Miks töötavad magnetid paremini, kui need on külmad?

Posted on
Autor: John Stephens
Loomise Kuupäev: 22 Jaanuar 2021
Värskenduse Kuupäev: 20 November 2024
Anonim
Miks töötavad magnetid paremini, kui need on külmad? - Teadus
Miks töötavad magnetid paremini, kui need on külmad? - Teadus

Sisu

Magnetite efektiivsuse suurendamine, olgu need siis inimese loodud ülijuhtivad magnetid või rauatükid, on saavutatav materjali või seadme temperatuuri muutmisega. Elektronide voolu ja elektromagnetilise interaktsiooni mehaanika mõistmine võimaldab teadlastel ja inseneridel luua need võimsad magnetid. Ilma võimeta temperatuuri alandades magnetvälju parendada, oleksid kasulikud suure võimsusega magnetid, näiteks sellised, mida kasutatakse MRT-seadmetes, kättesaamatud.


Praegune

Liikuvat laengut kirjeldavat parameetrit nimetatakse praeguseks. Kui vool liigub läbi materjali, tekib magnetväli. Voolu suurendamine tekitab võimsama magnetvälja. Enamiku materjalide puhul on liikuvas laetud osake elektron. Mõne magneti, näiteks püsimagneti puhul on need liikumised väga väikesed ja toimuvad materjali aatomites. Elektromagnetides toimub liikumine elektronide liikumisel läbi traatmähise.

Suurenev vool

Osakese laengu või liikumise kiiruse suurendamine suurendab voolu. Elektronide laengu suurendamiseks või vähendamiseks ei saa palju ära teha - selle väärtus on konstantne. Mida saab teha, on elektronide liikumiskiiruse suurendamine, mida saab saavutada takistuse vähendamise teel.

Vastupanu

Vastupanu, nagu ka sõna vihjab, takistab voolu voolu. Igal materjalil on oma takistusväärtus. Näiteks vaske kasutatakse elektrijuhtmete paigaldamisel, kuna selle vastupidavus on väga madal, samas kui puitplokil on väga kõrge takistus ja see teeb halva juhi. Lihtsaim viis materjali vastupidavuse muutmiseks on selle temperatuuri muutmine.


Temperatuur

Vastupidavus sõltub otseselt temperatuurist - mida madalam on materjali temperatuur, seda madalam on takistus. See efekt suurendab voolu ja seetõttu ka magnetvälja tugevust. Juhtivate materjalide temperatuuri alandamine on lihtsaim ja tõhusam viis tänapäeval kasutatavate võimsate magnetite valmistamiseks.

Ülijuhid

Mõnel materjalil on temperatuur, mille juures takistus langeb peaaegu nullini. See muudab voolu peaaegu täpselt võrdeliseks pingega ja loob väga tugevad magnetväljad. Neid materjale tuntakse ülijuhtidena. Füüsika teadlase ja inseneride andmetel on nende materjalide teadaolev loetelu tuhandetes. Sellest põhimõttest lähtuvalt töötab Hollandis Nijmegenis asuvas Radboudi ülikooli kõrgmagnetväljavälja laboratooriumis magnet, mis on nii võimas, et tavaliselt suudavad magnetväljas levitada mittemagnetilisi objekte, näiteks konna.