Yra vario magnetas?

1. Įvadas

Vario yra vienas iš labiausiai žinomų inžinerinių metalų: labai laidūs, plastiškas, atsparus korozijai, ir plačiai naudojamas elektros sistemose, Šilumokaičiai, vamzdeliai, ir lydiniai.

Tačiau stebėtinai dažnai iškyla vienas klausimas: yra vario magnetinis?

Sąžiningas atsakymas yra subtilesnis nei paprastas taip arba ne, nes „magnetinis“ kasdienėje kalboje ir fizikoje gali reikšti skirtingus dalykus.

Grynas varis yra diamagnetinis, o tai reiškia, kad jis labai silpnai atstumia magnetinį lauką, o ne jį traukia, ir tas poveikis įprastomis sąlygomis yra labai mažas.

2. Trumpas atsakymas

Grynas varis nėra magnetinis taip, kaip geležis yra magnetinė. Jis nesielgia kaip feromagnetas, todėl prie jo neprilips įprastas magnetas.

Vietoj, varis yra diamagnetinis, reiškia, kad jo reakcija į magnetinį lauką yra silpna ir atstumianti.

Tai pasakė, varis vis tiek gali stipriai sąveikauti su judančiais magnetais, nes sūkurinės srovės, kuris yra kitoks reiškinys nei vidinis magnetizmas.

3. Kodėl grynas varis nėra magnetinis įprasta prasme

Varis nesielgia kaip feromagnetinis metalas

Grynas varis nesielgia kaip geležis, Nikelis, arba kobalto, todėl magnetas prie jo „neprilips“ kasdieniniame naudojime.

Praktine inžinerine prasme, varis traktuojamas kaip a nemagnetinis metalas.

Tiksliau, Tai yra diamagnetinis, o tai reiškia, kad veikiant išoriniam magnetiniam laukui, varis reaguoja labai silpnai ir priešinga lauko kryptimi.

Poveikis egzistuoja, bet jis yra toks mažas, kad paprastai yra nematomas.

Kodėl reakcija tokia silpna

Priežastis slypi vario elektroninėje struktūroje. Feromagnetiniame metale, atominiai momentai gali derėtis bendradarbiaujant ir sukurti stiprią, nuolatinis magnetinis atsakas.

Varis nepalaiko tokio išlyginimo įprastomis sąlygomis.

Vietoj, jo elektronai sukelia tik labai silpną indukuotą atsaką, Taigi grynasis rezultatas yra silpna lauko priešprieša, o ne patrauklumas.

Štai kodėl varinė plokštė, strypas, arba viela nesielgia kaip magnetinė medžiaga pažįstama prasme.

Inžinerinė prasmė

Šis skirtumas yra svarbus, nes „nemagnetinis“ praktikoje gali reikšti du skirtingus dalykus.

Medžiaga gali būti tikrai feromagnetinė, silpnai paramagnetinis, arba silpnai diamagnetinis. Varis patenka į paskutinę kategoriją.

Taigi teisingas teiginys nėra tas, kad varis visiškai neturi magnetinio atsako, bet kad jos vidinis atsakas yra per mažas, kad sukurtų tokį „prilipęs prie magneto“ elgesį, kurį žmonės paprastai sieja su magnetizmu.

4. Kodėl varis vis dar gali sąveikauti su magnetais

Poveikis atsiranda dėl besikeičiančių magnetinių laukų

Varis gali „kovoti“ su magnetu, nors ir nėra feromagnetinis.

Priežastis yra sūkurinės srovės, ne įprastas magnetizmas. Kai magnetinis laukas keičiasi vario atžvilgiu, didelis metalo elektrinis laidumas leidžia jo viduje formuotis cirkuliuojančioms srovėms.

Tos srovės sukuria savo magnetinį lauką, kuri prieštarauja juos sukūrusiems pokyčiams. Rezultatas gali būti stiprus stabdymo arba slopinimo efektas.

Kodėl magnetas sulėtėja varyje

Štai kodėl magnetas, krintantis per varinį vamzdelį, smarkiai sulėtėja, arba kodėl judantis magnetas šalia vario gali jausti pasipriešinimą.

Varis nėra pritraukiamas taip, kaip būtų geležis; vietoj to, kintantis laukas sukelia sroves, kurios stumia atgal prieš judesį.

Inžinerine prasme, varis sąveikauja su magnetu elektromagnetiniu būdu, ne feromagnetiniu būdu.

Šis poveikis ypač pastebimas trijose situacijose. Pirma, kai magnetas juda vario atžvilgiu. Antra, kai magnetinis laukas kinta laike.

