مسی مغناطیسی است

مس در خالص ترین شکل خود غیر مغناطیسی است. با این حال، هنگامی که در معرض میدان های مغناطیسی خارجی قوی قرار می گیرد، خواص مغناطیسی ضعیفی را نشان می دهد. مس آهنرباها را دفع می کند اما در سطح ضعیف تری نسبت به فلزات مغناطیسی.

عنصر مس
عنصر مس

خواص اصلی مغناطیسی مس

مس به دلیل رسانایی قابل توجهی که دارد در سیم کشی های برق بسیار مشهور است و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین به دلیل خواص غیر مغناطیسی خود مشهور است. در اینجا خواص اصلی آن و چگونگی تأثیر آنها بر مغناطیس آن است.

ساختار کریستالی مس
ساختار کریستالی مس

· ساختار اتمی

یک اتم مس معمولاً از 29 الکترون تشکیل شده است که در پوسته هایی که هسته آن را احاطه کرده اند توزیع شده اند. بیشتر این الکترون ها به صورت جفت قرار گرفته اند و این منجر به خنثی شدن اسپین های آنها می شود. این در نتیجه احتمال مغناطیسی شدن مس را کاهش می دهد و مس را نسبت به آهنرباها دافع ضعیف می کند.

ساختار اتمی مس
ساختار اتمی مس

· خواص حرارتی

مس به دلیل رسانایی حرارتی برترش در سطح جهانی شهرت دارد. جریان های گردابی تولید شده در هنگام قرار گرفتن مس در معرض یک میدان مغناطیسی قوی منجر به تولید گرما می شود. این خاصیت حرارتی پایدار تضمین می کند که مس ماهیت دیامغناطیسی خود را حتی زمانی که در معرض نیروی مغناطیسی خارجی قرار می گیرد حفظ می کند.

· رسانایی

مس با رسانایی الکتریکی قوی مشخص می شود و این توضیح می دهد که چرا از آن به طور گسترده در سیم کشی برق استفاده می شود. الکترون های آن آزاد هستند و این امر رسانایی آن را افزایش می دهد. با این حال، این حرکت الکترون آزاد بر خاصیت مغناطیسی آنها تأثیر نمی گذارد. الکترون‌ها با میدان‌های مغناطیسی خارجی همسو نمی‌شوند که منجر به غیر مغناطیسی می‌شود.

· قابلیت مغناطیسی

هنگامی که یک جسم مسی را در معرض یک میدان مغناطیسی قوی قرار می دهید، به سختی به دلیل حساسیت مغناطیسی منفی اش مغناطیسی می شود. این بدان معناست که الکترون های آن در شرایط عادی با خطوط میدان مغناطیسی خارجی همسو نمی شوند. حساسیت مغناطیسی کم آن به خواص مغناطیسی ضعیف آن کمک می کند.

چگونه مس را مغناطیسی کنیم

اگرچه مس به طور طبیعی غیر مغناطیسی است، اما شما می توانید یک جسم مسی را با استفاده از روش های مختلف به آهنربا تبدیل کنید.

· القای الکترومغناطیسی

القای الکترومغناطیسی در درجه اول برای القای مغناطیس موقت در مس استفاده می شود. برای رسیدن به این هدف، باید یک میدان مغناطیسی قدرتمند با استفاده از الکتریسیته القا کنید. شما به سیم پیچی نیاز دارید که می توانید آن را در اطراف جسم مسی خود ببندید و یک منبع تغذیه.

هنگامی که منبع تغذیه را روشن می کنید، جریانی که از سیم عبور می کند، اتم های جسم را با خطوط میدان مغناطیسی به زور تراز می کند. این منجر به مغناطیس موقت می شود که پس از خاموش کردن منبع برق از بین می رود.

· آلیاژسازی

آلیاژسازی شامل ترکیب مس خالص با عناصر مغناطیسی مانند نیکل و منگنز است. قرار دادن ترکیب حاصل در معرض میدان های مغناطیسی قوی می تواند به دلیل خواص مغناطیسی قوی آلیاژهای مربوطه، مغناطیس دائمی را القا کند.

ریخته گری آلیاژ مس
ریخته گری آلیاژ مس

· القای فشار بالا

همچنین می‌توانید با قرار دادن مس در فشار بالا، معمولاً چندین گیگا پاسکال، قابلیت‌های مغناطیسی را در مس ایجاد کنید. فشار بالا پیکربندی کریستالی مس را تغییر می‌دهد که منجر به آرایش الکترونی می‌شود که به نفع مغناطیس است.

عوامل موثر بر مغناطیس مس

پاسخ یا واکنش مس نشان می دهد که وقتی در معرض نیروهای مغناطیسی قرار می گیرد در شرایط مختلف متفاوت است. در اینجا برخی از عواملی که به شدت بر رفتار مغناطیسی مس تأثیر می گذارد آورده شده است.

· میدان مغناطیسی خارجی

مس به دلیل دافعه نسبتا ضعیفی که هنگام قرار گرفتن در معرض میدان های مغناطیسی خارجی از خود نشان می دهد دیامغناطیس در نظر گرفته می شود. این نتیجه ممان مغناطیسی مس است که با خطوط میدان مغناطیسی خارجی مبارزه می کند.

