آهنربا جسمی با دو ناحیه مختلف است که آن ها را قطب شمال و قطب جنوب می نماند و با ایجاد میدان مغناطیسی می تواند فلزاتی مانند آهن را به خود جذب نماید. دو قطب ناهم نام آهنربا یکدیگر را جذب و دو قطب هم نام یکدیگر را دفع می کنند. گفتنی است شدت میدان مغناطیسی در قطب ها بیشتر از نقاط دیگر آهنربا است.
تاریخچه آهنربا
آهنربای طبیعی را انسان پیش از میلاد مسیح می شناخت. آهنربای طبیعی در برخی معدن های آهن یافت می شود و از اکسیدهای آهن (Fe3O4) به نام مگنتیت تشکیل شده است. کلمه ی مگنت به معنی آهنربا از مگنزیا (Magnesia) که نام منطقه ای است که در دوران باستان این کانی از آنجا استخراج می شده برگرفته شده است. اولین کاربرد آهنربا در ساخت قطب نما بود.
ویلیام گیلبرت پزشک و فیزیک دان انگلیسی نخستین فردی بود که به صورت علمی آهنربا و مغناطیس را بررسی نمود. او در سال 1600 میلادی کتاب معروف خود را با نام «دربارهٔ آهنربا، اجسام آهنربایی و زمین به مثابه آهنربای بزرگ» منتشر کرد. گیلبرت تفاوت الکتریسیته و مغناطیس را مشخص و ویژگی های نیروهای جاذبه ی الکتریکی و مغناطیسی را بررسی نمود.
او متوجه شد با نصف کردن آهنربا، مجدداً دو قطب تازه ایجاد می شود. همچنین این موضوع که زمین خود یک آهنربای بزرگ است مهم ترین کشف او می باشد. با این کشف مشخص شد که چرا سوزن قطب نما همیشه در جهت خاصی قرار می گیرد یا چرا هنگامی که به صورت معلق است، یک سر آن متمایل به سمت زمین است.
انواع آهنربا و کاربرد آن
آهنرباها به دو دسته ی اصلی زیر طبقه بندی می شوند:
آهنربای الکتریکی: در این نوع آهنربا، میدان مغناطیسی توسط جریان الکتریکی ایجاد می شود و زمانی که این جریان متوقف شود، میدان مغناطیسی از بین می رود. آهنرباهای الکتریکی به عنوان اجزای دیگر وسایل الکتریکی مانند مولدها، موتورها، بلندگوها، رله ها، دستگاه های ام آر آی، ابزارهای علمی و دستگاه های جداسازی مغناطیسی، دیسک های سخت و همچنین به عنوان آهنرباهای صنعتی کاربرد گسترده ای دارند.
آهنرباهای دائمی: این آهنرباها برای ایجاد میدان مغناطیسی نیازی به توان خارجی ندارند. با قرار دادن بعضی مواد مانند کبالت، آهن و نیکل در معرض میدان های مغناطیسی، آهنربای دائمی ساخته می شود. این نوع آهنربا کاربرد زیادی در حافظه های ذخیره اطلاعات، ژنراتورهای برق، میکروفون ها، بلندگوها، موتورهای الکتریکی و … دارند. آهنرباهای دائمی دو ویژگی دارند که در کاربرد آن ها نقشی اساسی ایفا می کنند:
پسماند: زمانی که ماده برای تبدیل شدن به آهنربا در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرد، پس از حذف این میدان، مقداری از مغناطش خود را حفظ می کند. این مغناطش باقیمانده در ماده، پسماند مغناطیسی یا پسماند نامیده می شود و هر چقدر این پسماند بزرگ تر باشد آهنربا قوی تر است.
وادارندگی: خاصیت مغناطیسی یک آهنربا را با قرار دادن آن در معرض میدانی مغناطیسی با جهت مخالف می توان از بین برد. به این میدان مغناطیسی وادارندگی گفته می شود. هرچه وادارندگی بزرگ تر باشد آهنربا دائمی تر است.
انواع آهنرباهای دائمی
آهنرباهای فریت یا آهنرباهای سرامیکی: این آهنربا از ترکیب اکسید آهن و فلزهای دو ظرفیتی مانند منگنز، سرب ایتریم، باریم، نیکل و… ساخته می شوند. مانند سرامیک ها سخت و شکننده بوده و به رنگ سیاه یا خاکستری هستند. فریت ها در دسته مواد فری مغناطیسی قرار دارند و توان آهنربایی آن ها کمتر از مواد فرومغناطیسی است. آهنربای طبیعی یا همان سنگ لودستون یک آهنربای فریت است.
فریت ها آهنرباهای قوی ای بحساب نمی آیند اما ویژگی هایی مانند رسانای بسیار ضعیف الکتریسیته بودن، مقاومت شیمیایی بالا، فراوانی مواد اولیه، روش تولید آسان، قیمت پایین و دمای کوری بالا باعث استفاده ی گسترده ی آن ها در صنایع مختلف شده است.
آهنرباهای آلنیکو: این آهنربا از آلیاژ آهن و سه عنصر آلومینیوم، نیکل و کبالت تشکیل شده است و نام آن از این سه عنصر (Al-Ni-Co) برگرفته شده است. البته در ساختار آن گاهی از عناصر دیگری مانند تیتانیم یا مس نیز استفاده می شود. گفتنی است برای اشاره به آلیاژهای مختلف آلنیکو از شماره گذاری استفاده می شود. مهم ترین ویژگی این آهنربا دمای کوری بالای آن است. همچنین از نظر فیزیکی و شیمیایی بسیار مقاوم می باشد.
کمتر بودن توان آهنربایی آلنیکو به دلیل پایین بودن وادارندگی آن به ویژه در مقایسه با آهنرباهای خاکی کمیاب است قیمت این آهنربا تقریبا ارزان بوده و در ساخت موتورها و ژنراتورهایی که در دماهای بالا کار می کنند و حسگرهای مختلف کاربرد دارند.
آهنرباهای خاکی کمیاب: آهنرباهای دائمی به دو دسته طبقه بندی می شوند:
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
