磁気は目に見えない力であり、私たちの周りのすべてを構成する原子の電子によって引き起こされます.衣服から机まで、あらゆる物質は原子と呼ばれる小さな粒子でできています。原子は負に帯電した電子を持っており、その周りを回転しています。ほとんどの場合、電子はランダムな方向にスピンします。すべての電子が同じ方向に回転すると、磁気として知られる目に見えない力が発生します。
中性子星として知られる崩壊した星は、宇宙のどの物体よりも強い磁力を持っています。
磁石は、磁場 (目に見えない磁気パターン) を持つ物体です。磁石は、他のアイテムを引き付けたり、反発したりします。
磁石は通常、鉄または鋼で作られていますが、アルミニウム、鋼鉄、銅、ニッケル、およびコバルトも強力な磁石にすることができます。
下の図は、磁石の周囲と内部の空間に分布する磁場または磁力を示しています。
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1.棒磁石– 磁石の力は極に集中し、側面では弱くなります。棒磁石は、極の面積が最も小さいため、一般的に最も弱い形状です。冷蔵庫のマグネットやコンパスなど、日常生活で最もよく使われる形です。また、教室でのデモンストレーションにもよく使用されます。これらは、交換が最も安価で最も簡単な磁石です。
2.馬蹄形磁石– 馬蹄形磁石は棒磁石を U 字型に曲げたものです。 U字型は、極を同じ方向に向けることにより、磁石をより強力にします。もともと棒磁石の代用として作られたこの形は、磁石の普遍的なシンボルとなっています。馬蹄形磁石の強さにより、あらゆるサイズの金属物を拾うことができます。たとえば、小さな蹄鉄はペーパー クリップを収集できますが、産業用サイズの馬蹄形磁石は建設や工学で重金属の大きな破片を拾うために使用されます。振り子の下部にも馬蹄形磁石が使われています。
3.ディスク磁石– 磁石の形状を変えることで極の面積を増やすことができ、それによって磁石の引っ張り力を高めることができます。広くて平らな表面のため、ディスク磁石は大きな磁極領域を持ち、強力で効果的な磁石になります.
ディスクのサイズによって、この形状にはさまざまな用途があります。円盤状の磁石は、衣類、ファッション アクセサリー、室内装飾品で毎日使用されています。ディスク マグネットを衣服に縫い付けることは、生地をまとめるのに最適な方法です。工業用サイズのディスク マグネットは、廃品置き場で古い車を拾うために一般的に使用されます。
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4.球体マグネット- 球体マグネットは、おもちゃやノベルティ アイテムとして販売されることがよくあります。球体マグネットは、ガラガラヘビの卵など人気の卓上玩具になります。この形は、ブレスレットやネックレスの作成にも使用できます。球体磁石は、球体を使用して原子を表す場合、一部の元素や分子がどのように構造化されているかを示すときにも効果的なツールです。
5.コイル状の磁石– らせん状に巻かれたワイヤの磁石は電磁石と呼ばれ、現存する最強の磁石の 1 つです。ただし、ワイヤを介して磁石自体に電流が流れている場合にのみ、それらは磁気になります。電磁石によって生成される磁場の強度と極性は、ワイヤを流れる電流に基づいて調整できます。電磁石は、CD プレーヤー、DVD プレーヤー、自動窓、ハード ドライブ、スーパーマーケットの自動ドアなどの可動部品に使用されています。
6.円筒形または棒状の磁石– 円筒状または棒状の磁石は、直径と同じかそれ以上の厚さを持っています。これにより、磁石は比較的小さな表面極領域から非常に高いレベルの磁気を発生させることができます。その形状により、これらの磁石は教育、研究、実験用途に最適です。
7.リング状の磁石- ほとんどのリング磁石は軸方向に磁化されています。北極と南極は平らな円形の面 (「上と下」) にあります。 「左と右」の極を持ついくつかの直径方向に磁化されたリング磁石は、特にマークされています。リングはディスクに似ていますが、中央が空洞になっています。ボリュームが少ないということは、リングが同等のディスクほど強くないことを意味しますが、中心が中空であるため、リングはチューブやロッドに簡単にスライドできるため、はるかに用途が広くなります。
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磁石には主に一時磁石、永久磁石、電磁石の 3 種類があります。
一時的– 一部の鉄および鉄合金は、弱い磁場でも簡単に磁化できます。しかし、磁場が取り除かれると、物体は徐々に磁性を失います。
永久– 例としては、アルニコ (アルミニウム、ニッケル コバルト合金) とフェライト (酸化鉄とニッケル、ストロンチウム、またはコバルトの混合物から作られたセラミックのような材料) があります。これらの物体は一度磁化されると、その磁気を簡単に失うことはありません。
電磁石– 非常に強力な磁石が必要な場合に使用されます。電磁石は、電流が流れているワイヤのコイルの内側に金属コアを配置することによって作られています。電線に電気が流れると、磁場が発生します。電流が流れている間、コアは強力な磁石として機能します。コンピュータ、テレビ、電気モーターは電磁石です。
永久磁石に使われる一般的な材料は、セラミック、アルニコ、ネオジムです。セラミック磁石は強力で、ほとんどの実験に適しています。アルニコ磁石はさらに強力で、セラミック磁石よりも高価ですが、科学実験には非常に適しています。ネオジム磁石は非常に強力で、直径 0.5 インチの磁石で数ポンドの強磁性物体を持ち上げることができます。これらは、これら 3 つの磁石タイプの中で最も高価です。
1.魅力的な特性- 磁石は、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性体を引き付けます。
2.反発特性– 各磁石には S 極と N 極があります。同様に、磁極は互いに反発し、磁極とは異なり、互いに引き合います。
3.指向特性– 自由に吊るされた磁石は常に南北方向を指します。
地球は非常に大きな磁石であり、私たちの周りには磁場があります。北極と南極は強い磁力を持っています。地球の北極は磁北極でもあります。コンパスは、地球の磁場に引き付けられるため、北極に向かって北を指します。
地球の中心では、地球のコアが回転しています。コアは主に鉄でできています。コアの外側の部分は液体の鉄で、回転して地球を巨大な磁石にします。これは、北極と南極の名前を取得する場所です。これらの極は、実際には地球の巨大な磁石の正と負の極です。これは、コンパスの磁石を使用して道を見つけ、正しい方向に向かっていることを確認できるため、地球上で非常に便利です。また、鳥やクジラなど、地球の磁場を利用して移動時に正しい方向を見つける動物にも役立ちます。おそらく、地球の磁場の最も重要な特徴は、太陽の太陽風と放射線から私たちを守ってくれることです。
コンパスには小さな磁石が入っています。矢印は常に北極を指します。
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