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電磁鐵的發(fā)明歷史及簡單介紹
電磁鐵不是永磁鐵,它是當(dāng)電流通過的時候才會產(chǎn)生磁性,電磁鐵內(nèi)部帶有鐵心的、利用通有電流的線圈使其像磁鐵一樣具有磁性的裝置叫做電磁鐵,通常制成條形或蹄形。鐵心要用容易磁化,又容易消失磁性的軟鐵或硅鋼來制做。這樣的電磁鐵在通電時有磁性,斷電后就隨之消失。
電磁鐵有許多優(yōu)點(diǎn):電磁鐵磁性的有無,可以用通、斷電流控制。磁性的大小可以用電流的強(qiáng)弱或線圈的匝數(shù)來控制。電磁鐵在日常生活中有極其廣泛的應(yīng)用。 電磁鐵是電流磁效應(yīng)(電生磁)的一個應(yīng)用,與生活聯(lián)系緊密,如電磁繼電器、電磁起重機(jī)、磁懸浮列車等。
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強(qiáng)力磁鐵的磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
先秦時代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識,在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦,即磁石(主要成分是-三鐵)。這些發(fā)現(xiàn)很早就被記載下來了。<管子>的數(shù)篇中比較早記載了這些發(fā)現(xiàn):“山上有磁石者,其下有金銅。”
其他古籍如<山海經(jīng)>中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發(fā)現(xiàn),<呂氏春秋>九卷精通篇就有:“慈招鐵,或引之也。”那時的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。并認(rèn)為:“石是鐵 的母親,但石有慈和不慈兩種,慈愛的石頭能吸引他的子女,不慈的石頭就不能吸引了。” 漢以前人們把磁石寫做“慈石”,是慈愛石頭的意思。
既然磁石能吸引鐵,那么是否還可以吸引其他金屬呢?我們的先民做了許多嘗試,發(fā)現(xiàn)磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬,也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經(jīng)認(rèn)識到磁石只能吸引鐵,而不能吸引其他物品。當(dāng)把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時,有時候互相吸引,有時候相互排斥,F(xiàn)在人們都知道磁體有兩個極,一個稱n 極,一個稱s 極。同性極相互排斥,-極相互吸引。那時的人們并不知道這個道理,但對這個現(xiàn)象還是能夠察覺到的。
到了西漢,有一個名叫欒大的方士,他利用磁石的這個性質(zhì)做了兩個棋子般的東西,通過調(diào)整兩個棋子極性的相互位置,有時兩個棋子相互吸引,有時相互排斥。欒大稱其為“斗棋”。他把這個新奇的玩意獻(xiàn)給漢武帝,并當(dāng)場演示。漢武帝驚奇不已,龍心大悅,竟封欒大為“五利將軍”。欒大利用磁石的性質(zhì),制作了新奇的玩意蒙-了漢武帝。
地球也是一個大磁體,它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體,可以自由轉(zhuǎn)
動時,就會因磁體同性相斥,-相吸的性質(zhì)指示南北。這個道理古人不夠明白,但這類現(xiàn)象他們很清楚。
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磁鐵的轉(zhuǎn)化
未磁化的磁石內(nèi)部磁分子(分子磁鐵學(xué)說)是無規(guī)則排列的,經(jīng)過磁化的過程后磁分子會有規(guī)則的排列。此時,磁分子的n極和s極會朝向相同方向使磁石具有磁性而成為磁鐵。同時,同一磁鐵上存在相反兩極且兩極之磁量相等。
主要成分
磁鐵又名吸鐵石,是指在周圍和自身內(nèi)部存在磁場的物體或材質(zhì),分為天然和人造兩大類。人造磁鐵通常用金屬合金制成,具有強(qiáng)磁性。又可分作“非永磁鐵”與“非永性磁鐵”,即“硬磁”與“軟磁”。天然磁鐵主要成分:-三鐵,化學(xué)式fe3o4,常稱“磁性氧化鐵”。具有磁性的黑色晶體。可以看成是氧化亞鐵和氧化鐵組成的化合物。因在-三鐵的晶體里存在著兩種不同價態(tài)的離子,其中三分之一是fe2+,三分之二是fe3+,是一種復(fù)雜的化合物。它不溶于水,也不能與水反應(yīng)。與酸反應(yīng),不溶于堿。主要用于制底漆和面漆,用于電子工業(yè)的磁性材料,也用于建筑工業(yè)的防銹劑。
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