Είναι ο Σίδηρος Μαγνητικός; 13 γεγονότα που πρέπει να γνωρίζετε!

Ο σίδηρος είναι ένα μαλακό μέταλλο που χρησιμοποιείται για την κατασκευή εργαλείων, γεφυρών, μαγειρικών σκευών και κραμάτων με άλλα μέταλλα. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τη μαγνητική συμπεριφορά του σίδερο.

Ο σίδηρος είναι μαγνητικός στην καθαρή του μορφή λόγω της διαθεσιμότητας τεσσάρων μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, και τα τέσσερα ηλεκτρόνια είναι ευθυγραμμισμένα στην ίδια κατεύθυνση και σπιν. Είναι σιδηρομαγνητική και πυκνότερη ύλη. Ο σίδηρος που βρέθηκε είναι πετρώματα αιματίτη και μαγνητίτη. Ο ακατέργαστος σίδηρος έλκει εύκολα τον μαγνήτη.

Η σκληρότητα του σιδήρου αυξάνεται με την προσθήκη μικρής αναλογίας στοιχείων άνθρακα. Επίσης, διάφορα μέταλλα είναι κραμένα με σίδηρο. Έτσι, μπορούμε να βρούμε τις μεταβλητές μαγνητικές αποκρίσεις διαφορετικών συστατικών του σιδήρου. Θα συζητήσουμε τις διάφορες μαγνητικές ιδιότητες του σιδήρου και του μαγνητικός συμπεριφορά πολλών σιδήρων.

Είναι όλος ο σίδηρος μαγνητικός;

Με βάση το κράμα του σιδήρου και τις συνθήκες θερμοκρασίας, τα μαγνητικά χαρακτηριστικά του σιδήρου μπορεί να διαφέρουν. Ας αναφέρουμε εδώ παρακάτω τους διαφορετικούς τύπους σιδήρου και τη συμπεριφορά τους.

Τύπος ΣιδήρουΜαγνητικό (Ναι/Όχι)
Κατεργασμένος σίδηροςΝαι
Λευκός χυτοσίδηροςΝαι
Γκρι χυτοσίδηροςΝαι
Ελαστικός χυτοσίδηροςΝαι
Ομαδικό χυτοσίδηροΝαι
Χοίρος/Ακατέργαστος σίδηροςΟχι
Οι τύποι σιδήρου και η μαγνητική τους συμπεριφορά

Δεν είναι όλα τα σίδερα μαγνητικά επειδή η μαγνητική συμπεριφορά του σιδήρου ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία και τον αριθμό των μετάλλων. Είναι σιδηρομαγνητικό κάτω από 770 βαθμούς Κελσίου, και πάνω από αυτή τη θερμοκρασία, είναι παραμαγνητικό. Εάν τα διαμαγνητικά μέταλλα είναι κράματα με σίδηρο, αυτό επηρεάζει τη σιδηρομαγνητική συμπεριφορά του σιδήρου.

Μαγνητική Διαπερατότητα Σιδήρου

Το μαγνητικό διαπερατό του σιδήρου καθορίζει τη συνολική διείσδυση των γραμμών μαγνητικού πεδίου μέσω της ύλης του. Ας μιλήσουμε αναλυτικά για τη μαγνητική διαπερατότητα του σιδήρου.

Η μαγνητική διαπερατότητα του καθαρού σιδήρου βρέθηκε ότι είναι 6.3 × 10-3και η σχετική διαπερατότητά του είναι 5000. Έτσι, έχει καλό μαγνητικό πεδίο. Η μαγνητική διαπερατότητα κάθε ύλης σιδήρου υπολογίζεται ως ο λόγος της έντασης του μαγνητικού πεδίου που αναπτύσσεται μέσα στο υλικό και του πεδίου μαγνήτισης.

Μαγνητική επιδεκτικότητα σιδήρου

Το μαγνητικό ευαισθησία του σιδήρου εξαρτάται άμεσα από την ένταση του μαγνητικού πεδίου. Ας συζητήσουμε λεπτομερώς τη μαγνητική επιδεκτικότητα του σιδήρου.

Η μαγνητική επιδεκτικότητα του σιδήρου κυμαίνεται από 0.62 – 1.15 × 10-3 m3/κιλό. Η διαφορετική ύλη σιδήρου έχει διαφορετική τιμή μαγνητικής επιδεκτικότητας και μετράται ως ο λόγος της μαγνήτισης και της έντασης του μαγνητικού πεδίου. Καθορίζει τον βαθμό μαγνήτισης του σιδήρου στο εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.