Trečia, kai varinė dalis yra pakankamai stora ir pakankamai laidi stiprioms cirkuliuojančioms srovėms palaikyti.

Nes varis yra puikus laidininkas, jis ypač efektyvus generuojant šias priešingas sroves.

Štai kodėl varis yra naudingas magnetiniam stabdymui, indukcinės sistemos, ir elektromagnetinio ekranavimo programas.

Kodėl kai kurie „variniai“ daiktai atrodo magnetiniai

Taip pat yra antra priežastis, dėl kurios variniai gaminiai gali atrodyti magnetiniai: jie gali būti ne grynas varis.

Net nedidelis geležies užterštumas, dengti sluoksniai, arba legiravimo priedai gali pakeisti tariamą atsaką.

Realioje gamyboje, „varinė“ dalis iš tikrųjų gali būti žalvaris, bronza, padengtas variu, arba užterštas gabalas, kuriame yra pakankamai feromagnetinės medžiagos, kad šiek tiek pritrauktų magnetą.

Tais atvejais, magnetizmas kyla iš priemaišų ar lydinio, ne iš paties vario.

Taigi visas atsakymas yra niuansuotas: grynas varis nėra magnetinis įprasta prasme, bet jis gali stipriai sąveikauti su magnetais per indukuotas sroves, kai keičiasi laukas.

Štai kodėl varis yra nemagnetinis kasdienėje veikloje, tačiau labai aktualus elektromagnetinėje inžinerijoje.

5. Kodėl kai kurie variniai daiktai atrodo magnetiniai

Sumišimo šaltinis: metalas ne visada yra grynas varis

Pats grynas varis nesielgia kaip magnetinis metalas įprasta prasme. Tačiau, daugelis realaus pasaulio „vario“ gaminių yra ne grynas varis.

Jie gali būti vario lydiniai, perdirbto vario, dengtos dalys, arba pramoninė techninė įranga, kurioje yra feromagnetinio užteršimo pėdsakų.

Štai kodėl kai kurie vario spalvos daiktai reaguoja į magnetą, nors pats vario metalas nepasižymi feromagnetizmu.

Praktiškai, tariamasis magnetizmas paprastai kyla iš vieno iš trijų šaltinių:

• legiravimo elementai kurie keičia magnetinį atsaką,
• geležies užterštumas apdorojant ar perdirbant,
• arba paviršiaus likučiai / įterptųjų dalelių kuriuos traukia magnetas.

Įprastų vario pagrindu pagamintų medžiagų magnetinis elgesys

Kodėl žalvaris ir bronza dažniausiai nėra magnetiniai

Žalvaris ir bronza yra vario pagrindu pagamintos šeimos, bet tipiški jų legiravimo elementai paprastai nesukelia magnetinio atsako.

Cinkas žalvaryje ir alavas bronzoje nesielgia kaip geležis. Dėl to, Paprastai šie lydiniai paprastai laikomi nemagnetiniais.

Tai pasakė, tikslus atsakymas vis tiek priklauso nuo pažymio. Jei lydinyje yra geležies, Nikelis, ar kitų magnetinių priedų, arba jei jis buvo užterštas lydymosi arba apdirbimo metu, matomas magnetinis elgesys gali pasikeisti.

Taigi teisingas požiūris nėra manyti, kad kiekvienas vario spalvos lydinys yra nemagnetinis, bet atidžiai patikrinkite kompoziciją.

Kodėl perdirbti vario gaminiai gali atrodyti magnetiniai

Perdirbtame pramoniniame varyje dažnai yra apdirbimo likučių, atskyrimas, arba ankstesnes aptarnavimo sąlygas.

Smulkios geležies dalelės, plieno dulkės, ir kitos feromagnetinės šiukšlės gali likti pritvirtintos prie paviršiaus arba įterptos į medžiagą.

Magnetas lengvai paims tas daleles, kuris sukuria įspūdį, kad pats varis yra magnetinis.

Tai yra dažnas painiavos šaltinis dirbtuvėse ir laužo tvarkymo darbuose. Magnetas nereaguoja į vario matricą; tai reaguoja į užteršimas.

6. Dažnos klaidingos nuomonės apie vario magnetizmą

Kartu su eksperimentinės patikros ir pramoninio aptikimo duomenimis, šiame straipsnyje apibendrinamos trys labiausiai paplitusios mokslinės klaidingos nuomonės ir jas po vieną ištaisoma:

Klaidingas supratimas 1: Varis yra visiškai nemagnetinis

Pataisymas: Jokia medžiaga gamtoje nėra visiškai nemagnetinė.

