З'яўляецца медным магнітам?

1. Уводзіны

Copper з'яўляецца адным з самых вядомых інжынерных металаў: высокаправодны, Герцагі, устойлівы да карозіі, і шырока выкарыстоўваецца ў электрычных сістэмах, цеплаабменнікі, цюбінг, і сплаваў.

Але адно пытанне ўзнікае на здзіўленне часта: з'яўляецца медным магнітам?

Шчыры адказ больш тонкі, чым простае так ці не, таму што «магнітны» можа азначаць розныя рэчы ў паўсядзённай мове і ў фізіцы.

Чыстая медзь дыямагнітны, гэта азначае, што ён вельмі слаба адштурхвае магнітнае поле, а не прыцягваецца да яго, і гэты эфект вельмі малы ў звычайных умовах.

2. Кароткі адказ

Чыстая медзь не з'яўляецца магнітнай, як жалеза. Ён не паводзіць сябе як ферамагнетык, так што звычайны магніт да яго не прыліпне.

Замест, медзь дыямагнітная, гэта азначае, што яго рэакцыя на магнітнае поле слабая і адштурхвае.

Гэта сказаў, медзь усё яшчэ можа моцна ўзаемадзейнічаць з магнітамі ў руху з-за віхравыя токі, гэта з'ява, адрозная ад уласнага магнетызму.

3. Чаму чыстая медзь не з'яўляецца магнітнай у звычайным сэнсе

Медзь не паводзіць сябе як ферамагнітны метал

Чыстая медзь не паводзіць сябе як жалеза, нік, або кобальт, таму магніт не будзе «прыліпаць» да яго ў штодзённым выкарыстанні.

У практычным інжынерным плане, медзь разглядаецца як а немагнітныя метал.

Дакладней, гэта дыямагнітны, што азначае, што пры прымяненні вонкавага магнітнага поля, медзь рэагуе вельмі слаба і ў процілеглым кірунку поля.

Эфект ёсць, але ён настолькі малы, што звычайна непрыкметны пры звычайным выкарыстанні.

Чаму такі слабы адказ

Прычына крыецца ў электроннай структуры медзі. У ферамагнітным метале, атамныя моманты могуць выраўноўвацца сумесна і ствараць моцную, ўстойлівы магнітны адказ.

Медзь не падтрымлівае такое выраўноўванне ў звычайных умовах.

Замест, яго электроны вырабляюць толькі вельмі нязначны індукаваны адказ, такім чынам, канчатковым вынікам з'яўляецца слабая палявая апазіцыя, а не прыцягненне.

Вось чаму медная пласціна, стрыжань, або дрот не паводзіць сябе як магнітны матэрыял у звыклым сэнсе.

Інжынерны сэнс

Гэта адрозненне мае значэнне, таму што "немагнітны" на практыцы можа азначаць дзве розныя рэчы.

Матэрыял можа быць сапраўды ферамагнітным, слабапарамагнітныя, або слабадыямагн. Медзь ставіцца да апошняй катэгорыі.

Такім чынам, правільнае сцвярджэнне заключаецца не ў тым, што медзь наогул не мае магнітнага водгуку, але гэта яго ўнутраная рэакцыя занадта малы, каб выклікаць паводзіны "прыліпанне да магніта", якія людзі звычайна звязваюць з магнетызмам.

4. Чаму медзь усё яшчэ можа ўзаемадзейнічаць з магнітамі

Эфект адбываецца ад змены магнітных палёў

Здаецца, што медзь «змагаецца» з магнітам, нават калі яна не ферамагнітная.

Прычына такая віхравыя токі, не звычайны магнетызм. Пры змене магнітнага поля адносна медзі, высокая электраправоднасць металу дазваляе ўтвараць у ім цыркуляцыйныя токі.

Гэтыя токі ствараюць уласнае магнітнае поле, які супрацьстаіць змене, якая іх стварыла. Вынікам можа быць моцнае тармажэнне або дэмпфаванне.

Чаму магніт тармозіць у медзі

Вось чаму магніт, які падае праз медную трубку, рэзка запавольваецца, або чаму рухомы магніт каля медзі можа адчуваць супраціў.

Медзь не прыцягваецца так, як жалеза; замест гэтага, зменлівае поле выклікае токі, якія адштурхоўваюцца супраць руху.

У інжынерным плане, медзь ўзаемадзейнічае з магнітам электрамагнітна, не ферамагніт.

Гэты эфект становіцца асабліва прыкметным у трох сітуацыях. Першы, калі магніт рухаецца адносна медзі. Па-другое, калі магнітнае поле змяняецца ў часе.

Трэці, калі медная частка досыць тоўстая і дастаткова праводзіць, каб падтрымліваць моцныя цыркуляцыйныя токі.