Μαγνητικό Πεδίο Σιδήρου

Το μαγνητικό πεδίο σιδήρου είναι μια διανυσματική ποσότητα που περιγράφει τη δύναμη και την ευθυγράμμιση των διπόλων στη σιδερένια ύλη. Ας αναλογιστούμε το μαγνητικό πεδίο που παράγει ο σίδηρος.

Το μαγνητικό πεδίο του σιδήρου ανόπτησης είναι 1 Τ όταν το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο είναι 0.2 × 10-3 Το T εφαρμόζεται στο θέμα. Δημιουργείται λόγω της ευθυγράμμισης του μαγνητικού διπόλου παράλληλα μεταξύ τους. Το μαγνητικό πεδίο που παράγεται από τον σίδηρο είναι πολύ ισχυρότερο από αυτό που παράγεται από την περιέλιξη των πηνίων γύρω από την ύλη.

Πώς ο σίδηρος δημιουργεί μαγνητικό πεδίο;

Η ύλη παράγει το μαγνητικό πεδίο κυρίως λόγω του ασύζευκτου ηλεκτρονίου. Ας διευκρινίσουμε τώρα το γεγονός πίσω από μια δημιουργία μαγνητικού πεδίου λόγω των ασύζευκτων ηλεκτρονίων.

Ο σίδηρος δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο λόγω της ευθυγράμμισης του μαγνητικού δίπολου προς μια μοναδική κατεύθυνση και κάθε δίπολο ευθυγραμμίζεται παράλληλα. Το ασύζευκτο ηλεκτρόνιο περιστρέφεται και τα ευθυγραμμίζει προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Η εγγενής μαγνητική ροπή βοηθά στη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου.

Σιδερένια Μαγνητική Ροπή

Η μαγνητική ροπή είναι μια ροπή που βιώνει το σωματίδιο. Ας συζητήσουμε τη μαγνητική ροπή του σιδήρου και την ευθύνη του για τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου σε ύλη σιδήρου.

Η μαγνητική ροπή του καθαρού σιδήρου είναι 2.22 BM Είναι μια ροπή που γίνεται αισθητή στα ασύζευκτα ηλεκτρόνια του σιδήρου λόγω της έντασης της μαγνητικής ροής που προσπίπτει στο ηλεκτρόνιο που είναι ελεύθερο να κινηθεί. Η μαγνητική δύναμη τείνει να περιστρέφει τα ασύζευκτα ηλεκτρόνια και τα ευθυγραμμίζει προς την κατεύθυνση του εξωτερικού πεδίου.

Πώς να υπολογίσετε τη μαγνητική ροπή του σιδήρου;

Η συνολική μαγνητική ροπή του σιδήρου βασίζεται στον συνολικό αριθμό των ασύζευκτων διαθέσιμων ηλεκτρονίων. Ας μάθουμε πώς να υπολογίσουμε τη μαγνητική ροπή του σιδήρου.

Η μαγνητική ροπή του σιδήρου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο m = – ζJ mB sqrt(J(J+1)), όπου m είναι η μαγνητική ροπή, ζJ είναι ο παράγοντας g, το J είναι ο κβαντικός αριθμός που είναι ο συνδυασμός σπιν και τροχιακών κβαντικών αριθμών, και mB είναι το μαγνητόνιο Bohr ίσο με 9.3 × 10-24 J/T και μετρήθηκε σε mB.

Μαγνητικές ιδιότητες σιδήρου

Οι πολλές μαγνητικές ιδιότητες του σιδήρου τον κάνουν να παράγει το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο. Ας αναφέρουμε μερικές μαγνητικές ιδιότητες του σιδήρου.

  • Ο Fe είναι σιδηρομαγνητικός κάτω από το σημείο Curie και παραμαγνητικός πάνω από αυτή τη θερμοκρασία.
  • Ο Fe είναι ελατός και όλκιμος, λιώνει στους 1538-28000 C.
  • Ο Fe έχει μόνιμα μαγνητικά δίπολα και διατηρεί τη μαγνητική του ιδιότητα παντού.
  • Η ένταση της μαγνήτισης του Fe είναι πολύ μεγάλη και θετική.

