Что будет если расплавить магнит
Душ из раскаленного металла против неодимовых магнитов: высокая температура против магнитного поля
Что такое неодимовый магнит: свойства и недостатки
Неодимовые магниты — один из видов магнитов, которые характеризуются очень высокой мощностью, а также повышенной стойкостью к размагничиванию. Появились они не так давно — в конце ХХ века, и быстро стали популярны из-за высокой магнитной индукции.
Даже небольшие неодимовые магниты способны обеспечить очень высокую силу сцепления. Например, такой магнит в виде куба с ребром 10 сантиметров обеспечит силу сцепления 4,5-5 кг, что кратно больше в сравнении с традиционными магнитами.
Где же находят применение неодимовые магниты? Если магнит сделан из сплава редкоземельного, бора и железа, то ему самое место в промышленности и в быту. Например, в силу того, что неодимовые магниты создают более мощное поле, чем обычные ферритовые, а также, как вы уже знаете, являются более стойкими к размагничиванию, их используют для производства генераторов, электроники: обычно это наушники, съёмные жесткие диски для ПК — магнито-резонансных томографов и другого специального оборудования.
Довольно часто у людей, которые не сталкивались с этим типом магнитов, возникает вопрос, зачем они нужны в быту. И, спешим заверить, что и в этой сфере для них находится масса способов применения неодимовых магнитов:
И всё же есть у неодимовых магнитов определенные недостатки, которые делают их эксплуатацию сильно ограниченной. Во-первых, они подвержены коррозии, для предотвращения которой их покрывают никелем, но это не всегда срабатывает и далеко не все магниты этого типа проходят эту процедуру. Во-вторых: их нельзя нагревать, а максимально допустимая температура для неодимовых магнитов зависит от марки: EH – до 200 градусов, M – до 100, N – до 80.
Магниты этого типа очень хрупкие, поэтому стоит избегать любых механических воздействий: они подобны хрустальной вазе по степени. Также неодимовые магниты могут негативно влиять на работу электроники в радиусе метра-полутора.
Как влияет температура на неодимовый магнит
Вы уже знаете, что комфортная температура для неодимового магнита в среднем должна быть меньше 100 градусов по Цельсию, и что любое воздействие на него приведёт к потере свойств. Но что если есть возможность посмотреть, что будет с таким магнитом, если на него вылить раскалённый металл?
Сразу будут даны ответы на несколько вопросов — и уже не в теоретическом описании эксперимента, а на практике: будут ли неодимовые магниты воздействовать на раскаленный расплав? И если да — как именно поведет себя алюминий при застывании? На наше и ваше счастье канал AlumiTube решился на этот весьма опасный эксперимент. Хорошая новость: никто не пострадал, да и сами магниты проявили себя с весьма неожиданной стороны. Как прошёл опыт по заливанию раскалённым металлом неодимовых магнитов, смотрите в видео ниже:
Из этой статьи вы узнаете: Что происходит с неодимовым магнитом, если его расплавить или разрезать пополам? Магнит крепче держится на другом магните или на стали? Ослабевает ли магнитная сила магнитов со временем? Влияет ли температура на магнитную силу магнитов? Может ли стекло быть магнитным? Могут ли магниты быть мягкими и гибкими? Есть ли резина, которая реагирует на магнит? Какое самое сильное магнитное поле удалось создать на сегодняшний день? Чувствительны ли живые существа к магнетизму? И многое другое.
Также в статье есть описание пяти экспериментов, которые позволят узнать, насколько сильно неодимовый магнит притягивает яблоко. Вы также узнаете, что произойдет с магнитом, когда вы приблизите к нему горящую свечу и как неодимовый магнит искажает изображение на ЭЛТ-мониторе.
Дальше смотрите ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы, а также несколько идей интересных экспериментов.
1) Что вызывает магнитное поле у магнита?
Распределение магнитного поля представлено линиями магнитной индукции. Линии индукции проходят от северного к южному магнитному полюсу магнита.
2) Почему магнит притягивает только предметы из железа, никеля и кобальта?
3) В яблоке есть железо. Так почему его не притягивает магнит?
Большинство живых организмов и продуктов питания также содержат определенное количество железа, но они не притягиваются магнитом. Почему? Это потому, что в них очень мало железа.
4) Что такое магнитомягкий и твердый материал?
Ферромагнитные вещества можно разделить на магнитомягкие и магнитотвердые, в зависимости от того, как они теряют или сохраняют свои магнитные свойства.
