تبلیغات
معلم5 فتحی - آهنربا

آموزشی.اطلاعات مفید علمی . سوال های درسی . تدریس ریاضی

آهنربا

تاریخ:شنبه 30 دی 1391-08:20 ب.ظ

مترجم و ویرایشگر : عفت فتحی

آهنربا:


یونانیان باستان بیش از 2500 سال پیش با پدیده ی آهن ربا آشنا بودند، تالس كه اغلب از او به عنوان پدر علم یونان یاد می شود، ماده ی كانی مگنتیت (Fe3O4) را كه آهن می رباید می شناخت، ماده ی دارای چنین ویژگی را آهن ربا می گویند. مشهور است كه این ماده برای نخستین بار در محلی به نام "مگنزیا" در آسیای صغیر (تركیه ی امروز) مشاهده است.

خاصیت آهنربایی در آهن، نیكل، كبالت و پاره ای از تركیبات و آلیاژهای آن ها نیز وجود دارد.

آهن ربا را با توجه به نوع كاربردی كه دارند، به شكل های مختلف (میله ای،نعلی شكل، تیغه ای و...) می سازند.



 


قطب های آهنربا:

یك آهنربا به هر شكلی كه ساخته شده باشد، دارای دو قطب است.

اگر یك آهنربا را درون ظرفی پر از میخ های كوچك یا براده های آهن فرو ببرید و سپس بیرون بیاورید مشاهده خواهید كرد كه ربایش و تراكم براده های آهن در دو ناحیه آهنربا بیش از جاهای دیگر است.

به ناحیه هایی از آهن ربا كه براده های بیشتری را جذب می كند و خاصیت آهنربایی در آن نواحی بیش تر است، قطب های آهنربا می گویند.



 

توجه: در آهنربای نعلی شكل، یكی از شاخه ها قطب N و شاخه ی دیگر قطب S است. در آهنربای حلقه ای معمولا دو سمت بالا و پایین آهنربا قطب ها را تشكیل می دهند.

 

اگر آهنربا را دور از چیزهای آهنی، آزادانه بیاویزیم همیشه در راستای شمال – جنوب جغرافیایی محل آزمایش قرار می گیرد، از این رو قطب های آهن ربا را به قطب N یا شمال یاب و قطب S جنوب یاب نامگذاری كرده اند.

 

یكی از ویژگی های جالب آهن ربا این است كه اگر آهن ربایی را به دو یا چند قطعه بشكنیم، هر قطعه نیز خود یك آهن ربا با دو قطب S,N است آزمایش ها نشان داده است كه هر قدر این عمل شكستن را ادامه بدهیم، بازهم قطعه های حاصل دارای دو قطب S,N خواهد بود. پس می توان نتیجه گرفت كه قطب N از قطب S حدا شدنی نیست و كوچكترین ذره های تشكیل دهنده ی آهن رباها (یعنی اتم ها یا مولكول ها) نیز آهنربا هستند و دو قطب S,N دارند.

این آهنرباهای كوچك را دو قطبی مغناطیسی می نامند زیرا هر یك همواره دو قطب S,N دارند.

 

 خطی را كه دو قطب یك دو قطبی مغناطیسی را به هم وصل می كند. محور مغناطیسی آن می نامند.یك دو قطبی مغناطیسی را با یك پیكان نشان می هند.

 

موادی را كه اتم ها یا مولكول های سازنده آن ها خاصیت مغناطیسی دارند، مواد مغناطیسی می نامند. نحوه ی سمت گیری دو قطبی های مغناطیسی كوچك در مواد مغناطیسی مختلف، متفاوت است، به همین دلیل از لحاظ ویژگی های مغناطیسی با هم تفاوت دارند.

 

مواد پارامغناطیس:

 

دو قطبی های مغناطیسی در یك ماده ی پارامغناطیسی دارای سمت گیری مشخص و منظمی نیستند و در جهت های كاتوره ای قرار دارند. در نتیجه این مواد خاصیت مغناطیسی ندارند. اگر آن ها را درون یك میدان مغناطیسی (مثلا نزدیك آهنربا) قرار دهیم دو قطبی های كوچك مانند عقربه های مغناطیسی در نزدیكی آهنربا رفتار می كنند و در راستای خطوط میدان منظم می شوند. هر چه میدان مغناطیسی قوی تر باشد، خاصیت مغناطیسی ماده بیش تر می شود.

اگر آهنربا را از این مواد دور كنیم، دو قطبی های مغناطیسی دوباره به سرعت به وضعیت كاتوره ای قبلی بر می گردند.

منگنز، پلاتین، آلومینیوم، اكسیژن، اكسیدازت، فلزات قلیایی و قلیایی خاكی از جمله مواد پارامغناطیسی هستند.

 

مواد فرو مغناطیس:

 

در بعضی از مواد دو قطبی های مغناطیسی كوچك به طور طبیعی تمایل دارند با یكدیگر هم خط شوند.این مواد را فرو مغناطیس می نامند. در برخی از مواد فرومغناطیس مانند آهن، كبالت و نیكل در صورتی كه خالص باشند، با قرار گرفتن در یك میدان مغناطیسی به سهولت آهنربا می شوند و به راحتی نیز خاصیت آهنربایی خود را از دست می دهند. به این مواد،"فرو مغناطیس نرم" گفته می شود.

مواد فرومغناطیس نرم با حذف میدان مغناطیسی خارجی خاصیت آهنربایی خود را از دست می دهند و به همین دلیل برای ساختن آهنرباهای الكتریكی(آهنرباهای غیر دایم) مناسب هستند.

برخی دیگر از مواد مانند فولاد (آهن به اضافه دو درصدكربن), آلیاژهای دیگری از آهن، كبالت و نیكل به سختی آهنربا می شوند به این مواد فرومغناطیس سخت می گویند. این گونه مواد، پس از برداشتن میدان مغناطیسی خارجی، ماده فرو مغناطیس سخت، خاصیت آهنربایی خود را حفظ می كنند، به همین دلیل این مواد برای ساختن آهنربای دائمی مناسب هستند.

 

اثر قطب های آهنربا:

قطب های همنام (N,N S,S) یكدیگر را می رانند.

 


قطب های ناهمنام (N,S) یكدیگر را می ربایند.




 

 

ساخت آهن ربا:

آهنربا معمولا به سه روش مالش، القا و الكتریكی ساخته می شود.

1) مالش:

اگر میله فولادی را مطابق شكل به وسیله یك آهنربا مالش دهیم میله خاصیت مغناطیسی پیدا كرده و آهنربا می شود. در این روش قطبی كه در انتهای مسیر، مالش به وجود می آید مخالف قطب مالش دهنده است.

 

 

 

2) القای مغناطیسی:

 

اگر یك سر آهنربای میله ای را به چند میخ آهنی كوچك نزدیك كنیم مشاهده می شود كه میخ ها جذب آهن ربا شده و هر یك میخ می تواند میخ دیگری را جذب می كند. در واقع میخ اولی توسط آهن ربا به یك آهنربا تبدیل شده كه توانسته است میخ دومی را جذب كند. به همین ترتیب میخ های بعدی نیز آهنربا شده اند. به این ترتیب یك زنجیر مغناطیسی ساخته شده است.

اگر آهنربای قویتری داشته باشیم می توانیم زنجیر بلندتری بسازیم.

 

 

ایجاد خاصیت مغناطیسی در یك آهن توسط یك آهن ربا بدون تماس با آن، را القای مغناطیسی می نامند.

آهن ربا ابتدا سنجاق یا یك ماده ی مغناطیسی را طوری به آهن ربا تبدیل می كند كه قطب های ناهمنام آهنربا و سنجاق در مجاورت یكدیگر واقع شوند، در این حالت نیروی جاذبه مغناطیسی بین قطب های ناهمنام، باعث جذب سنجاق توسط آهنربا می شود.

 

 

3) روش الكتریكی:

 

برای آن كه یك آهنربای الكتریكی بسازیم، كافی است یك قطعه آهن را در داخل یك سیملوله كه از چندین دور تشكیل شده قرار داده و جریان مستقیمی به مدت چند ثانیه از آن بگذرانیم، قطب آهنربایی كه ایجاد می شود به جهت جریان از سیملوله بستگی دارد. اگر سیم پیچ را طوری دست خود بگیریم كه چهار انگشت پیچیده شده در جهت جریان قرار گیرد، انگشت شست، قطب N را نشان می دهد.

 

 

 

توانایی آهنرباههای الكتریكی به سه عامل بستگی دارد:

 

1) شمار دورهای سیملوله هر چه عده دورهای سیملوله بیشتر باشد، آهنربای الكتریكی قویتر خواهد بود.

 

2) جریانی كه از سیملوله می گذرد هر چه شدت جریان عبوری از سیملوله بیش تر باشد, آهن ربا الکتریکی قویتر خواهد بود.

 

3) شكل هسته سیملوله

 

نكته: مهم ترین عواملی كه خاصیت آهنربایی را ضعیف می كنند، گرما و ضربه هستند برای جلوگیری از ضعیف شدن آهنربا، باید:

 

1- از وارد شدن ضربه به آن جلوگیری شود.

2- از قرار دادن آن در محل گرم خودداری كنیم.

                                                                                               


علم اموختن بر هر مرد و زن مسلمان واجب است
نظرات() 
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر