Struktura

Magnetické vlastnosti látek

Magnetické vlastnosti látek

Látky rozlišujeme podle toho, jak na ně působí magnetické pole. 

Velikost magnetické indukce je závislá na permeabilitě prostředí. Hodnota relativní permeability je určena vlastnostmi atomů, z nichž je látka složena. Magnetické vlastnosti látek určují elektrické proudy uvnitř těchto látek. Elektrony v atomech vytvářejí elementární magnetická pole, která se skládají a vytvářejí výsledné magnetické pole atomu. Podle uspořádání elektronů v atomu dělíme magnetické látky do tří skupin.

Nemagnetické látky

  • Diamagnetické látky – se skládají z diamagnetických atomů a mají relativní permeabilitu o málo menší než 1 a mírně zeslabují magnetické pole. Tyto látky jsou z magnetického pole slabě vypuzovány.  Mezi diamagnetické látky patří např. uhlík, měď, síra, zlato, voda, inertní plyny, rtuť atd.

  • Paramagnetické látky – jsou složeny z paramagnetických atomů a jejich permeabilita je o málo větší než 1 a mírně zesilují magnetické pole. Tyto látky jsou slabě vtahovány  do magnetického pole a také přitahují drobné kovové předměty v případě, že budou v blízkosti magnetu. Paramagnetické látky není možné trvale zmagnetovat. Mezi parametrické látky patří např. hliník, vápník, kyslík, sodík, draslík, modrá skalice atd.

 

Magnetické látky

  • Feromagnetické látky – jsou složeny také z paramagnetických atomů, ale mají takové uspořádání, že výrazně zesilují magnetické pole. Jejich relativní permeabilita je mnohem větší než 1. Již slabým magnetickým polem lze vyvolat takové uspořádání atomů, že se magnetické pole zesílí a dojde ke zmagnetování látky. Magnetické pole ve feromagnetické látce zůstává i když vnější pole zanikne. Jsou silně vtahovány do magnetického pole a lze je trvale zmagnetovat. Mezi feromagnetické látky patří např. Fe – železo, Co – kobalt, Ni – nikl, ferity (sloučeniny Fe2O3 s oxidy jiných kovů např. Mn, Ba,..).

Feromagnetické látky snadno podléhají magnetizaci a stávají se magnetem. Molekuly těchto látek jsou uspořádány do tzv. domén, ve kterých jsou skupiny molekul natočeny stejným směrem. V nezmagnetovaném materiálu jsou domény natočeny náhodně a jejich účinky se tedy navzájem ruší. Při vložení feromagnetického materiálu do magnetického pole se domény natočí do jednoho směru a tím se zesílí vzájemný magnetický účinek domén, látka se zmagnetuje a stává se sama magnetem.

 

Spojování magnetů

Spojením magnetů (opačnými póly k sobě) vznikne nový magnet s jedním S a jedním J pólem. Severní pól magnetu se přitahuje s jižním pólem jiného magnetu. Stejnojmenné póly (severní nebo jižní) dvou magnetů se odpuzují. V místě spojení magnetů vznikne neutrální zóna nově vzniklého magnetu.

obrazek

Obr. 1: Magnetické pole magnetů

 

Dělení magnetu

Při dělení magnetu se v místech oddělení na koncích obou částí vytvoří opačné póly a vzniknou tak dva nové magnety a každý z nich má opět severní a jižní pól.

Opakovaným dělením získáme elementární magnety, tvořené spiny (angl. otáčet se).

Spin je označení pro rotační pohyb elementární částice kolem vlastní osy.

Feromagnetické látky, které nejsou zmagnetovány, mají neuspořádané spiny se navenek jeví jako nemagnetické.

Působením silného magnetu dojde ke zmagnetizování, tj. natočení spinu tak, že vznikne jediný magnet.

Magnetizací nevznikne uvnitř feromagnetické látky žádná magnetická síla, dojde jen k vynaložení práce k souhlasnému natočení elementárních magnetů.

obrazek obrazek

Obr. 2: Uspořádání spinů

K natočení spinů je nutné dodat určitou energii, tzn. vykonat určitou práci. Tuto energii je možné získat ohřevem materiálu, kdy částice začnou intenzivněji vibrovat a je tedy snadnější překlopit spiny do požadované polohy, nebo silným magnetickým polem, kdy spiny natáčí magnetická síla.

Rozdělení látek podle magnetizace:

  • Látky magneticky měkké - vyžadují ke zmagnetizování i odmagnetizování málo energie. Používají se např. na výrobu elektroplechů, tranformátorových plechů apod.
  • Látky magneticky tvrdé - si trvale uchovávají magnetické vlastnosti a k jejich odmagnetizování je potřeba mnoho energie. Používají se např. k výrobě permanentních magnetů v elektromotorech apod.

Zdroje

  • BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.
  • TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
  • VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.

Obrázky

  • Obr. 1: BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.
  • Obr. 2: TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
  • Obr. 3: TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.

Procvič si

1. Vyjmenujte a popište magnetické vlastnosti látek.

2. Jak se chovají magnety při spojování?

3. Jak se chovají magnety při dělení?

4. Co jsou a jak se chovají spiny?

Zajímavost

Obr. 3: Spojování a dělení magnetů

Logolink