exemplu un magnet obişnuit. Materiale care pot fi magnetizate sunt acele materiale care pot fi atrase de magneţi (sau pot deveni magneţi). Aceste materiale se numesc materiale magnetice . Din punct de vedere al stării de magnetizare, materialele magnetice se împart în: diamagnetice, paramagnetice, feromagnetice, antiferomagnetice şi ferimagnetice. Materialele diamagnetice au λ m <0 deci µ'< 1. Valorile lui λ m sunt foarte mici în valoare absolută (de ordinul 10 -6 ) şi sunt independente de temperatură. Materialele cu comportare diamagnetică sunt: hidrogenul, carbonul, argintul, aurul, cuprul, plumbul, zincul, germaniul, seleniul, siliciul, etc. Materialele paramagnetice au în absenţa câmpului magnetic un moment magnetic propriu. Momentele magnetice, orientate haotic datorită agitaţiei termice, tind să se orienteze în direcţia câmpului aplicat. Materialele paramagnetice au deci λ m > 0 şi

Transcript of Materiale magnetice

Page 1: Materiale magnetice

Materiale magnetice. Magneţi.

1. Generalităţi

Un magnet (din greacă: µαγνητης λιΘος - „piatră magnetică") este un material sau un obiect care creează un câmp magnetic (fig.1). Acest câmp magnetic este invizibil dar este răspunzător pentru  cele mai remarcabile proprietăţi ale unui magnet – spre exemplu, forţaţi trecerea magnetului prin faţa unor materiale feromagnetice şi o să observaţi fenomenul de atragere sau respingere a acestora. Un magnet permanent este un material deja magnetizat, ca de exemplu un magnet obişnuit. Materiale care pot fi magnetizate sunt acele materiale care pot fi atrase de magneţi (sau pot deveni magneţi). Aceste materiale se numesc materiale magnetice. 

Din punct de vedere al stării de magnetizare, materialele magnetice se împart în: diamagnetice, paramagnetice, feromagnetice, antiferomagnetice şi ferimagnetice.

Materialele diamagnetice au λm<0 deci µ'< 1. Valorile lui λm sunt foarte mici în valoare absolută (de ordinul 10-6) şi sunt independente de temperatură. Materialele cu comportare diamagnetică sunt: hidrogenul, carbonul, argintul, aurul, cuprul, plumbul, zincul, germaniul, seleniul, siliciul, etc.

Materialele paramagnetice au în absenţa câmpului magnetic un moment magnetic propriu. Momentele magnetice, orientate haotic datorită agitaţiei termice, tind să se orienteze în direcţia câmpului aplicat. Materialele paramagnetice au deci λm > 0 şi µ'> 1, dacă valorile absolute ale susceptivităţii sunt mici (de ordinul 10-6). Materialele cu comportare paramagnetică sunt: oxigenul, aluminiul, platina, cromul, manganul, potasiul, etc.

Materialele feromagnetice au, ca şi cele paramagnetice moment magnetic propriu, dar momentele magnetice ale atomilor vecini sunt orientate identic, formând domenii de magnetizare spontană. Diversele domenii sunt orientate diferit, dar sub influenţa unui câmp magnetic exterior se orientează în acelaşi sens, ceea ce se materializează la nivel macroscopic prin valori foarte mari ale permeabilităţii magnetice, şi prin dependenţa liniară cu histerezis a inducţiei de intensitatea câmpului.

Page 2: Materiale magnetice

Se notează: HC – intensitatea câmpului coercitivHS – intensitatea câmpului de saturaţieBr – inducţia remanentăBS – inducţia de saturaţie

Pentru caracterizarea materialului în jurul unei anumite stări (definită printr-o pereche de valori B, H) se utilizează următoarele permeabilităţi magnetice relative:

1. permeabilitatea statică µst = B/µ0* H2. permeabilitatea diferenţială µdif=limΔH›0(ΔB/µ0*ΔH)în sens direct care este proporţională cu

panta curbei B=B(H) cu creşterea lui H.3. permeabilitatea dinamică µd=(ΔB/µ0*ΔH)H›Ho,B›Bo care este proporţională cu panta

medie a ciclului deschis de material în jurul stării H0, B0.4. permeabilitatea reversibilă µrev = limΔH›0 (ΔB/µ0*ΔH)Ho, Bo care este proporţională cu

panta ciclului reversibil descris în jurul stării H0, B0.5. permeabilitatea iniţială µi=limΔH›0(ΔB/µ0*ΔH)H›0,B›0 caracterizează panta în primul

domeniu de reversibilitate (în jurul stării H0, B0).