Είναι μαγνητικός ο μαλακός σίδηρος;

Το μαλακό σίδερο έχει αμελητέο άνθρακα και είναι πολύ μαλακό. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή σωληνοειδών πυρήνων και ηλεκτρονικών συσκευών. Ας συζητήσουμε εάν ένα μαλακό σίδερο είναι μαγνητικό ή όχι.

Ο μαλακός σίδηρος είναι μαγνητικός παρουσία του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου και απομαγνητίζεται γρήγορα μόλις αφαιρεθεί το μαγνητικό πεδίο. Οι μαγνητικές περιοχές μετακινούνται εύκολα στο μαλακό σίδερο. Ως εκ τούτου, δεν διατηρεί τον μαγνητισμό. Ο μαλακός σίδηρος έχει χαμηλή συγκράτηση και καταναγκασμό.

Είναι μαγνητικός ο σίδηρος βάλτου;

Ο σίδηρος έλη είναι ένα ακάθαρτο οξείδιο του σιδήρου που βρίσκεται σε βαλτώδεις περιοχές. Περιέχει οξυ-υδροξείδια σιδήρου και γαιθίτη. Ας δούμε αν ένα σίδερο είναι μαγνητικό ή όχι.

Ο σίδηρος έλη είναι ασθενώς μαγνητικός λόγω της συγκέντρωσης οξειδωμένου σιδήρου. Αποτελείται κυρίως από γαιθίτη, ο οποίος έχει μικρή συγκέντρωση σιδήρου. Ο σίδηρος εξάγεται από το μετάλλευμα με μια διαδικασία που ονομάζεται τήξη. Σχηματίζεται κοντά σε υπόγεια ύδατα που αποτελούνται από σίδηρο με διαλυμένο οξυγόνο που έχει χαμηλό ph.

Είναι ο λιωμένος σίδηρος μαγνητικός;

Η λιωμένη μορφή του σιδήρου λαμβάνεται σε θερμοκρασία 1538 βαθμών Κελσίου, μετατρέποντας τον στερεό σίδηρο σε λιωμένο. Ας συζητήσουμε αν ο λιωμένος σίδηρος είναι μαγνητικός ή όχι.

Ο λιωμένος σίδηρος δεν είναι μαγνητικός επειδή, στη τηγμένη μορφή του σιδήρου, τα ασύζευκτα ηλεκτρόνια δεν ευθυγραμμίζονται προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου και δεν ανταποκρίνονται στο μαγνητικό πεδίο. Η θερμική ενέργεια δεν επιτρέπει στο μαγνητικό δίπολο να προσανατολίζεται παράλληλα στην κατεύθυνση του πεδίου.

Είναι ο όλκιμος σίδηρος μαγνητικός;

Ο όλκιμος σίδηρος είναι μια μορφή χυτοσιδήρου με υψηλή τάση και είναι πλούσιος σε γραφίτη. Ας μιλήσουμε για τη μαγνητική συμπεριφορά του όλκιμου σιδήρου.

Ο όλκιμος σίδηρος είναι μαγνητικός λόγω της παρουσίας μικροδομημένων σωματιδίων γραφίτη. Επίσης, αυτά τα σωματίδια γραφίτη είναι σφαιρικά, γεγονός που επιτρέπει υψηλή μαγνητική διαπερατότητα μέσω του όλκιμου σιδήρου και βελτιώνει τη μαγνήτισή του.

Είναι μαγνητικός ο σφυρήλατος σίδηρος;

Ο σφυρήλατος σίδηρος είναι ένα μείγμα σιδήρου με ινώδη σκωρία με προσθήκη 0.08% περιεκτικότητας σε άνθρακα. Ας δούμε αν ο σφυρήλατος σίδηρος είναι μαγνητικός ή όχι.

Ο σφυρήλατος σίδηρος είναι μαγνητικός λόγω της συγκέντρωσης σιδήρου και των λιγότερων μορίων άνθρακα στην ύλη. Είναι μαλακό και εύπλαστο, με καλή ελαστικότητα και αντοχή σε εφελκυσμό. ως εκ τούτου είναι καλό για συγκόλληση και έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση.

Είναι χυτοσίδηρος μαγνητικός;

Ο χυτοσίδηρος είναι ένα κράμα με περισσότερο από 2% μείγμα άνθρακα και παράγεται σε φούρνο θόλου. Ας συζητήσουμε αν ο χυτοσίδηρος είναι μαγνητικός ή όχι.