5) Почему в некоторые магнитные вещества добавляют кремний?
6) Что такое Гаусс и Тесла?
7 ) Какое самое сильное магнитное поле удалось создать на сегодняшний день?
Группа ученых из Токийского университета во главе с физиком Содзиро Такеяма создала чрезвычайно сильный электромагнит, который генерировал магнитное поле в 1200 тесла.
8 ) Магнит крепче держится на другом магните или на стали?
Многие спрашивают об этом. Однако однозначного ответа нет. Удерживающая сила зависит от нескольких факторов:
Если сталь достаточно большая, удерживающая сила между сильным магнитом и куском стального листа такая же, как для магнита с магнитом. Сила прижима неодимовых магнитов к стали.
Если кусок стального листа слишком маленький или тонкий, сила между магнитом и сталью меньше. Насколько большим должен быть кусок стали, чем размер магнита? Если вы используете неодимовый магнит размером 12 × 12 мм, то стальной лист должен быть 25 × 25 мм. Сила прижима неодимовых магнитов к стали. Сила прижима неодимовых магнитов к стали.
Если между сталью и магнитом есть зазор, то удерживающая сила между одним магнитом и другим больше, чем между магнитом и сталью.
9 ) Теряют ли магниты прочность, если они длительное время прикреплены к ферромагнитному материалу?
Неодимовые магниты обычно почти постоянно сохраняют магнетизм. Сила, необходимая для размагничивания магнита, называется коэрцитивной силой. Это способность постоянного магнита противостоять размагничиванию во внешнем магнитном поле.
Чем больше коэрцитивная сила магнита, тем лучше он выдерживает размагничивание как внешними, так и собственными магнитными полями и, следовательно, имеет меньшую тенденцию к ослаблению.
Магнитотвердые материалы, используемые для изготовления постоянных магнитов, представляют собой ферромагнитные вещества с высокой коэрцитивной силой. Если вы не подвергаете магниты воздействию высоких температур и других сильных магнитных полей, они будут намагничиваться годами.
10 ) Влияет ли температура на магнитную силу и что такое температура Кюри?
Да, температура влияет на магнитную силу. Температуру Кюри впервые описал французский физик Пьер Кюри, муж Марии Кюри-Склодовской. Какова температура Кюри некоторых материалов? Смотрите на таблицу ниже.
Что происходит с магнитом, если его нагреть выше критической температуры Кюри? Ферромагнитное вещество состоит из диполей, которые образуют небольшие магнитные домены (области). Если магнит намагничен, домены располагаются равномерно.
Например, если вы бросите магнит в огонь, ориентация магнитных доменов резко изменится. При хаотическом расположении доменов магнит теряет свои магнитные свойства.
Посмотрите в видео, как пламя свечи воздействует на кусок никелевой монеты:
1 1 ) Если я разрежу магнит, теоретически должны образоваться два отдельных магнита, которые будут притягиваться на режущей стороне. Это так?
Если вы разрежете стержневой магнит вдоль, вы получите два новых отдельных магнита. Когда вы разрезаете магнит перпендикулярно магнитной оси, магниты будут притягиваться, но если вы разрежете вдоль магнитной оси, обе части будут отталкиваться друг от друга.
1 2 ) Магниты работают в космосе?
Да. Космический вакуум содержит огромное количество пыли, газа, элементарных частиц и переплетен с электромагнитным излучением и магнитными полями. Электрические и магнитные силы в вакууме даже немного сильнее, чем в воздухе на Земле.
1 3 ) Что происходит с магнитом, если его расплавить?
Ферритовые магниты более термостойкие. Их экстремальная температура составляет 250 ° C. А тем более термостойкие самариево-кобальтовые магниты, выдерживающие температуру до 350 ° C.
1 4 ) Как можно заблокировать магнитную силу?
Магниты должны потерять свою магнитную силу, если вы подвергнете их воздействию чрезвычайно высоких температур в течение продолжительных периодов времени, например, когда вы бросите их в огонь. Однако есть так называемые диамагнитные вещества, которые ослабляют магнитное поле и в то же время слабо из него выдавливаются.
Посмотрите видео о диамагнитной левитации:
1 5 ) Что такое антимагнит?
До недавнего времени экранировать магнитное поле было невозможно. Только в 2011 году испанские ученые создали первый антимагнит.
По своей конструкции антимагнит состоит из нескольких слоев. Внутренний слой изготовлен из сверхпроводящего материала, который блокирует выход внутреннего магнитного поля, а также предотвращает проникновение внешнего магнитного поля. Остальные примерно десять слоев сделаны из специальных метаматериалов, предотвращающих взаимные помехи или изменения магнитных полей.
