Medan magnet adalah fenomena yang sangat menarik. Saat ini, sifat-sifatnya telah menemukan aplikasi di banyak daerah. Tahukah Anda apa yang menjadi sumber medan magnet? Setelah membaca artikel ini, Anda akan mengetahuinya. Selain itu, kita akan berbicara tentang beberapa fakta yang berkaitan dengan magnet. Mari kita mulai dengan sejarah.
Sedikit sejarah
Magnetisme dan listrik bukanlah dua fenomena yang berbeda, seperti yang selama ini diyakini secara keliru. Hubungan mereka menjadi jelas hanya pada tahun 1820, ketika ilmuwan Denmark Hans Christian Oersted (1777-1851) menunjukkan bahwa arus listrik yang mengalir melalui kawat membelokkan jarum kompas. Arus selalu menciptakan medan magnet. Tidak masalah di mana ia mengalir - antara awan dan bumi dalam bentuk kilat atau di otot tubuh kita.
Bahkan di zaman kuno, orang mencoba mencari tahu apa yang menjadi sumber medan magnet. Selain itu, penemuan-penemuan yang dibuat diterapkan dalam praktik. Magnetisme diamati dan digunakan (terutama untuk tujuan navigasi) ribuan tahun sebelum dijelaskan.sifat listrik, dan telah menemukan aplikasi praktis. Hanya ketika diketahui bahwa materi terdiri dari atom-atom itulah akhirnya ditetapkan bahwa magnet dan listrik saling berhubungan. Di mana pun magnetisme diamati, harus selalu ada semacam arus listrik. Namun, penemuan ini hanyalah awal dari penelitian baru.
Apa yang menentukan manifestasi sifat magnetik bahan tanpa adanya sumber arus eksternal? Pergerakan elektron yang menciptakan arus listrik di dalam atom. Jenis magnetisme inilah yang akan kita bahas di sini. Kami telah menjelaskan secara singkat sumber medan magnet eddy (arus bolak-balik).
Magnetite dan bahan lainnya
Kemampuan untuk menarik besi dan bahan yang mengandung besi diamati di alam dalam satu mineral yang menarik. Kita berbicara tentang magnetit, salah satu senyawa kimia besi. Mungkin semacam itu digunakan dalam kompas pertama yang ditemukan oleh orang Cina. Sumber medan magnet tidak hanya mineral ini. Juga relatif mudah bagi beberapa bahan untuk secara sengaja mengomunikasikan sifat-sifat yang diinginkan. Di antara mereka, besi dan baja adalah yang paling terkenal. Kedua bahan tersebut dengan mudah menjadi sumber medan magnet.
Magnet permanen
Zat yang menarik besi membentuk kelas khusus. Mereka disebut magnet permanen. Terlepas dari namanya, mereka hanya dapat mempertahankan properti yang diperlukan untuk waktu yang terbatas. berbentuk magnet permanenbar menunjukkan kekuatan magnet terestrial. Jika dapat bergerak bebas, maka salah satu ujungnya selalu berbelok ke arah Kutub Utara Bumi, dan ujung lainnya - ke arah Selatan. Kedua ujung magnet masing-masing disebut kutub utara dan selatan.
Magnet dapat memiliki hampir semua bentuk: batang, tapal kuda, cincin, atau lebih kompleks. Mereka digunakan dalam alat ukur listrik. Kutub magnet ditentukan sebagai berikut: N (utara) dan S (selatan). Mari kita bicara tentang bagaimana mereka berinteraksi.
Atraksi dan Tolakan
Kutub magnet yang berlawanan tarik menarik. Kami sudah tahu ini sejak sekolah. Dengan menarik beberapa bahan lain, magnet pertama-tama mengubahnya menjadi magnet yang lemah. Kutub dengan nama yang sama saling tolak (walaupun ini tidak sejelas tarik-menarik). Ketika terkena magnet, besi dan baja menjadi magnet sendiri, memperoleh polaritas yang berlawanan. Itu sebabnya mereka tertarik padanya. Tetapi jika dua magnet identik dengan "muatan" yang sama ditempatkan berdekatan dengan kutub yang sama, apa yang akan terjadi? Gaya tolak-menolak yang diamati akan sama dengan gaya tarik menarik yang bekerja antara dua kutub yang berlawanan yang terletak pada jarak yang sama satu sama lain.
