18新利最新登入磁铁的工作原理

当今许多电子设备都需要磁铁才能正常工作。这种对磁铁的依赖是最近才出现的，主要是因为大多数现代设备需要比自然界中发现的磁铁更强的磁铁。吸引人的东西，是一种磁铁矿是自然界中最强的磁铁。它可以吸引小物体，比如回形针和订书钉。

到了12世纪，人们发现他们可以用磁石来磁化铁片，创造出一个指南针．沿着铁针沿一个方向反复摩擦磁石使铁针磁化。然后，当它悬挂时，它会以南北方向对齐。最终,科学家威廉·吉尔伯特解释道这种南北排列的磁针是由于地球像一个巨大的磁铁，有北极和南极。

指南针针的强度远不如现在使用的许多永磁体。但指南针针和钕合金块磁化的物理过程本质上是相同的。它依赖于微观区域被称为磁域的物理结构的一部分铁磁材料比如铁、钴和镍。每个磁畴本质上都是一个微小的、独立的磁体，有北极和南极。在非磁化铁磁材料中，每个畴的北极指向一个随机的方向。朝向相反方向的磁畴相互抵消，因此材料不会产生净磁场。

另一方面，在磁体中，大多数或所有磁畴都指向同一个方向。微观磁场并没有相互抵消，而是结合在一起形成了一个大磁场。指向同一方向的域越多，整体磁场就越强。每个磁畴的磁场都从北极延伸到它前面磁畴的南极。

这就解释了为什么把磁铁掰成两半会产生两个较小的磁体，磁极分别是北极和南极。这也解释了为什么相反的两极相互吸引电场线离开一个磁体的北极，自然地进入另一个磁体的南极，本质上创造了一个更大的磁体。同极相互排斥是因为它们的力线朝着相反的方向运动，相互碰撞而不是一起运动。

要制造永磁体，你所要做的就是激发磁畴在一块金属上指向同一个方向。这就是当你用磁铁摩擦针时发生的事情——暴露在磁场下会促使这些区域排列整齐。在金属中排列磁畴的其他方法包括:

其中两种方法是关于磁石在自然界中如何形成的科学理论。18新利最新登入一些科学家推测磁铁矿变得有磁性当被闪电击中时．另一些理论认为，在地球形成之初，一块块的磁铁矿就变成了磁铁。该域与地球磁场对齐而氧化铁是熔融的，具有弹性。

目前制造磁铁最常见的方法是将金属置于磁场中。磁场施加转矩在材料上，鼓励域对齐。有一个轻微延迟，称为磁滞领域的应用与领域的变化之间;域开始移动需要一些时间。这是会发生什么：

产生的磁铁的强度取决于用于移动磁畴的力的大小。它的持久性，或者记忆力，这取决于鼓励域名对齐的难18新利最新登入度。难以磁化的材料通常能较长时间保持磁性，而容易磁化的材料通常会恢复到原来的非磁性状态。

你可以通过将磁铁暴露在相反方向的磁场中来降低磁铁的强度或使其完全消磁。你也可以把一种材料加热到其表面以上来消磁居里点，即物体磁性能发生变化的温度。热量扭曲了材料，激发了磁性粒子，导致结构域偏离了排列方向。

如果你读过18新利最新登入电磁铁的工作原理你知道电流通过电线会产生磁场。移动的电荷也会产生永磁体中的磁场。但是磁铁的磁场并不是来自穿过导线的大电流，而是来自电子的运动。

许多人把电子想象成微小的粒子，它们围绕原子核运行，就像行星围绕太阳运行一样。正如量子物理学家目前所解释的那样，电子的运动比这要复杂一些。从本质上讲，电子填满了原子的壳状轨道，在那里它们既表现为粒子又表现为波。电子具有电荷和质量，以及物理学家描述为向上或向下自旋的运动。

一般来说，电子会填满原子的轨道双．如果一对电子中的一个向上自旋，另一个向下自旋。这是两个电子都不可能成对地向同一方向旋转。这是量子力学原理的一部分泡利不相容原理．