Бо медзь - выдатны праваднік, гэта асабліва эфектыўна для стварэння гэтых супрацьлеглых плыняў.

Вось чаму медзь карысная ў магнітным тармажэнні, індукцыйныя сістэмы, і электрамагнітнае экранаванне.

Чаму некаторыя «медныя» прадметы здаюцца магнітнымі

Ёсць і другая прычына, па якой медныя прадметы могуць здавацца магнітнымі: яны могуць быць не з чыстай медзі.

Нават невялікая колькасць забруджвання жалезам, пакрытыя пласты, або легіруючыя дабаўкі могуць змяніць відавочную рэакцыю.

У рэальным вытворчасці, «медная» дэталь насамрэч можа быць латунню, бронза, плакіраваная медзь, або забруджаны кавалак, які змяшчае дастатковую колькасць ферамагнітнага матэрыялу, каб злёгку прыцягваць магніт.

У тых выпадках, магнетызм паходзіць ад прымешкі або сплаву, не з самой медзі.

Такім чынам, поўны адказ мае нюансы: чыстая медзь не з'яўляецца магнітнай ў звычайным сэнсе, але ён можа моцна ўзаемадзейнічаць з магнітамі праз індукаваныя токі пры змене поля.

Вось чаму медзь немагнітная ў паўсядзённым выкарыстанні, але вельмі актуальныя ў электрамагнітнай тэхніцы.

5. Чаму некаторыя медныя прадметы выглядаюць магнітнымі

Крыніца блытаніны: метал не заўсёды чыстая медзь

Сама чыстая медзь не паводзіць сябе як магнітны метал у звычайным сэнсе. Аднак, многія рэальныя «медныя» прадукты не чыстая медзь.

Гэта могуць быць сплавы медзі, перапрацаваная медзь, пакрытыя часткі, або прамысловае абсталяванне, якое змяшчае сляды ферамагнітнага забруджвання.

Вось чаму некаторыя прадметы меднага колеру, здаецца, рэагуюць на магніт, нават калі сама медзь не праяўляе ферамагнетызму.

На практыцы, відавочны магнетызм звычайна зыходзіць ад адной з трох крыніц:

• легіруючыя элементы якія змяняюць магнітны адказ,
• забруджванне жалезам уведзены падчас апрацоўкі або перапрацоўкі,
• або паверхневыя рэшткі / убудаваныя часціцы якія прыцягваюцца магнітам.

Магнітныя паводзіны звычайных матэрыялаў на аснове медзі

Чаму латунь і бронза звычайна не магнітныя

Латунь і бронза - гэта сем'і на аснове медзі, але іх тыповыя легіруючыя элементы звычайна не выклікаюць магнітнага водгуку.

Цынк у латуні і волава ў бронзе не паводзяць сябе як жалеза. У выніку, гэтыя сплавы звычайна лічацца немагнітнымі ў звычайнай эксплуатацыі.

Гэта сказаў, дакладны адказ па-ранейшаму залежыць ад адзнакі. Калі сплаў змяшчае жалеза, нік, або іншыя магнітныя дадаткі, або калі ён быў забруджаны падчас плаўлення або механічнай апрацоўкі, відавочнае магнітнае паводзіны можа змяніцца.

Такім чынам, правільны падыход - не меркаваць, што кожны сплаў меднага колеру немагнітны, але ўважліва правяраць склад.

Чаму вырабы з перапрацаванай медзі могуць здацца магнітнымі

Перапрацаваная прамысловая медзь часта ўтрымлівае рэшткі механічнай апрацоўкі, падзел, або папярэднія ўмовы службы.

Драбнюткія часцінкі жалеза, сталёвы пыл, і іншы ферамагнітны смецце можа заставацца прымацаваным да паверхні або ўбудаваным у матэрыял.

Магніт лёгка захопіць гэтыя часціцы, што стварае ўражанне, што сама медзь магнетычная.

Гэта звычайная крыніца блытаніны ў майстэрнях і апрацоўцы лому. Магніт не рэагуе на медную матрыцу; гэта рэагуе на забруджванне.

6. Распаўсюджаныя памылкі пра магнетызм медзі

У спалучэнні з эксперыментальнай праверкай і дадзенымі прамысловага выяўлення, у гэтым артыкуле абагульняюцца тры найбольш распаўсюджаныя навуковыя памылковыя ўяўленні і адна за адной выпраўляюцца:

Памылковае ўяўленне 1: Медзь абсалютна немагнітная

Выпраўленне: Ні адно рэчыва ў прыродзе не з'яўляецца абсалютна немагнітным.

Чыстая медзь - тыповы дыямагнітны матэрыял з адмоўнай магнітнай успрымальнасцю, якія валодаюць слабым магнітным адштурхваннем.

Так званы "немагнітны" - гэта толькі макраскапічнае інтуітыўнае апісанне ў звычайных умовах.

Памылковае ўяўленне 2: Павольнае падзенне магніта медзі выклікана магнітным прыцягненнем

Выпраўленне: Гэта з'ява ўзнікае з-за згасання віхравых токаў.

Індукаванае зваротнае магнітнае поле перашкаджае адноснаму руху, прыналежнасць да электрамагнітнай індукцыі замест магнітнага прыцягнення.

Паміж магнітам і меддзю не існуе сілы адсарбцыі.

Памылковае ўяўленне 3: Усе вырабы з медзі немагнітныя

Выпраўленне: Толькі медзь высокай чысціні і стандартная латунь/бронза не з'яўляюцца ферамагнітнымі. Сплавы медзі ў сумесі з жалезам, нікель і ферамагнітныя прымешкі валодаюць выяўленым магнетызмам.

7. Значэнне прамысловага прымянення, заснаванае на магнітных характарыстыках медзі

Унікальны дыямагнетызм і характарыстыкі электрамагнітнай індукцыі медзі закладваюць аснову для яе шырокага прымянення ў прамысловых галінах высокага класа, і яго неферамагнітныя ўласцівасці з'яўляюцца незаменнай перавагай у пэўных сцэнарыях:

Перадача электраэнергіі і электронная тэхніка:

Чыстыя медныя драты не будуць намагнічвацца падчас перадачы току, пазбяганне магнітных страт і магнітных перашкод.

Гэта асноўны токаправодны матэрыял для высокадакладных ланцугоў і электрасетак.

Абсталяванне для магнітнага экранавання:

Медныя пласціны ствараюць зваротныя індукаваныя магнітныя палі, каб аслабіць знешняе магнітнае выпраменьванне, шырока выкарыстоўваецца ў камунікацыйным абсталяванні, медыцынскія дакладныя інструменты, і электрамагнітнае экранаванне кабін.

Магнітныя дэмпфуючыя прылады:

Выкарыстанне эфекту віхравых токаў, з медзі вырабляюць кампаненты для гашэння вібрацыі для высакахуткасных чыгунак, прэцызійныя станкі, і аэракасмічнае абсталяванне для рэалізацыі бескантактавага зніжэння вібрацыі без трэння.

Слабамагнітныя прамысловыя кампаненты:

Медзь высокай чысціні выкарыстоўваецца ў марскім магнітна-навігацыйным абсталяванні і прыборах ядзернай энергетыкі для ліквідацыі ферамагнітных перашкод і забеспячэння дакладнасці выяўлення.

8. Conclusion

Так, з'яўляецца медным магнітам? Не ў звычайным сэнсе. Чыстая медзь дыямагнітная, гэта азначае, што ён вельмі слаба адштурхвае магнітнае поле, а не прыцягвае яго, і звычайны магніт да яго не прыліпне.

Але медзь па-ранейшаму магнетычна цікавая, таму што яе высокая электраправоднасць дазваляе рухомым магнітным палям выклікаць віхравыя токі, і гэтыя токі могуць выклікаць моцнае тармажэнне або экранаванне.

Вось чаму медзь лепш за ўсё апісаць як немагнітныя ў паўсядзённым выкарыстанні, дыямагнітнае ў фізіцы, і вельмі хутка рэагуюць на змены магнітных палёў у інжынерных прылажэннях.

 

FAQ

Магніт прыліпае да медзі?

Ніякі. Чыстая медзь не прыцягвае магніт так, як жалеза; ён дыямагнітны і вельмі слаба адштурхвае магнітныя палі.

Ці можа медзь уплываць на рухомы магніт?

Так. Магніт, які рухаецца, можа выклікаць у медзі віхравыя токі, і гэтыя плыні ствараюць сілу супраціву.

Магнітны сплаў медзі?

Большасць медных сплаваў па-ранейшаму фактычна немагнітныя пры звычайным выкарыстанні, але дакладны адказ залежыць ад складу і забруджвання.

Ці можа пастаянны магніт прыцягваць чыстую медзь?

Ніякі. Чыстая медзь дыямагнітная з надзвычай слабой сілай адштурхвання магнітаў. Ніякага бачнага прыцягнення не адбываецца ні пры якіх звычайных умовах навакольнага асяроддзя.

У чым розніца паміж дыямагнетызмам і немагнетызмам?

Немагнетызм - гэта макраскапічнае інтуітыўнае паняцце; дыямагнетызм - дакладная фізічная класіфікацыя.

Уся чыстая медзь мае слабы дыямагнетызм без абсалютных немагнітных рэчываў у прыродзе.