چه کاربردی برای مغناطیس‌ها وجود دارد؟ چرا روی مغناطیس نور می‌بینیم

کاربردهای مغناطیس

کاربردها در تجهیزات الکتریکی

• ژنراتور: در یک ژنراتور، مغناطیس عنصر کلیدی است که میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، در یک ژنراتور همزمان، مغناطیس روی روتور (که می‌تواند یک مغناطیس دائمی یا الکترومغناطیس باشد) چرخیده و باعث می‌شود پیچش استاتور خطوط نیروی مغناطیسی را برش دهد که بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی یک القای الکتروموتوریک ایجاد می‌کند و سپس انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

• موتور: اصل کار موتور بر اساس عملکرد میدان مغناطیسی بر جریان است. مغناطیس (مغناطیس استاتور یا مغناطیس روتور) یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. هنگامی که جریان از پیچش موتور (پیچش روتور یا پیچش استاتور) عبور می‌کند، میدان مغناطیسی با جریان تعامل پیدا کرده و نیروی آمپری تولید می‌کند که باعث چرخش روتور موتور می‌شود و تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را محقق می‌کند. به عنوان مثال، در یک موتور مستقیم جریان، یک مغناطیس دائمی به عنوان استاتور عمل می‌کند تا یک میدان مغناطیسی ثابت ایجاد کند که با تغییر جهت جریان در پیچش آرماتور، جهت و سرعت چرخش روتور را کنترل می‌کند.

کاربردها در دستگاه‌های الکترونیکی

• بلندگوها و هدفون‌ها: بلندگوها و هدفون‌ها از مغناطیس برای تبدیل سیگنال‌های الکتریکی به صدا استفاده می‌کنند. در یک بلندگو، یک مغناطیس دائمی و یک پیچش (پیچش صوتی) به سیگنال صوتی متصل است. هنگامی که جریان صوتی از پیچش صوتی عبور می‌کند، پیچش صوتی تحت تأثیر نیروی آمپری در میدان مغناطیسی مغناطیس دائمی لرزش می‌کند و این لرزش از طریق ساختاری مانند ظرف کاغذی بلندگو به صدا تبدیل می‌شود. هدفون‌ها به شکل مشابه بلندگوها کار می‌کنند، اما کوچک‌تر و فشرده‌تر هستند.

• دستگاه‌های ذخیره‌سازی مغناطیسی: درایوهای سخت معمولی (HDDs) از مغناطیس برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌کنند. داخل درایو سخت، دیسک‌هایی با سرعت بالا که با مواد مغناطیسی پوشانده شده‌اند، چرخانده می‌شوند. داده‌ها با استفاده از سر مغناطیسی (که شامل الکترومغناطیس است) روی دیسک نوشته و خوانده می‌شوند. سر مغناطیسی می‌تواند یک میدان مغناطیسی ایجاد کند و جهت مغناطیسی مواد مغناطیسی روی دیسک را به صورت مورد نیاز تغییر دهد تا 0 و 1 داده را نمایش دهد.

کاربردها در صنعت و زندگی روزمره

• گیره‌های مغناطیسی و تجهیزات بلندکردن: در تولید صنعتی، مغناطیس مغناطیس‌ها می‌تواند برای ساخت گیره‌های مغناطیسی برای ثابت کردن و مدیریت قطعات مواد فرومغناطیسی استفاده شود. به عنوان مثال، در کارگاه ماشین‌کاری، گیره‌های مغناطیسی می‌توانند به راحتی قطعات کوچک را روی میز کار برای ماشین‌کاری ثابت کنند. دستگاه‌های بلندکردن مغناطیسی می‌توانند برای بلند کردن قطعات بزرگ مواد فرومغناطیسی، مانند فرآیند بازیافت فولاد فرسوده، استفاده شوند. دستگاه‌های بلندکردن مغناطیسی می‌توانند به راحتی چند تن فولاد فرسوده را بلند کنند.

• سنسورهای مغناطیسی: در صنعت خودرو، سنسورهای مغناطیسی به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، سنسورهای سرعت از تغییرات میدان مغناطیسی برای تشخیص سرعت چرخ استفاده می‌کنند. در برخی سیستم‌های کنترل دسترسی، سنسورهای مغناطیسی نیز برای تشخیص وضعیت باز و بسته بودن درب استفاده می‌شوند و تشخیص و انتقال سیگنال از طریق تعامل میدان مغناطیسی بین مغناطیس و سنسور محقق می‌شود.

• حوزه پزشکی: در تکنیک‌های تصویربرداری پزشکی، مانند تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)، میدان‌های مغناطیسی قدرتمند و پالس‌های فرکانس رادیویی برای تعامل با هسته‌های هیدروژن در بافت‌های بدن انسان استفاده می‌شوند و سپس با تشخیص سیگنال‌های منتشر شده توسط هسته‌های هیدروژن، تصاویر دقیقی از داخل بدن انسان تولید می‌شوند.

دلیل نور دیده شده روی مغناطیس

معمولاً، مغناطیس‌ها خود به خود نور نمی‌تابانند. اگر نور روی مغناطیس مشاهده می‌کنید، ممکن است چند حالت وجود داشته باشد:

• انعکاس نور خارجی: سطح مغناطیس ممکن است صاف باشد و نور محیط اطراف را منعکس کند. به عنوان مثال، در نور قوی، سطح مغناطیس نور را مانند آینه منعکس می‌کند و این امر ایجاد توهم نور روی مغناطیس می‌کند.

• اثرات نوری خاص مواد مغناطیسی (کمتر رایج): برخی مواد مغناطیسی ممکن است تحت شرایط مغناطیسی خاص، برخی از اثرات نوری خاص داشته باشند، مانند اثرات مغناطیس-نوری. اثرات مغناطیس-نوری شامل اثر چرخش فارادی است که در آن جهت قطبیت نور در حال عبور از مواد مغناطیسی چرخیده می‌شود. اگر در یک دستگاه آزمایشی خاص یا مواد مغناطیسی خاص، این تغییر نور به دلیل اثر مغناطیس-نوری مشاهده شود، اما این پدیده رایج در مغناطیس‌های معمولی نیست.