Materialele feromagnetice se transformă în paramagnetice la temperaturi mai mari decât temperatura Curie (Tc). Materialele cu comportare feromagnetică sunt: fierul, cobaltul, nichelul, gadolinul şi aliajele lor.

Materialele antiferomagnetice au în structura lor două subretele magnetice cu momente magnetice egale şi orientate antiparalel. Materialele antiferomagnetice (cele mai cunoscute fiind MnO, FeO) nu au importanţă practică deosebită.

Materialele ferimagnetice au de asemenea două (sau mai multe) subretele magnetice cu momente opuse dar acestea sunt recompensate. Dependenţa B=B(H) are forma unei curbe de histerezis ca la materialele feromagnetice. Materialele ferimagnetice au rezistivităţi ridicate care determină pierderi reduse prin curenţi turbionari, ceea ce le avantajează faţă de materialele feromagnetice (bune conductoare electrice).

Materialele metalo-ceramice cu proprietăţi ferimagnetice se numesc ferite. După metalul caracteristic din structura lor acestea poartă denumirea de ferite de cobalt, de nichel, etc.

Page 3: Materiale magnetice

2. Clasificarea materialelor magnetice

După forma ciclului histerezis materialele fero şi ferimagnetice se clasifică în două grupe:

materiale magnetice moi, pentru care câmpul coercitiv este cel mult de 80A/m; materiale magnetice dure, pentru care câmpul coercitiv este mai mare de 4000A/m.

Materialele magnetice moi se împart la rândul lor în trei tipuri, după raportul Br/Bm.

Br/Bm<0,5 – permeabilitatea relativ mică după constanta cu intensitatea câmpului; sunt utilizate pentru miezurile bobinelor cu conductivitate constantă cu câmpul;

0,5<Br/Bm<0,8 – permeabilitate mare dar puternic dependentă de câmp; se utilizează pentru miezuri de bobine şi pentru transformatoare

Br/Bm>0,8 – sunt denumite materiale cu ciclu histerezis dreptunghiular (CHD); sunt utilizate la fabricarea miezurilor pentru memorie şi comutaţie.

Materialele magnetice dure se clasifică de asemenea după raportul Br/Bm (fig.4):

Br/Bm<0,4 – se utilizează pentru înregistrarea magnetică a informaţiei; Br/Bm>0,4 – materiale pentru magneţi permanenţi; se preferă cele cu inducţia

remanentă cât mai mare deci cele care se apropie de forma dreptunghiulară a ciclului histerezis.

3. Pierderi în materialele magnetice

Page 4: Materiale magnetice

Prin materiale magnetice se înţelege de obicei materialele fero- sau ferimagnetice. Pierderile de energie ale câmpului magnetic în material sunt de mai multe tipuri. Pierderile prin curenţi turbionari se datorează curenţilor induşi în material şi sunt invers proporţionale cu rezistivitatea acestuia. Într-un material feromagnetic introdus în câmp magnetic variabil se induc, conform inducţiei electromagnetice, tensiuni electromotoare, care generează curenţi turbionari.

Se arată că pentru a micşora pierderile prin curenţii turbionari este necesar ca:

1. grosimea materialului să fie mică (materialul utilizat sub formă de tole sau pulbere);2. rezistivitatea să fie cât mai mare (utilizarea materialelor ferimagnetice);3. scăderea conductivităţii materialului.

Pierderile prin histerezis sunt invers proporţionale cu aria ciclului histerezis. Pierderile prin histerezis depind numai de forma curbei de histerezis, reducerea lor fiind determinată de utilizarea unor materiale cu un ciclu histerezis de suprafaţă cât mai mică. Pierderile prin magnetizare provin din rămânerea în urmă a inducţiei la variaţii rapide ale intensităţii câmpului magnetic, fenomen de natura unei vâscozităţi termice.

Deci, pierderile magnetice inglobeaza pierderile prin hiserezis si pierderile prin curenti turbionari. Ele sunt date in wati pe kilogram (W/kg) si se determina cu aparatul Epstein, la o anumita inducţie şi la o anumită frecvenţă. Pierderile prin hiserezis ,care sunt proportionale cu suprafat inchisa a ciclului de histerezis,au un rol important in current alternative.