میدان مغناطیسی خارجی
میدان مغناطیسی خارجی

· درجه حرارت

در دماهای بسیار بالا، مس تمایل دارد دافعه مغناطیسی کمتری را به دلیل گشتاورهای مغناطیسی نامناسب از خود نشان دهد. برعکس، کاهش دما باعث ایجاد ابررسانایی می شود که منجر به دافعه قوی تر در مقابل آهنرباها می شود.

· وجود آلیاژها

تزریق عناصر فرومغناطیسی مانند آهن و نیکل به مس خالص باعث افزایش خواص مغناطیسی آن می شود. مس قابلیت های مغناطیسی آلیاژها را در نظر می گیرد که منجر به مغناطیس می شود. مواد حاصل را می توان برای اجرای برنامه های مغناطیسی مختلف مانند جداسازی مغناطیسی استفاده کرد.

· ناخالصی ها

مس عاری از ناخالصی مشخصاً دیامغناطیس است، اما هنگامی که ناخالصی وارد می شود، رفتار مغناطیسی آن تغییر می کند. وجود ناخالصی های فرومغناطیسی باعث ایجاد خواص مغناطیسی قوی تری در مس می شود در حالی که وجود ناخالصی های غیر مغناطیسی خواص آن را تضعیف می کند.

· جریان الکتریسیته

جریان الکتریکی باعث ایجاد مغناطیس موقت در مس می شود. هنگامی که یک جسم ساخته شده از مس خالص را با یک سیم حامل الکتریسیته بپیچید، احتمالاً جسم مغناطیسی می شود. با این حال، حذف سیم یا قطع آن از برق منجر به از دست دادن مغناطیس می شود.

· کرنش برشی

نیرو می تواند به طور قابل توجهی ساختار و آرایش الکترونی جسم مسی شما را تغییر دهد. این می تواند منجر به تغییر خواص مغناطیسی شود. به عنوان مثال، ضربه زدن به یک جسم مسی با چکش بر پاسخ آن به میدان های مغناطیسی تأثیر می گذارد.

نمایش ماهیت غیر مغناطیسی مس

برای تعیین واکنش مس به آهنربا، در درجه اول به یک جسم مسی و یک آهنربای قوی نیاز دارید. همچنین ممکن است به یک تکه کاغذ و یک سطح صاف نیاز داشته باشید.

  • ابتدا، آهنربای خود را با یک تکه دستمال پاک کنید تا گرد و غبار و سایر ناخالصی هایی که ممکن است بر خواص مغناطیسی آن تأثیر بگذارد، خارج شود.
  • سپس آهنربا خود را روی یک سطح صاف مانند میز قرار دهید.
  • جسم مسی خود را به آرامی و با احتیاط به سمت آهنربا بیاورید. اجازه ندهید این دو با هم تماس بگیرند.

مشاهده

همانطور که میله مسی را به آهنربا نزدیک می کنید، متوجه خواهید شد که به سمت آهنربا کشیده نمی شود. برعکس، ممکن است متوجه یک دافعه خفیف شوید که خواص دیامغناطیسی مس را توضیح می دهد.

کاربردهای مغناطیسی مس

تحت شرایط خاص، مس خالص ویژگی های دیامغناطیس را نشان می دهد که منجر به دفع ضعیف می شود. به این ترتیب، مس اغلب در کاربردهایی استفاده می شود که خاصیت دیامغناطیس آن را ضروری می کند.

  • محافظ مغناطیسی: اگر تجهیزات خاصی دارید که باید در برابر نیروهای مغناطیسی خارجی محافظت شوند، می توانید از مس برای محافظت از آن استفاده کنید. این به این دلیل است که میدان های مغناطیسی را دفع می کند.
  • پوشش مغناطیسی: مس همچنین اغلب به اجسام مغناطیسی برای بهبود عملکرد آنها اعمال می شود. به عنوان مثال، در دستگاه های ذخیره سازی مغناطیسی مانند نوارها برای افزایش عملکرد آنها استفاده می شود.
  • ساخت الکترومغناطیس: سیم مورد استفاده برای پیچیده کردن مواد فرومغناطیسی در آهنرباهای الکترومغناطیسی عمدتاً از مس ساخته شده است. این به این دلیل است که رسانایی بالایی دارد.
الکترومغناطیس
الکترومغناطیس
  • کویل ترانسفورماتور: سیم پیچ های اولیه و ثانویه مورد استفاده برای انتقال انرژی در ترانسفورماتورها معمولاً از مس هستند.
کویل ترانسفورماتور
کویل ترانسفورماتور
  • شناور شدن مغناطیسی: به دلیل ماهیت دیامغناطیسی، مس اغلب برای ساخت اجسامی که باید از طریق شناور مغناطیسی در هوا معلق شوند استفاده می شود.

منابع بیشتر:

نقطه ذوب مس – منبع: HM

خواص مغناطیسی مس – منبع: UMD

فهرست فلزات مغناطیسی – منبع: SCIENCING

تنظیمات برگزیده کوکی ها را به روز کنید
رفته به بالا