Conţinut
Învârtirile și orbitele electronilor transformă orice atom într-un magnet minuscul. Pentru majoritatea materialelor momentele magnetice ale acestor atomi indică direcții aleatorii și câmpurile lor se anulează pentru a nu produce magnetism net.
În schimb, anumite substanțe sunt feromagnetic iar momentele lor magnetice se aliniază spontan astfel câmpurile lor sunt paralele între ele și se adaugă împreună. Această aliniere este limitată la o regiune mică numită a domeniu, cu multe astfel de domenii alcătuind un material feromagnetic.
Deși au consolidat câmpurile magnetice, domeniile în sine sunt orientate la întâmplare, rezultând din nou niciun magnetism general. Cu toate acestea, un câmp magnetic extern poate alinia domeniile astfel încât propriile lor câmpuri magnetice să se consolideze reciproc, producând un câmp net pe întregul obiect și, prin urmare, creând un magnet. Acest fenomen, numit feromagnetism, este baza magneților de zi cu zi. La temperatura camerei doar patru elemente sunt feromagnetice și au acest comportament: fier, cobalt, nichel și gadoliniu.
Utilizări ale magnetismului
Materialele magnetice moi precum fierul sunt ușor de magnetizat, dar domeniile se randomizează imediat ce câmpul extern dispare; în consecință, materialul își pierde rapid magnetismul. Această proprietate este utilă pentru electromagneti și dispozitive, cum ar fi capete de înregistrare sau ștergere a benzii, care trebuie să genereze câmpuri magnetice temporare sau cu schimbare rapidă.
Materialele magnetice dure precum oțelul sunt mai greu de magnetizat și, de asemenea, mai dificil de demagnetizat; după îndepărtarea câmpului extern, acestea își pot păstra magnetismul mult timp - uneori timp de milioane de ani, caracteristică care ajută la datarea geologică a rocilor. Prin urmare, materialele magnetice dure sunt utilizate pentru a face magneți permanenți.
Acest proces de magnetizare are aplicații practice largi, înregistratorul cu bandă fiind doar un singur exemplu. Banda de înregistrare constă dintr-o bandă lungă și subțire Mylar acoperită cu particule fine de oxid de fier sau dioxid de crom. Pe măsură ce banda se mișcă sub capul de înregistrare, un câmp magnetic aliniază domenii pe acest strat ca răspuns la semnalul muzical sau de date. După aceea, domeniile păstrează câmpul magnetic impresionat pentru redarea ulterioară.
Hard disk-urile de calculator folosesc în esență același proces pentru stocarea datelor magnetice pe platourile care se învârt rapid.
Magnetism nedorit
După ce intră în contact cu magneții sau tabelele de prindere magnetice, obiectele din oțel pot fi magnetizate neintenționat. Prelucrarea, sudarea, șlefuirea și chiar vibrațiile pot magnetiza și oțelul. Efectele nedorite includ unelte care atrag așchiile metalice și bărbieritul, o suprafață aspră după galvanizare și suduri care pătrund doar pe o parte.
În mod similar, contactul constant cu banda magnetică poate transmite un magnetism rezidual echipamentelor de înregistrare, ceea ce crește zgomotul și provoacă înregistrarea sunetului inexact.
Pentru a fi reutilizată, o bandă audio poate fi restabilită într-o stare goală parcurgând lungimea acesteia peste un cap de ștergere, un proces obositor și practic, mai ales la scară largă. Hard disk-urile de calculator aruncate pot avea date proprietate sau sensibile care nu ar trebui să fie disponibile pentru alții. În aceste cazuri, mediul de înregistrare trebuie demagnetizat în vrac.
De ce să folosiți un demagnetizator?
Nuanța magnetismului nedorit a dus la dezvoltarea atât a demagnetizatorilor mici, cât și a celor industriale. Un demagnetizator, cunoscut și sub numele de degausser, utilizează electromagneti pentru a genera câmpuri magnetice de intensitate intensă, de înaltă frecvență. Ca răspuns, domeniile individuale se aliniază la întâmplare astfel încât câmpurile lor magnetice anulează sau aproape anulează, eliminând sau reducând substanțial magnetismul nedorit.
Unii degausseri nu utilizează electricitate sau electromagneti, dar au în schimb magneți de pământ rari, pentru a oferi câmpurile magnetice puternice necesare.
Acest principiu de demagnetizare este folosit și pentru magnetofoane. Pe măsură ce banda trece sub un cap de ștergere, un câmp magnetic de înaltă frecvență de amplitudine mare, randomizează domeniile în pregătirea înregistrării de sunete sau date noi. La o scară mai mare, demagnetizatoarele în vrac șterg bobine întregi de benzi magnetice sau hard disk-uri într-o singură etapă.
O mașină de demagnetizator poate avea una din mai multe configurații comune, în funcție de scop. Un instrument portabil de demagnetizator ar dezafecta găuri de găurit, dalta sau piese mici, care se sprijină pe o suprafață plană sau trece printr-o gaură.
Materialele groase sau obiectele solide mari ar trebui să treacă printr-un tunel demagnetizant suficient de mare pentru a se potrivi cu o persoană în picioare. Frecvența, puterea de demagnetizare și viteza de trecere trebuie să fie adaptate la obiect și câmpul magnetic rezidual care este șters.