4. Funcţiile materialelor magnetice

Proprietăţile materialelor fero şi ferimagnetice le conferă acestora o largă aplicabilitate practică în îndeplinirea unor funcţii specifice, ca suport material al utilizării tehnice a fenomenelor electromagnetice. Principalele funcţii sunt:

1. Funcţia de miez magnetic. O bobină cu miez magnetic este echivalenta unei bobine cu vid cu inductivitate de r µ ori mai mare. Se utilizează în special la circuitele magnetice ale maşinilor şi aparatelor electrice, ale bobinelor şi transformatoarelor etc.

2. Funcţia de generare a câmpului magnetostatic. Un circuit magnetic cu întrefier, al cărui miez magnetic a fost în prealabil magnetizat până la saturaţie, reprezintă un magnet permanent între polii căruia există un câmp magnetostatic.

3. Funcţia de înregistrare magnetică a informaţiei. Această funcţie se bazează pe proprietatea că magnetizarea remanentă să depindă univoc de câmpul magnetic de excitaţie. Materialele utilizate în acest scop trebuie să aibă un câmp coercitiv mare care să împiedice efectul de ştergere a informaţiei sub influenţa unor câmpuri perturbatoare.

4. Funcţii neliniare şi parametrice. Caracterul neliniar al caracteristicii de magnetizare a materialelor magnetice în special al celor cu ciclu histerezis dreptunghiular, permite realizarea unor funcţii de circuit neliniare şi parametrice.

5. Funcţia de ecran magnetic. În vederea înlăturării acţiunii perturbatoare a unor câmpuri electromagnetice exterioare unele dispozitive şi elemente electronice se ecranează.

6. Funcţia de traductor piezomagnetic. Materialele fero- şi ferimagnetice suferă modificări ale dimensiunilor exterioare sub influenţa variaţiei stării de magnetizare,

Page 5: Materiale magnetice

fenomen denumit piezomagnetism. De regulă materialele piezomagnetice îndeplinesc funcţia de traductor piezomagnetic, invers, transformând energia electromagnetică în energie mecanică (generatoare sonore şi ultrasonore).

7. Funcţia de traductor de temperatură. Variaţia cu temperatura, la câmp constant, la permeabilităţi relative cu preponderenţă în apropierea temperaturii Curie, permit utilizarea acestora ca traductoare de temperatură.

5. Magneţi

Totul a început când am plecat să cumpărăm un magnet pentru o demonstraţie despre armura lichidă a corpului. Am vrut să arătăm faptul că unele lichide, sub influenţa unui câmp magnetic, se comportă ca şi solidele. Lângă capsula Petri şi pilitura de fier de care am avut nevoie, catalogul de ştiinţă a lui Steve Spangler a avut nevoie de un magnet de neodim desris ca „super puternic”. Am cumpărat un magnet de acest tip sperând că acesta va fi destul de puternic pentru a crea un efect semnificativ ce care să îl putem înregistra pe peliculă.

Magnetul nu doar transformă fluidul nostru din pilitură de fier şi ulei în solid – uneori, el trage fluidul în crăpăturile capsulei Petri ţinându-l acolo. O dată, un magnet a „zburat” neaşteptat din mâna cameramanului într-un vas plin cu pilitură de fier uscată, necesitând o mare ingeniozitate pentru a putea fi îndepărtată de pe magnet. De asemenea s-a lipit atât de ferm de faţa inferoară a unei mese metalice, încât a trebuit să utilizăm doi patenţi pentru a-l dezlipi. Când am decis că ar fi mai sigur să ţinem magnetul într-un buzunar, oamenii s-au rănit uşor lipindu-se de masă, scară şi de uşa studioului.

5.1 Polii magnetici

Un magnet poate avea mai mulţi poli: sud şi nord. Acesşti poli apar mereu în perechi. Nu poate fi un pol nord fără un pol sud corespondent şi invers.