Чем может быть полезен антимагнит? Его можно использовать, например, у пациентов с кардиостимуляторами или слуховыми имплантатами, чтобы они могли проходить обследование с помощью медицинских устройств, генерирующих сильное магнитное поле. Это также поможет защитить корабли от мин, активируемых магнитом.
1 6 ) Что такое биполярный магнит?
1 7 ) Могут ли магниты быть мягкими и гибкими?
Магниты по своей природе твердые, потому что они изготавливаются из твердых материалов. Однако специалисты по производству резиновых уплотнений могут добавлять в силиконовый каучук магнитные частицы, которые в результате могут быть магнитными. Силиконовый каучук остается эластичным и гибким даже при очень низких температурах.
Это используется, например, производителями холодильников и морозильников, которые устанавливают его на двери. Резиновый уплотнитель, заполненный магнитными частицами, хорошо прилегает к плоской и округлой конструкции холодильника, благодаря чему в нее не проникает тепло.
Гибкие магниты также входят в состав магнитных игрушек. Вы можете знать магнитный слайм как игрушку для детей. Изучите дом, может быть, вы найдете резиновые магниты где-нибудь еще.
18 ) Как работает магнитная доска для рисования?
Частью магнитной доски для рисования является магнитный карандаш, которым вы рисуете на доске.
Как работает магнитный стол? Магнитный стол для детей состоит из ячеек, заполненных белой вязкой эмульсией (несжимаемая жидкость с высоким внутренним трением) и железных опилок.
Как удалить нарисованное изображение? Движущаяся магнитная полоса используется для удаления изображения. Вы можете свободно перемещать полосу и удалять только часть рисунка или все изображение. Если не удалить рисунок, он останется на столе несколько лет, пока жидкость не высохнет.
Посмотрите, как работает магнитный стол, на видео:
1 9 ) Является ли свинец магнитным и что такое диамагнетизм?
Посмотрите видео, чтобы увидеть, как пиролитический графит и висмут реагируют на сильный неодимовый магнит :
21 ) Может ли стекло быть магнитным?
Стеклодувы в Богемии производили урановое стекло в основном во второй половине 19 века, а также в 20 веке. Бум пришел с началом холодной войны, когда уран был легко доступен. Но с его окончанием производство уранового стекла резко упало.
Достаточно чувствительный счетчик Гейгера может обнаруживать небольшую степень излучения в урановом стекле с более высокой долей урана. Но большинство кусков уранового стекла эксперты считают безвредными и лишь незначительно радиоактивными.
22) Можно ли зарядить или «перезарядить» постоянный магнит?
23) Что такое поле Хальбаха?
В коротком видео ниже вы увидите, как одна сторона набора постоянных магнитов, расположенных в соответствии с полем Хальбаха, магнитно намного сильнее, чем другая.
Затем солнечные панели проводят электричество к катушке. Эта катушка с электромагнитными свойствами становится магнитной и притягивается к постоянному магниту в основании.
Благодаря этому ротор многократно вращается, и таким образом отдельные панели чередуются. Скорость вращения ротора зависит от интенсивности падающего света. Чем ярче свет, тем быстрее он будет вращаться.
Чтобы лучше понять, посмотрите видео:
25) Что такое супердиамагнетизм?
Сверхпроводящие магниты используются, например, в парящих поездах на магнитной подвеске, где они встраиваются в нижнюю часть шасси поезда.
Кубический магнит, парящий над сверхпроводящим материалом
Поезд на магнитной подвеске
26) Чувствительны ли живые существа к магнетизму?
Да, некоторые животные чувствительны к магнетизму. Они воспринимают силовые линии, проходящие между магнитными полюсами Земли, и в результате ориентируются в своих долгих путешествиях.
Исследователи полагают, что голуби и перелетные птицы используют микроскопические частицы магнетита в своей голове, чтобы ориентироваться, а также криптохромы в глазах птиц.
Криптохромы в сетчатке глаза также помогают осьминогам ориентироваться. Исследователи также обнаружили частицы магнетита у бактерий, лосося, морских черепах, дельфинов, полевок и некоторых млекопитающих.
27) Что такое Курская магнитная аномалия?
Магнитная аномалия вызвана аномальной концентрацией железосодержащих минералов. Одной из таких аномалий является Курская магнитная аномалия в России. Это территория с огромными залежами железной руды и крупнейшая магнитная аномалия на Земле.
Курская магнитная аномалия
Другими известными аномалиями являются, например, магнитная аномалия Банги в Центральной Африке или магнитная аномалия Тигами в Канаде.
28) Есть ли магнитные океаны?
Согласно теории ученых, соленая вода, которая постоянно течет с приливами, создает электрический ток по всей планете. И этот электрический ток притягивает магнитное поле глубоко под земной корой.
5 интересных экспериментов с магнитами
Эксперимент 1. Притягивает ли неодимовый магнит яблоко?
Поставьте банки из-под лимонада или пива друг на друга и положите на них деревянную палочку. Вы можете использовать, например, китайские палочки для еды, которые вы склеиваете.
Соедините два яблока китайской палочкой и повесьте их веревкой на палочке на подставке. Как вы можете видеть на видео ниже. Затем медленно поднесите сверхсильный неодимовый магнит ближе к яблокам, и яблоки начнут медленно двигаться.
Как может яблоко реагировать на магнит? Яблоко содержит небольшое количество железа и поэтому притягивается сильной магнитной силой. Что произойдет, если вы поместите яблоко между двумя сильными магнитами и уроните магниты друг на друга?
Используйте решетку для банок с первой попытки и добавьте другую банку посередине. Поместите сверху плоскую палочку и неодимовый магнитный диск.
Подготовьте 4 монеты, содержащие железо и поместите их друг на друга в вертикальном положении. Что случится? Из-за сильного магнитного поля между сильным магнитом монеты начинают левитировать и вращаться.
Сильный магнит удержит много монет, но сколько? Используйте подставку с магнитом из предыдущего эксперимента и приготовьте несколько монет. Прикрепите первую монету к магниту и постепенно подхватите под себя остальные. Подсчитайте, насколько неодимовый магнит удержит монеты под собой.
Наденьте неодимовый диск на гвоздь и прикрепите его к тискам. Зажгите свечу и нагрейте магнит пламенем. Что теперь происходит с магнитом? Температура пламени свечи составляет около 1000 ° C, этого достаточно, чтобы магнит потерял свои магнитные свойства после нагрева.
Если вы подвергнете неодимовый магнит воздействию температур выше 80 градусов Цельсия в течение длительного времени, его магнитная сила ослабнет.
При таких температурах кристаллическая решетка разрушается, и магнит ослабевает. Если, например, бросить неодимовый магнит в огонь, он потеряет свою магнитную силу.
Предупреждение: эксперименты и игры с сильными неодимовыми магнитами могут быть опасными, остерегайтесь риска травм.
Можно ли нагревать неодимовый магнит?
В общем, для неодимовых магнитов сильный нагрев вреден. У стандартного неодимового магнита сила притяжения начинает уменьшаться при 80 ° C. Как указано выше, это может быстро стать опасным в средах, где требуется постоянная прочность.
Воздействуют ли на неодимовые магниты нагревание?
Неодимовые магниты лучше работают при более низких температурах. Как правило, неодимовые магниты теряют 0,11% своего магнетизма на каждый 1 градус Цельсия повышения температуры. … Обычные неодимовые магниты наиболее сильны при температурах до 80 ° C, но после этого они теряют свою магнитную мощность.
Что произойдет, если нагреть неодимовый магнит?
При температуре около 80 ° C магнит потеряет свой магнетизм и будет постоянно размагничиваться, если подвергаться воздействию этой температуры в течение определенного периода времени или при нагревании выше их температуры Кюри. … Считается, что неодимовые магниты с температурой до 150 ° C обладают лучшими магнитными характеристиками среди всех постоянных магнитов.
Можно ли поставить в духовку неодимовые магниты?
Редкоземельный магнит нельзя запекать в духовке при температуре выше 100ºC, он потеряет свой магнетизм.
Можно ли плавить неодимовые магниты?
Неодим (и большинство «редкоземельных» магнитов) не плавятся, а производятся путем измельчения материала в очень мелкий порошок (меньше размера типичного магнитного домена для сплава), а затем спекания под давлением и нагреванием в блок или стержень при воздействии мощного намагничивающего поля для ориентации порошка.
Магниты повреждаются от тепла?
При нагревании выше 176 ° по Фаренгейту (80 ° Цельсия) магниты быстро теряют свои магнитные свойства. Магнит будет постоянно размагничиваться, если подвергаться воздействию этих температур в течение определенного времени или нагреваться при значительно более высокой температуре (температуре Кюри).
