Vad är magneternas användning? Varför ser vi ljus på magneten?

Magneternas användningsområden

Tillämpningar i elektrisk utrustning

• Generator: I en generator är magneten den viktigaste komponenten som genererar det magnetiska fältet. Till exempel i en synkron generator roterar magneten på roteraren (som kan vara en permanentmagnet eller en elektromagnet), vilket gör att statorspolen skär genom magnetkraftslinjen, vilket enligt principen om elektromagnetisk induktion genererar en inducerad elektromotorisk kraft och sedan konverterar mekanisk energi till elektrisk energi.

• Motor: Arbetsprincipen för motorn baseras på magnetfältets verkan på strömmen. Magnet (statormagnet eller rotormagnet) genererar ett magnetfält. När ström passerar genom spolen i motorn (rotorspol eller statorspol), interagerar magnetfältet med strömmen för att producera en amperagekraft, vilket får motorens rotor att rotera och realiserar konvertering av elektrisk energi till mekanisk energi. Till exempel i en DC-motor fungerar en permanentmagnet som stator för att generera ett fast magnetfält som styr rotationsriktningen och hastigheten hos rotorn genom att ändra riktningen på strömmen i armaturvindningen.

Tillämpningar i elektroniska enheter

• Högtalare och hörlurar: Högtalare och hörlurar använder magneter för att omvandla elektriska signaler till ljud. I en högtalare finns det en permanentmagnet och en spol (röstkrets) ansluten till ljudsignalen. När ljudströmmen passerar genom röstspolen vibrerar röstspolen under amperagekraftens verkan i permanentmagnetens magnetfält, och denna vibration omvandlas till ljud genom en struktur såsom högtalarens pappersbas. Hörlurar fungerar på ett liknande sätt som högtalare, men är mindre och mer kompakta.

• Magnetiska lagringsenheter: Traditionella hårddiskdriv (HDD) använder magnetism för att lagra data. Inuti hårddisken finns snabbt roterande plattor beläggda med magnetiska material. Data skrivs och läses på plattan med hjälp av en magnethuvud (som innehåller elektromagneter). Magnethuvudet kan generera ett magnetfält, vilket ändrar magnetiseringens riktning på disken efter behov för att representera datans 0 och 1.

Tillämpningar i industri och vardag

• Magnetiska klamrar och lyftutrustning: I industriell produktion kan magnetismen från magneter användas för att tillverka magnetiska klamrar för att fastställa och hantera arbetsspetsar av ferromagnetiska material. Till exempel i verkstad kan magnetiska fastigheter enkelt fastställa små delar på arbetsbänken för bearbetning. Lyftmagneter kan användas för att lyfta stora bitar av ferromagnetiska material, till exempel vid återvinning av skrotstål kan lyftmagneter enkelt lyfta flera ton stålavfall.

• Magnetiska sensorer: I bilindustrin används magnetiska sensorer i stort. Till exempel använder hastighetssensorer förändringar i magnetfält för att upptäcka en hjuls hastighet. I vissa åtkomstkontrollsystem används också magnetiska sensorer för att upptäcka dörrarnas öppna och stängda tillstånd, och signalupptäckt och -överföring realiseras genom magnetfältinteraktion mellan magneten och sensorn.

• Medicinsk sektor: I medicinska bildtekniker, såsom magnetresonanstomografi (MRI), används kraftfulla magnetfält och radiobågspulser för att interagera med vätekerner i mänskliga vävnader, och sedan genom att upptäcka signalerna som vätekärnorna utstrålar genereras detaljerade bilder av mänsklig kroppens inre.

Orsaken till ljuset som ses på magneten

Normalt sett emitterar magneter inte ljus på egen hand. Om du ser ljus på magneten kan det finnas flera fall:

• Reflektion av externt ljus: magnetens yta kan vara slät och reflektera ljus i omgivningen, till exempel under starkt ljus reflekterar magnetens yta ljus som en spegel, vilket ger en person illusionen av ljus på magneten.

• Speciella optiska effekter av magnetiska material (mindre vanligt): Vissa magnetiska material kan ha speciella optiska fenomen under specifika magnetfältsvillkor, som magneto-optiska effekter. Magneto-optiska effekter inkluderar Faradays rotationseffekt, där polarisationsriktningen för ljusstrålar roterar när de passerar genom magnetiska material. Om i en specifik experimentell enhet eller speciellt magnetiskt material observeras denna förändring av ljus på grund av magneto-optiska effekter, men detta är inte ett vanligt fenomen för vanliga magneter.