În jurul departamentului, magnetul a devenit un obiect de curiozitate şi subiectul unor experimente improvizate. Este de o putere stranie şi tendinţa de a sări neaşteptat şi zgomotos

Page 6: Materiale magnetice

de la locul unde este împachetat la o suprafaţă metalică apropiată ne face să ne mai gândim o dată a acest obiect „banal”. Toţi ştim bazele magneţilor şi magnetismului – magneţii atrag metale specifice, şi au unul sau mai mulţi poli sud şi nord. Polii opuşi se atrag şi cei asemănători se resping. Câmpurile electrice şi magnetice sunt „apropiate”, iar magnetismul împreună cu gravitaţia şi forţele atomice slabe şi puternice reprezintă una dintre cele patru forţe fundamentale în Univers.

Dar nici unul dintre aceste lucruri nu ne răspunde la întrebările noastre principale. De ce magneţii se lipesc doar de anumite metale? Prin prelungire, de ce nu se lipesc şi de alte metale? De ce se atrag sau se resping, în funcţie de poziţia lor? De ce magneţii de neodinium sunt mult mai puternici decât cei ceramici cu care ne jucam în copilărie?

Pentru a răspunde la aceste întrebări, va trebui să ne însuşim teoria de bază a unui magnet. Magneţii sunt obiecte care produc câmpuri magnetice şi atrag metale precum fierul, nichelul sau cobaltul. Liniile de forţă ale câmpului magnetic ies din acesta pe la polul nord şi intră pe la polul sud. Magneţii permanenţi sau puternici îşi creează propriul câmp magnetic tot timpul. Magneţii temporari sau slabi produc câmpuri magnetice în prezenţa unui alt câmp magnetic şi la puţin timp după ieşirea acestuia din câmpul magnetic al magnetului temporar. Electromagneţii produc câmpuri magnetice doar când curentul circulă prin bobină lor.

Până de curând, toţi magneţii erau făcuţi din elementele metalice sau aliaje. Aceste materiale produc magneţi de puteri diferite. De exemplu:

Magneţii ceramici , precum cei utilizaţi la refrigeratoare şi la experimentele din şcoli. Ei conţin oxid de fier într-un compozit ceramic. Magneţii ceramici sunt uneori cunoscuţi ca magneţi ferici, şi nu au o putere ieşită din comun.

Magneţii alinco sunt făcuţi din aluminiu, nichel şi cobalt. Ei sunt mai puternici decât magneţii ceramici, dar nu destul de puternici pentru a fi introduşi într-o clasă de elemente cunoscută ca clasa metalelor rare de pe pământ.

Magneţii de neodinium conţin fier, bor şi metalul rar numit neodiniu.

Page 7: Materiale magnetice

Magneţii samariu-cobalt conţin cobalt combinat cu elementul rar samariu. În ultimii ani, cerectătorii au descoperit polimerii magnetici. Unii dintre aceştia sunt flexibili şi modelabili. Totuşi, unii dintre aceştia funcţionează doar la temperaturi foarte joase, iar alţii ridică materiale foarte uşoare, precum pilitura de fier.

Pentru transformarea acestor materiale în magneţi este necesar un mic efort. Vom vedea cum se întâmplă acest lucru în secţiunea următoare.

5.2 Bazele fabricării magneţilor

Multe dintre dispozitivele electronice din ziua de azi au nevoie de magneţi pentru a funcţiona. Cel mai puternic magnet natural, este o formă a magnetitei. Acesta poate atrage obiecte mici, precum agrafele sau pionezele.

În secolul XX, oamenii au descoperit că pot utiliza magneţii naturali pentru a magnetiza o bucată de fier, creând o busolă. Frecând repetat magnetul natural de un cui de fier într-o direcţie, cuiul se va magnetiza. Apoi, prin suspendare, el se va alinia pe linia nord-sud. În cele din urmă, cercetătorul Wiliam Gilbert a explicat că acest aliniament al cuiului pe linia nord-sud se întâmplă datorită faptului că Pământul se comportă ca un magnet enorm cu polii la nord şi sud.

Un ac de busolă nu este nici pe departe la fel de puternic ca magneţii permanenţi din ziua de astăzi. Dar procesul fizic care magnetizează acele de busolă şi bucăţile de aliaj din neodinium este în principiu la fel. Acest proces lasă regiuni microscopice cunoscute ca domenii magnetice, care sunt părţi ale structurii fizice a materialelor feromagnetice, precum fierul, cobaltul şi nichelul. Fiecare domeniu este în esenţă un mic magnet cu polii nord şi sud. Într-un material feromagnetic nemagnetizat, au polii acestor mici magneţi îndreptate direcţii diferite. Domeniile magnetice care sunt orientate în direcţii opuse se anulează reciproc, aşadar materialul nu produce câmp magnetic.