即使原子的电子移动不远，它们的运动也足以产生一个微小的磁场。由于成对的电子自旋方向相反，它们的磁场相互抵消。另一方面，铁磁元素的原子有几个自旋相同的未配对电子。以铁为例，它有四个自旋相同的未配对电子。因为它们没有相反的场来抵消它们的作用，这些电子有一个轨道磁矩．磁矩是a向量它有大小和方向。它与磁场强度和磁场产生的力矩有关。整个磁铁的磁矩来自于它所有原子的磁矩。

在铁等金属中，轨道磁矩促使附近的原子沿着相同的南北磁场线排列。铁和其他铁磁性材料是结晶的。当它们从熔化状态冷却时，具有平行轨道自旋的原子群在晶体结构中排列起来。这就形成了上一节所讨论的磁畴。

你可能已经注意到，制作优质磁铁的材料与磁铁吸引的材料是相同的。这是因为磁铁会吸引具有自旋方向相同的未配对电子的材料。换句话说，把金属变成磁铁的特性也会把金属吸引到磁铁上。还有很多其他的元素抗磁性它们未配对的原子产生了一个磁场，可以微弱地排斥磁铁。有些材料根本不会与磁铁发生反应。

这种解释及其基础的量子物理学是相当复杂的，如果没有它们，磁吸引的概念可能会令人费解。因此，在历史的大部分时间里，人们对磁性材料持怀疑态度也就不足为奇了。

每次你使用电脑，你都在使用磁铁。如果你家有门铃，它可能使用an电磁铁驾驶噪音制造者。磁铁也是重要的组成部分阴极射线管电视机，演讲者，麦克风、发电机、变压器、电动马达，防盗警报器，盒式磁带磁带，指南针和汽车速度计。

除了实际用途外，磁铁还有许多惊人的特性。它们可以在电线中感应电流，并为电动机提供扭矩。磁悬浮列车利用磁力推进高速行驶，磁流体帮助填充火箭有燃料的引擎。

地球的磁场，被称为磁气圈，保护它免受太阳风．根据《连线》杂志在美国，有些人甚至在手指上植入微小的钕磁铁，让他们能够探测电磁场。

磁共振成像(MRI)机器利用磁场让医生检查病人的内部器官。医生们还使用脉冲电磁场来治疗没有正确愈合的骨折。这种方法在20世纪80年代得到了美国食品和药物管理局的批准，可以修复对其他治疗无效的骨头。类似的电磁能量脉冲可能有助于预防宇航员的骨骼和肌肉流失长时间处于微重力环境中的人。

磁铁还可以保护动物的健康。新利国际网站品牌官网牛容易受到一种叫做创伤性reticulopericarditis,或硬件的疾病这种症状来自于吞咽金属物体。吞下的物体会刺穿牛的胃，损害它的隔膜或心脏。磁铁是工具性的预防这种情况。

其中一种做法是在牛的食物上放一块磁铁，以去除金属物体。另一种方法是给奶牛喂食磁铁。又长又窄的铝镍钴磁铁，被称为牛的磁铁它可以吸引金属碎片，防止它们伤到牛的胃。

另一方面，人们不应该吃磁铁，因为它们会通过肠壁粘在一起，阻碍血液流动，杀死组织。在人类中，吞下的磁铁通常需要手术移除。

有些人主张使用磁铁疗法治疗各种各样的疾病和状况。据从业者称，磁性鞋垫、手镯、项链、床垫垫和枕头可以治愈或缓解从关节炎到癌症的各种疾病。一些倡导者还建议，饮用磁化的饮用水可以治疗或预防各种疾病。

对此，支持者给出了几种解释。18新利最新登入一是磁铁会吸引血红蛋白中的铁血促进特定区域的血液循环。另一种说法是，磁场以某种方式改变了附近细胞的结构。18新利最新登入

18新利最新登入然而,科学研究尚未证实静电磁铁的使用对疼痛或疾病有任何效果。临床试验表明，磁铁带来的积极益处实际上可能来自时间的流逝、磁性鞋垫的额外缓冲或安慰剂效应。此外，饮用水通常不含有可磁化的元素，这使得磁性饮用水的想法受到质疑。

最初发表于2007年4月2日