Какой самый лучший сорт неодимовых магнитов?
Наивысший сорт неодимового магнита, доступный в настоящее время, — N52. Любая буква, следующая за классом, относится к номинальной температуре магнита. Если после марки нет букв, то магнит неодимовый стандартной температуры.
Магниты лучше работают в горячем или холодном виде?
В целом магниты лучше работают в холодных условиях, чем в жарких. Сильный нагрев обычно приводит к потере магнитной силы. Если температура окружающей среды поднимется выше определенной точки, называемой максимальной рабочей температурой, магнит может навсегда потерять часть своей прочности.
Почему нагревание магнита размагничивает его?
Как это работает. Избыточное тепло заставляет атомы двигаться быстрее, нарушая магнитные домены. По мере ускорения атомов процент магнитных доменов, вращающихся в одном направлении, уменьшается. Это отсутствие сцепления ослабляет магнитную силу и в конечном итоге полностью ее размагничивает.
Могут ли магниты выдерживать высокие температуры?
Однако, как только магниты с неодимовыми редкоземельными трубками подвергаются воздействию температур, превышающих 212 градусов по Фаренгейту, магнитная сила оказывается под угрозой. При возвращении к нормальным рабочим температурам ниже 176 градусов по Фаренгейту происходит необратимая потеря магнитной силы и необратимые повреждения.
Неодимовые магниты теряют силу?
Очень мало. Неодимовые магниты — самые сильные и самые постоянные магниты, известные человеку. Если они не будут перегреты или физически повреждены, неодимовые магниты потеряют менее 1% своей силы за 10 лет — этого недостаточно, чтобы вы заметили, если у вас нет очень чувствительного измерительного оборудования.
Ты умеешь готовить магниты?
Индукционные горелки используют магнитное поле вместо пламени или лучистого тепла, как в электрических плитах. Поскольку эти устройства портативны, вы можете вынести их на улицу, чтобы приготовить вонючее блюдо. … Или положите один в свой буфет, чтобы согреться соломкой.
Как ослабить неодимовые магниты?
Например, неодимовые магниты могут пострадать от разложения влаги, если их не хранить в сухом месте. Кроме того, как упоминалось выше, вы должны хранить свои магниты с прокладками или разделителями. Падение магнитов, удары по ним с большой силой или приложение чрезмерного давления также могут ослабить или размагнитить их.
Что будет, если расплавить магнит?
Природные магниты, конечно, плавятся, но после плавления особых явлений не будет. Единственное, что может произойти, — это потеря магнетизма. В 19 веке один ученый случайно обнаружил, что если магнит нагреть до определенной температуры, он теряет свой магнетизм.
Что будет, если заморозить магнит?
Можно ли подделать неодим?
Неодимовые магниты можно прессовать или выковывать в несколько различных форм, каждая из которых подходит для конкретного типа проекта. Многие наборы научных игрушек включают в себя маленькие закругленные магниты, потому что им можно «вылепить» множество форм.
Левитационная плавка металла
Представьте себе установку, способную разогреть любой металл до температуры в тысячу градусов по Цельсию. Ничего удивительного? А что вы скажете на то, что нагреваемый кусочек металла, во время нагрева замрет в воздухе, опровергая закон всемирного тяготения? Кажется, что это невозможно, но на самом деле всему происходящему есть разумное объяснение — это левитационная плавка металлов. Левитационная плавка — это нагрев и плавление металлов во взвешенном состоянии при помощи магнитного поля.
Давайте сначала разберемся, что же не дает кусочку металла упасть, а заставляет его замереть в подвешенном состоянии. Если взять проволоку и намотать ее витками на каком-либо каркасе, а после подключить к полученной катушке источник тока, то мы получим электромагнит. По своей сути это свойство используется в данной установке с одной лишь разницей, что здесь еще есть сердечник в виде медной трубки, который задает направление индукционным токам, а своей формой (витки становятся меньше диаметром к низу индуктора) не дает плавящемуся металлу пройти сквозь рабочую область устройства.
Медная трубка индуктора не является нагревательным элементом, как можно подумать сначала, она является только сердечником катушки и направляет индукционные токи. Индукционные токи, проходя через кусочек металла, не только удерживают его навесу, но и нагревают его до температуры в 1300 градусов по Цельсию. Данной температуры вполне хватает для того что бы расплавить железо, алюминий, медь. Таким образом, данный индуктор позволяет производить плавки металлов прямо в воздухе без каких либо держателей из тугоплавких сплавов.