În magneţi, majoritatea polilor domeniilor magnetice sunt îndreptaţi în aceeaşi direcţie. Prin aliniament, microscopicii magneţi nu se mai anulează reciproc, ci îşi combină câmpurile magnetice pentru a forma un câmp magnetic mare. Cu cât sunt mai multe domenii magnetice îndreptate în aceaşi direcţie, cu atât câmpul magnetic general va fi mai puternic. Fiecare domeniu magnetic se extinde de la polul nord la polul sud al domeniului din faţa sa.

Page 8: Materiale magnetice

Fig.9b explică de ce prin „ruperea” unui magnet în două se formează doi magneţi mai mici cu polii nord şi sud proprii. Aceasta explică şi de ce polii opuşi se atrag – liniile câmpului magnetic lasă polul nord a unui magnet şi „intră” în magnetul respectiv în mod natural un pol sud, creând astfel un magnet.  Polii asemănători se resping datorită faptului că liniile de forţă magnetice circulă în direcţii opuse.

5.3 Fabricarea magneţilor

Pentru a face un magnet, tot ce trebuie să faceţi este să încurajaţi domeniile magnetice dintr-o bucată de metal să se îndrepte în aceeaşi direcţie. Acest lucru se întâmplă atunci când frecaţi un ac de un magnet – expunerea la un câmp magnetic încurajează alinierea domeniilor magnetice. Alte căi de a alinia domeniile magnetice dintr-o bucată de metal sunt:

1. Aşezându-l într-un câmp magnetic puternic pe direcţia nord-sud a acestuia2. Ţinându-l pe direcţia nord-sud şi lovindu-l repetat cu un ciocan, vibraţiile forţând

domeniile magnetice să capete un aliniament slab;3. Trecând prin el un curent electric.

Două dintre aceste metode sunt printre teoriile ştiinţifice despre cum s-au format magneţii naturali. Unii cercetători au speculat că magnetita devine magnetică după ce este lovită de un fulger. Alţii au sugerat că aceste bucăţi de rocă au devenit magnetice când s-a format Pământul, domeniile magnetice, aliniindu-se cu câmpul magnetic terestru atunci când fierul era încă lichid.

Page 9: Materiale magnetice

Cea mai comună metodă de fabricare a magneţilor de astăzi implică poziţionarea unui metal într-un câmp magnetic. Câmpul exercită o forţă pe material, încurajând alinierea domeniilor. Acolo există şi o mică întârziere, cunoscută sub numele de histereză, între introducerea matalului în câmpul magnetic şi alinierea domeniilor – dureză câteva momente pentru ca domeniile să înceapă să se mişte. Mai jos veţi vedea ce se întâmplă.

Domeniile magnetice se rotesc, aliniindu-se de-a lungul liniei nord-sud a câmpului magnetic la care au fost supuse.

Domeniile deja aliniate pe această direcţie devin mai mari, în timp ce domeniile din jurul lor devin mai mici.

Zidurile domeniului, sau marginile dintre domeniile apropiate se mişcă fizic pentru a se adapta la mărirea domeniului. Într-un câmp magnetic foarte puternic, unele ziduri dispar în întregime.

Puterea magnetului rezultat depinde de forţa cu care domeniile au fost mişcate, altfel spus, de puterea câmpului magnetic la care a fost supus metalul. Permanenţa sau retentivitatea sa depinde de cât de greu a fost pentru a încuraja domeniile să se alinieze. Materialele puternic magnetizate reţin magnetismul lor pe perioade lungi de timp, pe când materialele uşor magnetizate revin adesea la starea lor originală, nemagnetică.

Puteţi reduce puterea unui magnet sau să îl demagnetizaţi total expunându-l la un câmp magnetic în direcţie opusă cu aliniajul domeniilor magnetice. Puteţi de asemenea demagnetiza un magnet încălzindu-l aproape de punctul curie, sau temperatura la care îşi pierde magnetismul. Căldura deformează materialul şi excită particulele magnetice, cauzând distrugerea aliniamentului.

Acum vom vedea de ce materialele magnetizate atrag anumite metale.

5.4 De ce se lipesc magneţii?

Se stie că un curent electric care circulă printr-un conductor creează un câmp magnetic. Mişcarea sarcinilor electrice este responsabilă şi pentru câmpul magnetic al magneţilor permanenţi. Dar câmpul unui magnet nu provine de la un curent electric puternic ce trece

Page 10: Materiale magnetice

printr-un conductor – el provine de la mişcarea electronilor.

Mulţi oameni îşi imaginează electronii ca mici particule care orbitează în jurul unui nucleu aşa cum planetele orbitează în jurul Soarelui. Fizica cuantică explică faptul că mişcarea electronilor este ceva mai complicată de atât. În esenţă, electronii umplu învelişul orbital al atomilor, unde ei se comportă şi ca particule, şi ca unde. Electronii au o sarcină şi o masă, şi o mişcare pe care fizicienii o descriu ca rotaţie în direcţie ascendentă sau descendentă.

În general, electronii umplu orbitele atomilor în perechi. Dacă unul dintre electronii unei perchi se roteşte în sus, celelalt se va roti în sens opus. Este imposibil ca electronii unei perechi să se rotească în aceeaşi direcţie. Aceasta este o parte a cuantului mecanic cunoscut ca principiul excluziunii Pauli.

Chiar şi când electronii nu se mişcă foarte departe, mişcarea lor este suficientă pentru a crea un mic câmp magnetic. Deoarece electronii în perechi se mişcă în direcţii opuse, câmpul lor magnetic se anulează reciproc. Atomii materialelor feromagnetice, pe cealaltă parte, au câţiva electroni fără pereche care au aceeaşi mişcare. Fierul, de exemplu, are patru electroni fără pereche care au aceeaşi mişcare. Deoarece ei nu au electroni pereche care să producă câmpuri magnetice opuse, aceşti electroni au un moment orbital magnetic. Momentul magnetic este un vector – are o magnitudine şi o direcţie. Este raportat la puterea torsiunea exercitată de ambele câmpuri magnetice. Un întreg moment magnetic al unui magnet apare atunci când toţi atomii săi au un moment magnetic.

În metalele ca fierul, momenul orbital magnetic încurajează atomii din apropiere să se alinieze de-a lungul linilor nord-sud a câmpului magnetic. Fierul şi alte materiale feromagnetice sunt cristaline. Cum se răcesc dintr-o stare lichidă, grupele de atomi cu orbitale paralele se rotesc aliniate înauntrul structurii cristaline. Am discutat aceste forme ale domeniilor magnetice în secţiunea anterioară.

Page 11: Materiale magnetice

Poate aţi observat că materialele din care se fac magneţi buni sunt aceleaşi materiale pe care magneţii le atrag. Acest lucru se întâmplă deoarece magneţii atrag materiale care au electroni fără pereche care se rotesc în aceeaşi direcţie. Cu alte cuvine, calitatea care transformă un metal în magnet, este aceeaşi cu aceea care face magnetul să atragă acel metal. Multe alte elemente sunt diamagnetice – electronii lor fără pereche creează un câmp magnetic care respinge slab un magnet. Câteva materiale nu recţionează deloc la câmpurile magnetice.

5.5 Măsurarea magneţilor

Această explicaţie şi fizica cuantică care stă la baza ei sunt foarte complicate, şi fără acestea, ideea de atracţie magnetică poate fi mistificată. Aşa că nu este surprinzător faptul că oamenii au văzut materialele magnetice cu suspiciunea pentru multă istorie. În următoarea secţiune, vom vedea puterea atribuită magneţilor.

5.6 Mituri despre magneţi

De fiecare dată când utilizaţi un computer, utilizaţi magneţi. Un hard-drive utilizează magneţi pentru a stoca date, iar unele monitoare utilizează magneţi pentru a crea imagini pe ecran. Dacă aveţi o sonerie la uşă, aceasta utilizează probabil un electromagnet pentru a lovi o piesă de metal de alta. Magneţii sunt de asemenea componente vitale în televiziunea CRT, difuzoare, microfoane, generatoare, transformatoare, motoare electrice, casete audio/video sau benzi de magnetofon, compase şi vitezometre de maşini.

Page 12: Materiale magnetice

În plus la utilizările lor practice, magneţii au şi multe proprietăţi distractive. Ei pot induce curent electric în conductoare pentru a mări cuplul motoarelor. Un câmp magnetic destul de puternic poate face obiectele mici să leviteze. Trenurile Maglev utilizează propulsia magnetică pentru a călători la viteze foarte mari, iar fluidele magnetice ajută la umplerea motoarelor de rachetă cu combustibil. Câmpul magnetic terestru, cunoscut ca magnetosferă, ne protejează de vântul solar. Conform revistei Wired, unii oameni chiar şi-au implantat mici magneţi de neodim în degete pentru a-i ajuta să detecteze câmpurile magnetice.

Scanarea cu Rezonanţă Magnetică (MRI) utilizează câmpuri magnetice pentru a ajuta doctorii să examineze tri-dimensional oraganele interne ale pacienţilor. Doctorii utilizează câmpuri magnetice pulsative pentru a trata fracturile care nu s-au vindecat corect. Această metodă, aprobată de administraţia americană a mâncării şi drogurilor în anii ’70, poate îndrepta oasele care nu au răspuns la alt tratament. Pulsaţii similare de energie electromagnetică poate ajuta la oprirea degradătii oaselor şi muşchilor astronauţilor care stau în medii lipsite de gravitaţie pentru perioade lungi.

Magneţii pot de asemenea proteja şi sănătatea animalelor. Vacile sunt susceptibile de reticulopericardită traumatică, cauzată de înghiţirea obiectelor metalice. Obiectele metalice pot perfora stomacul unei vaci şi afecta diafragma sau inima. Magneţii pot preveni acest lucru. O practică include tracera unui magnet peste mâncarea vacilor pentru a elimina obiectele metalice. Alta este de a hrăni vacile cu magneţi. Aceşti magneţi alinco pentru vaci atrag obiectele metalice şi previn lezarea stomacului sau a altor organe interne. Magneţii ingeraţi ajută la protecţia vacilor, dar este de preferat ca mâncarea acestora să nu conţină obiecte metalice. Pe cealaltă parte, oamenii nu ar trebui să mănânce magneţi deoarece ei se pot lipi de pereţii intestinali, blocând fluxul de hrană şi ucigând ţesutul. La oameni, magneţii înghiţiţi necesită intrervenţie chirurgicală pentru a fi eliminaţi.

Unii oameni susţin utilizarea magneţilor pentru a trata o largă varietate de boli şi afecţiuni. Comform specialiştilor, branţurile, brăţările, colierele, saltelele şi pernele magneice pot înlătura sau alina orice afecţiune, de la artrită la cancer. Unii specialişti au sugerat că consumul de apă magnetizată poate trata sau preveni boli variate. Americanii cheltuiesc 500 de milioane de dolari pe an pentru tratamente magnetice, iar la nivel global, oamenii cheltuiesc anual 5 miliarde de dolari pe aceste tratamente.

Specialiştii oferă câteva explicaţii pentru aceste contribuţii ale magneţilor în vindecarea unor boli şi afecţiuni. Una este aceea că magnetul atrage fierul din hemoglobina din sânge, mărind circulaţia sanguină într-o anumită zonă. Alta este că în prezenţa unui câmp magnetic, celulele din apropiere suferă modificări. Totuşi, studiile ştiinţifice nu au confirmat că utilizarea magneţilor statici au vreun efect asupra durerii sau bolilor. Probele clinice au sugerat că efectele benefice acordate magneţilor pot fi de fapt datorită scurgerii timpului, cu branţuri

Page 13: Materiale magnetice

magnetice sau brăţări, sau vindecarea poate fi datorită efectului placebo. În plus, apa de băut nu conţine elemente care pot fi magnetizate, punând sub semnul întrebării ideea de apă magnetică.

Alţi susţinători au sugerat de asemenea utilizarea magneţilor pentru a reduce duritatea apei din case. Conform fabricanţilor de astfel de produse, magneţii pot reduce duritatea apei prin eliminarea elementelor feromagnetice din apă. Totuşi, materialele care fac apa dură nu sunt feromagnetice.  Chiar dacă magneţii nu elimină durerile cronice şi nu vindecă cancerul, ei tot sunt fascinanţi.

Bibliografie

[1] – Cătuţeanu V. – “Materiale pentru electronică”, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982;[2] – Ileana F. – “Materiale electrotehnice si electronice”, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1993; [3] –  Dragomirescu A., Svasta P. – “Materiale şi componente electronice”,  îndrumar de laborator;[4] –  www.howstuffworks.com