Bukan hanya bahan yang mengandung besi yang terpengaruh oleh magnet. Namun, fenomena magnetik paling mudah diamati pada logam murni. Ini adalah, misalnya, besi, nikel, kob alt.
Domain
Logam yang bisamenjadi sumber medan magnet, terdiri dari magnet kecil yang terletak secara acak di dalam zat. Mereka sama-sama berorientasi hanya di area kecil, yang disebut domain, yang dapat dilihat melalui mikroskop elektron. Dalam materi yang tidak termagnetisasi - karena domain itu sendiri juga berorientasi ke sana dalam arah yang berbeda - medan magnetnya nol. Oleh karena itu, tidak ada sifat magnetik yang diamati dalam kasus ini. Dengan demikian, zat memperoleh sifat yang diperlukan hanya dalam kondisi tertentu.
Proses magnetisasi adalah bahwa semua domain dipaksa untuk berbaris dalam arah yang sama. Ketika diputar dengan benar, tindakan mereka menumpuk. Zat tersebut secara keseluruhan menjadi sumber medan magnet. Jika semua domain berbaris dalam arah yang sama persis, material mencapai batas magnetnya. Satu pola penting harus diperhatikan. Magnetisasi material pada akhirnya tergantung pada magnetisasi domain. Dan itu, pada gilirannya, ditentukan oleh bagaimana atom individu berada di dalam domain.
Medan magnet bumi
Medan magnet bumi telah lama diukur dan dijelaskan secara akurat, tetapi sejauh ini belum sepenuhnya dijelaskan. Dalam cara yang sangat sederhana, ini dapat direpresentasikan seolah-olah magnet datar sederhana terletak di antara kutub geografis Utara dan Selatan. Inilah yang menyebabkan beberapa efek yang diamati. Tapi ini tidak menjelaskan baik perubahan yang sangat tidak biasa dalam intensitas atau bahkan arah garis medan magnet di atas bumi.permukaan, atau mengapa jutaan tahun yang lalu lokasi kutub magnet berlawanan dengan saat ini, atau mengapa mereka, meskipun lambat, terus bergerak. Jadi, semuanya agak lebih rumit.
Model medan magnet bumi
Mari kita jelaskan versi sederhananya secara lebih rinci. Bayangkan sebuah magnet datar panjang di pusat Bumi, yang akan menjadi sumber medan magnet. Apa lagi yang perlu dipertimbangkan? Benda-benda magnet di permukaan bola bumi harus diatur sedemikian rupa sehingga kutub utaranya berputar ke arah yang kita sebut utara (sebenarnya kutub selatan magnet imajiner), dan kutub lainnya mengarah ke selatan (kutub utara magnet).
Memahami proses fisik yang kompleks menyebabkan beberapa kesulitan. Baik magnetisme terestrial maupun magnetisme potongan-potongan kecil besi lebih mudah dijelaskan dengan mengasumsikan bahwa garis gaya magnet (sering disebut sebagai garis fluks magnet) memancar dari ujung utara magnet dan memasuki ujung selatan. Ini adalah representasi yang sangat arbitrer, digunakan hanya untuk kenyamanan, mirip dengan bagaimana garis lintang dan bujur yang digambar pada peta digunakan. Namun, ini membantu kita memahami apa sumber medan magnet bumi.
Garis-garis gaya magnet datar sederhana, yang berpindah dari satu kutub ke kutub lainnya dan menutupi seluruh magnet, membentuk sesuatu seperti silinder. Garis-garis gaya dalam arah yang sama tampak saling tolak menolak. Mereka selalu mulai dari satu jenis tiang dan berakhir di jenis tiang yang lain dan tidak pernah berpotongan.
Bkesimpulan
Jadi, kami telah membuka topik "Sumber medan magnet". Seperti yang Anda lihat, itu cukup luas. Kami hanya mempertimbangkan konsep dasar yang terkait dengan topik ini.
