מהי תכליתם של מגנטים? מדוע רואים אור על המגנט?

משתמעים של מגנטים

יישומים בציוד חשמלי

• מגניטור: במגניטור, המגנט הוא המרכיב העיקרי שמייצר את השדה המגנטי. לדוגמה, במגניטור סינכרוני, המגנט על הרוטור (שיכול להיות מגנט קבוע או אלקטרומגנט) מסתובב, וגורם לסליל הסטטור לחתוך את קו כוח המגנטי, מה שמפיק מתח מושרה בהתאם לעקרון האלקטרומגנטיות, ואז ממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית.

• מנוע: עקרון העבודה של המנוע מבוסס על פעולת השדה המגנטי על הזרם. המגנט (מגנט סטטור או מגנט רוטור) מייצר שדה מגנטי. כשהזרם עובר דרך הסליל של המנוע (סליל רוטור או סטטור), השדה המגנטי מתנגש עם הזרם ומפיק כוח אמפריאני, שגורם לרוטור של המנוע לסובב ומממש את המרת האנרגיה החשמלית לאנרגיה מכנית. לדוגמה, במנוע זרם ישר, מגנט קבוע פועל כסטטור כדי לייצר שדה מגנטי קבוע ששולט בכיוון והמהירות של הרוטור על ידי שינוי כיוון הזרם בסליל הארמור.

יישומים באביזרים אלקטרוניים

• רמקולים ועוזי אוזניים: רמקולים ואוזניות משתמשים במגנטים להמרה של אותות חשמליים לצלילים. ברמקול יש מגנט קבוע וסליל (סליל קול) המחובר לאות הקולי. כשהזרם הקולי עובר דרך סליל הקול, הסליל רוטט תחת פעולת כוח האמפריאני בשדה המגנטי של המגנט הקבוע, והרטט הזה מומר לצליל באמצעות מבנה כמו קערה ניירית של הרמקול. אוזניות עובדות באופן דומה לרמקולים, אבל הן קטנות יותר וקומפקטיות יותר.

• מכשירי אחסון מגנטיים: דיסקים קשיחים מסורתיים (HDDS) משתמשים במגנטיות לאחסון נתונים. בתוך הדיסק הקשיח יש צלחות מסתובבות במהירות שמכוסות בחומרים מגנטיים. הנתונים נכתבים ונקראים על הצלחת באמצעות ראש מגנטי (המכיל אלקטרומגנט). הראש המגנטי יכול לייצר שדה מגנטי, משנה את כיוון המגנטיות של החומר המגנטי על הדיסק לפי הצורך כדי לייצג את 0 ו-1 של הנתונים.

יישומים בתעשייה ובחיי היום יום

• כינים מגנטיים וציוד הרמה: בתעשיית הייצור, ניתן להשתמש במגנטיות של מגנטים לייצור כינים מגנטיים לקבע ולטפל בחלקים של חומרים פרומגנטיים. לדוגמה, במחסן המכונות, כינים מגנטיים יכולים לקבוע בקלות חלקים קטנים על שולחן העבודה למכונת. מכשירי הרמה מגנטיים יכולים לשמש להרמת חומרים פרומגנטיים גדולים, כמו בתהליך ההשמדה של פסולת פלדה, מכשירי הרמה מגנטיים יכולים להרים בקלות כמה טונות של פסולת פלדה.

• שנסורים מגנטיים: בתעשיית הרכב, שנסורים מגנטיים משמשים בצורה נרחבת. לדוגמה, שנסורי מהירות משתמשים בשינויים בשדות מגנטיים כדי לזהות את מהירות הגלגל. במערכות ניהול גישה מסוימות, שנסורים מגנטיים משמשים גם לזיהוי מצב פתיחה וסגירה של הדלת, והזיהוי והעברת אותות מתרחשים באמצעות האינטראקציה בין השדה המגנטי של המגנט לשנסור.

• תחום רפואי: בטכניקות הדמיה רפואיות, כגון הדמיה מגנטית (MRI), משתמשים בשדות מגנטיים חזקים וגלים רדיו כדי להתנגש עם גרעיני מימן ברקמות אנושיות, ואז על ידי זיהוי האותות הנפלטים מהגרעיני מימן ליצור תמונות מפורטות של הפנים של הגוף האנושי.

הסיבה לאור שנראה על המגנט

בדרך כלל, מגנטים אינם מקרינים אור מאליהם. אם אתה רואה אור על המגנט, ייתכן שיש מספר מצבים:

• החזרת אור חיצוני: פני השטח של המגנט עשויים להיות חלקים ויחזירו אור מהסביבה, לדוגמה, בהארה חזקה, פני השטח של המגנט משקפים אור כמו מראה, מה נותן למישהו הרושם של אור על המגנט.

• אפקטים אופטיים מיוחדים של חומרים מגנטיים (נדירים יותר): חלק מהחומרים המגנטיים עשויים להציג אפקטים אופטיים מיוחדים בתנאי שדה מגנטי ספציפיים, כגון אפקטים מגנטו-אופטיים. אפקטים מגנטו-אופטיים כוללים את אפקט הסיבוב של פארדיי, שבו כיוון הקיטוב של קרני אור מסתובב כשהם עוברות דרך חומרים מגנטיים. אם במכשיר ניסיוני ספציפי או חומר מגנטי מיוחד, ניתן לראות את השינוי באור בעקבות אפקט מגנטו-אופטי, אך זה אינו אפקט שכיח במגנטים רגילים.