Magnet

Vzhled přesunout do postranního panelu skrýt Magnetické pole znázorněné siločarami

Magnet (z řeckého μαγνήτις λίθος magnétis líthos, „Magnesijský kámen“) je objekt, který v prostoru ve svém okolí vytváří magnetické pole. Může mít formu permanentního magnetu nebo elektromagnetu. Permanentní magnety nepotřebují k vytváření magnetického pole vnější vlivy. Vyskytují se přirozeně v některých horninách, ale dají se také vyrobit. Elektromagnety potřebují k vytvoření magnetického pole elektrický proud – když se zvětší proud, zvětší se i magnetické pole.

Různé druhy magnetik

Materiály, které mohou vytvářet za určitých podmínek magnetické pole, se nazývají magnetika a dělí se do 4 skupin:

Vinutí elektromagnetu lze udělat z jakékoliv látky, která vede elektrický proud. Materiály jádra dělíme podle chování na magneticky měkké, tj. po vypnutí proudu pole ihned ztrácejí a magneticky tvrdé, které si magnetické pole uchovávají a tedy po vypnutí proudu jsou z nich permanentní magnety.

Všechny magnety podléhají své Curieově teplotě.

Využití magnetů

Výpočet magnetické síly

Přídržná síla jednoho magnetu

Maximální síla, kterou může magnet tahat nebo tlačit, je přibližně rovna síle magnetického pole uvnitř tenké vzduchové mezery uvnitř uzavřené magnetické smyčky o průřezu a indukci tohoto magnetu. Pokud tuto sílu vydělíme průřezem, dostaneme tlak, který magnetické pole způsobuje uvnitř hmoty magnetu. Vztah pro hledanou sílu je:

F = B 2 S 2 μ 0 {\displaystyle F={{B^{2}S} \over {2\mu _{0}}}}

kde:

F je síla S je průřez magnetu B je magnetická indukce pole magnetu μ0 je permeabilita vakua

Pokud magnetem zvedáme ve vertikálním směru závaží o hmotnosti m, jeho maximální hmotnost je dána vztahem:

m = B 2 S 2 μ 0 g {\displaystyle m={{B^{2}S} \over {2\mu _{0}g}}}

kde g je tíhové zrychlení .

Síla mezi dvěma tyčovými magnety

Síla mezi dvěma stejnými válcovými tyčovými magnety, které jsou postaveny k sobě konci, je dána vztahem:

F = 1 π μ 0 B 0 2 S 2 ( 1 + R 2 l 2 ) ( 1 x 2 + 1 ( x + 2 l ) 2 − 2 ( x + l ) 2 ) {\displaystyle F={1 \over \pi \mu _{0}}B_{0}^{2}S^{2}\left(1+{R^{2} \over l^{2}}\right)\left({1 \over x^{2}}+{1 \over (x+2l)^{2}}-{2 \over (x+l)^{2}}\right)}

kde:

B0 je magnetická indukce přímo na koncích magnetů S je plocha průřezu každého magnetu l je délka každého magnetu R je poloměr každého magnetu x je vzdálenost mezi póly magnetů μ0 je permeabilita vakua

Magnetická indukce B0 je v tomto vztahu dána:

B 0 = μ 0 2 M {\displaystyle B_{0}\,=\,{\frac {\mu _{0}}{2}}M}

kde M je magnetizace magnetů .

Všechny tyto vztahy jsou založené na Gilbertově modelu, který je použitelný pouze na větší vzdálenosti vzhledem k poloměru R. V jiných modelech (například Ampérův model) jsou používány složitější vztahy, které někdy nemohou být vyřešeny analyticky. V těchto případech je nutné počítat pouze numericky.

Odkazy

Reference

  1. ↑ (anglicky) http://www.physics.org/explorelink.asp?id=4628&q=diamagnetic%20levitation Archivováno 23. 10. 2015 na Wayback Machine.

Související články

Externí odkazy