Grynas varis yra tipiška diamagnetinė medžiaga, turinti neigiamą magnetinį jautrumą, turintis įgimtą silpną magnetinį atstūmimą.

Vadinamasis „nemagnetinis“ yra tik makroskopinis intuityvus aprašymas įprastomis sąlygomis.

Klaidingas supratimas 2: Vario lėtą magneto kritimą sukelia magneto trauka

Pataisymas: Šis reiškinys atsiranda dėl sūkurinių srovių slopinimo.

Sukeltas atvirkštinis magnetinis laukas trukdo santykiniam judėjimui, priklauso elektromagnetinei indukcijai, o ne magnetinei traukai.

Tarp magneto ir vario nėra adsorbcijos jėgos.

Klaidingas supratimas 3: Visi vario gaminiai yra nemagnetiniai

Pataisymas: Tik didelio grynumo varis ir standartinis žalvaris/bronza yra neferomagnetiniai. Vario lydiniai, sumaišyti su geležimi, nikelis ir feromagnetinės priemaišos turi aptinkamą magnetizmą.

7. Pramonės taikymo vertė, pagrįsta vario magnetinėmis charakteristikomis

Unikalus vario diamagnetizmas ir elektromagnetinės indukcijos charakteristikos sudaro pagrindą plačiam naudojimui aukščiausios klasės pramonės srityse., o jo neferomagnetinė savybė yra nepakeičiamas pranašumas tam tikrais atvejais:

Galios perdavimas ir elektronikos inžinerija:

Srovės perdavimo metu gryno vario laidai nebus įmagnetinami, išvengti magnetinių nuostolių ir magnetinių trukdžių.

Tai yra pagrindinė laidžioji medžiaga didelio tikslumo grandinėms ir elektros tinklams.

Magnetinio ekranavimo įranga:

Varinės plokštės sukuria atvirkštinius magnetinius laukus, kad susilpnintų išorinę magnetinę spinduliuotę, plačiai naudojamas ryšių įrangoje, medicinos tikslieji instrumentai, ir elektromagnetinio ekranavimo kabinos.

Magnetiniai slopinimo įtaisai:

Sūkurinės srovės efekto panaudojimas, iš vario gaminami greitųjų geležinkelių vibraciją slopinantys komponentai, tiksliosios staklės, ir aviacijos ir kosmoso įranga, leidžianti sumažinti vibraciją be trinties.

Mažai magnetiniai pramoniniai komponentai:

Didelio grynumo varis naudojamas jūrinėje magnetinėje navigacijos įrangoje ir branduolinės energijos prietaisuose, siekiant pašalinti feromagnetinius trukdžius ir užtikrinti aptikimo tikslumą.

8. Išvada

Taigi, yra vario magnetinis? Ne įprasta prasme. Grynas varis yra diamagnetinis, o tai reiškia, kad jis labai silpnai atstumia magnetinį lauką, o ne jį traukia, ir normalus magnetas prie jo neprilips.

Tačiau varis vis dar yra įdomus magnetiniu požiūriu, nes jo didelis elektrinis laidumas leidžia judantiems magnetiniams laukams sukelti sūkurines sroves., ir tos srovės gali sukelti stiprų stabdymo ar ekranavimo poveikį.

Štai kodėl varis geriausiai apibūdinamas kaip nemagnetinis kasdieniniam naudojimui, diamagnetinis fizikoje, ir labai reaguoja į besikeičiančius magnetinius laukus inžinerinėse programose.

 

DUK

Ar magnetas prilimpa prie vario?

Ne. Grynas varis nepritraukia magneto taip, kaip geležis; jis yra diamagnetinis ir tik labai silpnai atstumia magnetinius laukus.

Ar varis gali paveikti judantį magnetą?

Taip. Judantis magnetas gali sukelti sūkurines sroves varyje, ir tos srovės sukuria pasipriešinimo jėgą.

Vario lydinys yra magnetinis?

Dauguma vario lydinių įprastu būdu vis dar yra nemagnetiniai, bet tikslus atsakas priklauso nuo sudėties ir užterštumo.

Ar nuolatinis magnetas gali pritraukti gryną varį?

Ne. Grynas varis yra diamagnetinis, turintis ypač silpną magnetų atstumiamąją jėgą. Jokiomis įprastomis aplinkos sąlygomis nėra matomos traukos.

Kuo skiriasi diamagnetizmas nuo nemagnetizmo?

Nemagnetizmas yra makroskopinė intuityvi sąvoka; Diamagnetizmas yra tiksli fizinė klasifikacija.

Visas grynas varis turi silpną diamagnetizmą be absoliučių nemagnetinių medžiagų gamtoje.