Ο χυτοσίδηρος είναι μαγνητικός λόγω της παρουσίας σιδηρομαγνητικού σιδήρου. Οι μαγνητικές ιδιότητες του χυτοσιδήρου δεν αλλάζουν μετά τη θέρμανση στον κλίβανο σε υψηλή θερμοκρασία. Έχει χαμηλό θερμικό συντελεστή διαστολής και καλή μαγνητική διαπερατότητα, επιτρέποντας τη μαγνητική ροή μέσω της ύλης από χυτοσίδηρο.

σίδερο 2
Iron Image by Ra'ike (CC BY-SA 3.0) από Wikipedia

Είναι ο μαλακός σίδηρος πιο μαγνητικός από τον χάλυβα;

Ο χάλυβας είναι ένα κράμα σιδήρου με την προσθήκη άνθρακα για τη βελτίωση της σκληρότητας και της αντοχής του. Ας αναλύσουμε αν ο μαλακός σίδηρος είναι πιο μαγνητικός από τον χάλυβα.

Ο μαλακός σίδηρος είναι πιο μαγνητικός από τον χάλυβα επειδή ο μαλακός σίδηρος έχει υψηλή ικανότητα συγκράτησης από τον χάλυβα. Ο χάλυβας αντιστέκεται στη μαγνητική ροή που τη διαπερνά και έχει υψηλή καταναγκασμό για να μειώσει την ένταση του πεδίου στο εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο και να απομαγνητιστεί, ενώ ο μαλακός σίδηρος έχει υψηλή μαγνήτιση στο μαγνητικό πεδίο.

Ο σίδηρος είναι μαγνητικά σκληρός ή μαλακός;

Η μαγνητικό πεδίο που παράγεται από τον σίδηρο εξαρτάται από την ένταση του πεδίου και τη μαγνήτιση. Ας δούμε αναλυτικά αν ο σίδηρος είναι μαγνητικά σκληρός ή μαλακός.

Το σίδερο είναι μαγνητικά μαλακό επειδή μπορεί εύκολα να μαγνητιστεί σε ένα μαγνητικό πεδίο και να απομαγνητιστεί περιορίζοντας το μαγνητικό πεδίο που εφαρμόζεται στη ύλη του σιδήρου. Το σίδερο επίσης απομαγνητίζεται ακόμη και από τη ροή συνεχούς ρεύματος προς αυτό.

Γιατί χρησιμοποιείται το μαλακό σίδερο ως μαγνητικός συγκρατητής;

Η ράβδος ή η πλάκα από μαλακό σίδερο τοποθετείται στους πόλους των μαγνητών. Ας καταλάβουμε τον λόγο πίσω από αυτό.

Ο μαλακός σίδηρος χρησιμοποιείται ως α μαγνητικός φύλακας για να διατηρήσει τη δύναμη του μαγνήτη επειδή είναι σιδηρομαγνητικός και έλκει εύκολα τον μαγνήτη. Η χρήση ενός μαγνητικού προστατευτικού από μαλακό σίδηρο ολοκληρώνει το μαγνητικό κύκλωμα διατηρώντας τις μαγνητικές ιδιότητες ενός μαγνήτη. Αν αφεθεί ελεύθερα, τότε θα χάσει τον μαγνητισμό του.

Συμπέρασμα

Μπορούμε να συμπεράνουμε από αυτό το άρθρο ότι ο σίδηρος είναι μαγνητικός και παρουσιάζει σιδηρομαγνητικά χαρακτηριστικά. Η μαγνητική του συμπεριφορά οφείλεται στο ασύζευκτο ηλεκτρόνιο που ευθυγραμμίζεται παράλληλα προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Ο μαγνητισμός του σιδήρου εξαρτάται από τη θερμοκρασία και το κράμα του μετάλλου.

Διαβάστε περισσότερα για Τα οξέα αγώγουν ηλεκτρισμό?

Διαβάστε περισσότερα για Το τιτάνιο μεταφέρει ηλεκτρισμό?

Διαβάστε περισσότερα για Το κοβάλτιο μεταφέρει ηλεκτρισμό?

Διαβάστε περισσότερα για Είναι μαγνητικός σίδηρος?

Διαβάστε περισσότερα για Είναι Kimberlite Magnetic?

Διαβάστε περισσότερα για Είναι Μαγνητικό μελάνι?

Διαβάστε περισσότερα για Είναι ο Δίας Μαγνητικός?

Διαβάστε περισσότερα για Είναι το Kevlar Magnetic;

Διαβάστε επίσης: