Mıknatısı Çeken Maddeler Nelerdir
kaynağı değiştir]
Mıknatısların manyetik özelliklerini kaybetmesi için birkaç farklı yöntem vardır. Bu yöntemler aşağıdaki gibi sıralanabilir:
- Mıknatıs demir parçası ya da başka bir mıknatıs ile çarpıştırılır. Bu işlem manyetik özelliği azaltır.
- Mıknatıs yoğun manyetik alan içinde hareket ettirilir.
- Mıknatısı ısıtmak da bir yöntemdir. Mıknatıslar küri sıcaklıklarına (curie sıcaklığı) ısıtıldıkları zaman demanyetize olurlar.
Mıknatısın İki Kutbu[değiştir kaynağı değiştir]
- Feldspat temizleme (Mika ve oksitli mineral ayrımı.)
- Kil temizleme (Demirli minerallerin ayrımı.)
- Cam kumu temizleme (Demir minerallerinin ayrımı.)
- Yüksek kaliteli kuvars temizleme
- Manyezit zenginleştirme (Serpatin ve demirli bileşiklerin ayrımı)
- Artıklardan metal kazanımı
- Sahil ve Mineral kumlarının değerlendirilmesi (İlmenit ve manyetik mineral ayrımı)
- Kireç taşı ve dolamit temizleme
- Döküm kumlarının temizlenmesi
- Refrakter hammaddelerin işlenmesinde
- Refrakter kalsine malzemelerinin temizlenmesi (Tenör yükseltme)
- Bor zenginleştirme (Demirli içerikler, kil, arsenik ve mika uzaklaştırılması)
- Kromit zenginleştirme
- Boksit (Tenör yükseltme)
- Magnetik zenginleştirme
- Atıklardan metal ayrımı
- Ahşap, plastik, gıda vb. sektörlerde istenmeyen metallerin ayrılmasında
- Sıvılar içindeki demir bileşiklerinin ayrılmasında
- Ağır ortamlarda oluşturulan ağır ortamın geri kazanılmasında
- Dökümden gelen metalin ayrımında
- Seramik ve Cam sektöründe hammadde ve ara ürünlerde demir ve bileşiklerinin ayrılmasında
- Öğütülmüş endüstriyel hammaddelerin ve gıda ürünlerinin prosess sırasında demir kirliliklerinin ayrımında kullanılır.
- Yüksek alan şiddetli magnetik çubuklar, seramik, cam, gıda, plastik, madeni yağ, boyalar, kuru ve sıvı ortamlarda demir ve diğer magnetik metallerin tutulmasını sağlar
- Denizciler pusula ile yönlerini bulurlar.
- Hurda yığınları arasındaki demir parçalarının ayıklanmasında
- Vinçler de ağır yükleri kaldırmak için elektro mıknatıs kullanılır.
- Elektrik motorlarında,kapı zillerinde,telgraf ve telefon gibi araçlarda
- Elektrik santrallerinde jeneratörlerde elektrik elde etmek için kullanılır
- Hızlı trende raylarda ve treninde sürtünmeyi azaltmak için kullanılır.
- Asansör sistemlerinde sayısal kat bilgisi oluşturmak için raylar üzerine yerleştirilir.
Manyetik Kuvvet[değiştir Mıknatıs Nedir? Nasıl Yapılır? Özellikleri, Çeşitleri ve Kullanım Alanları Nelerdir?
Günlük yaşamın birçok alanında farkında olmadan mıknatıs kullanılır. Evimizde kullandığımız birçok ev aletinde bile bu maddeden bulunmaktadır. Oluşturduğu manyetik alandan faydalanarak birçok cihazın kullanımı sağlanmaktadır. Kuzey ve güney olarak iki ayrı kutbu bulunan mıknatıs, hem yapay hem de doğal maddelerden oluşabilmektedir.
Birçok türü bulunan mıknatıs, yapay ve doğal ana kategori olarak ayrılmaktadır. Manyetik alan özelliğine sahip olan ve karşılıklı iki kutbu simgeleyen maddelerdir. İki ayrı uç kutup bulunduran mıknatısın çekim alanına demir, nikel ve kobalt gibi metaller girmektedir. Doğal yapıda olan mıknatıslar, itme ve çekme güçleri kendinden oluşan kuvvettir.
[renkbox baslik="Gazlar Hakkında Bilgi; Genel Özellikleri ve Çeşitleri" link="seafoodplus.info" resim="seafoodplus.info" renk="mor" yenisekme="evet"][/renkbox]
Dışarıdan etki eden nesneler aracılığı ile çekme ve itme özelliği kazanan mıknatıs türü ise yapay olarak isimlendirilir. Uygulanan kuvvet sayesinde yapay mıknatıslar geçici ya da sürekli mıknatıs olma özelliği taşırlar. Elektromıknatıs özelliğinde olanlar da bulunmaktadır ve bunlar, demir çubuğun etrafına sarılan geçirgen özellikli bir sargıdan geçen akım sonucunda itme ve çekme özelliği kazanmaktadır.
Mıknatıs Nedir?
Özgül ağırlığı gr/cm3 olan mıknatıs; demir, kobalt, nikel gibi metalleri çeken ve manyetik alan oluşturan bir maddedir. Dünyanın birçok bölgesinde doğal olarak bulunan ve suni ortamda da yapılabilen mıknatıslar hayatın birçok alanında ihtiyaç duyulan maddelerdir. İsveç, Cezayir ve Ural dağları gibi yerlerde doğal halde bulunan mıknatıslar yer almaktadır.
Mıknatısın kuzeyi gösteren ucu N (North) ve güneyi gösteren ucu S (South) ile gösterilir. Mıknatısın zıt kutupları birbirini çeker, aynı kutupları ise birbirini iter. Her mıknatısın çevresinde oluşan bir manyetik alan bulunmaktadır.
Mıknatısın manyetik alan kuvvet çizgileri, kuzey kutbundan çıkar ve güney kutbunda son bulur. Bir maddenin mıknatıs özelliği kazanabilmesi için manyetik bir madde olması gerekmektedir. Yani demir, nikel, kobalt gibi metallere manyetik madde adı verilir.
İnsanların ilk mıknatısı keşfetmesinin Manisa’da yıl önce olduğu düşünülmektedir. O zamanlarda Magnesia olarak anılan Manisa’da eski Yunanlıların bazı demir cevheri parçalarının, bazı maddeleri çektiği gözlenmiş. Bu taşlara manyetit adı verilmiştir.
Mıknatıs Nasıl Yapılır?
Su katılarak çelikten yapılan mıknatıslar, yüksek ısıda ısıtıldıktan sonra hızla soğutma işlemi sonrasında elde edilir. Mıknatıs yapımında ihtiyaç duyulan bir diğer önemli madde ise alnicodur. Kobalt, nikel ve alüminyum karşımı bir madde olan alnico, birçok sanayi sektöründe kullanılan bir maddedir.
Ortaya çıkarılan yapay mıknatıslar genellikle uzun süreli kullanım için uygundur. Etki alanı içine giren birçok demir ve çelik gibi malzemeleri çekme özelliğine sahip olan yapay mıknatıs, herhangi bir ucunun kırılması sonucunda tekrardan kutuplaşma özelliği gösteren yapıdadır.
Sıradan bir manyetik maddede, her biri mıknatıs gibi davranan milyonlarca bölgecik bulunur ve bunlar düzensiz haldedir. Bu bölgeciklerin birbirlerinin manyetik etkisini yok etmelerinden dolayı madde mıknatıs özelliği göstermemektedir.
Manyetik maddeler, bir mıknatısın manyetik alanına girdiğinde ise bölgecikler düzenli hale gelir. Bunun sonucunda madde mıknatıslanır. Birkaç farklı yöntemle mıknatıslanma gerçekleşebilir; ancak bu yöntemlerin en kontrollü ve güçlüsü elektrik akımı kullanmaktır.
Mıknatıslandırma yöntemleri; etki, dokunma ve sürtünme şeklindedir.
Mıknatısın Özellikleri Nelerdir?
İçeriğinde demir, nikel ve karbon olan nesneleri çekme özelliğine sahip olan mıknatıslar, kullanım alanlarına göre pek çok çeşidi olan magnetik maddelerdir. Doğada doğal olarak bulunması mümkün olan mıknatısların yanı sıra, çeşitli bileşimlerle elde edilen yapay mıknatıslar da vardır.
Yapay mıknatıslar, çubuk, at nalı ve U şeklinde olmak üzere çeşitli şekillerde yapılmaktadır. Mıknatıs özelliğinin kazandırılması mümkün olan bir madde üzerine tel sararak elektromanyetik akım verilmesi sonucunda oluşan mıknatıs türü ise elektromıknatıs olarak adlandırılır.
Mıknatıs Çeşitleri Nelerdir?
Kullanım alanları ve ihtiyaçları farklılık gösteren mıknatıslar, taşıdığı özellikleri ile çeşitlenmektedir. Doğal olarak taş şeklinde doğada bulunması mümkün olan doğal mıknatıs çeşidi, günlük yaşamda mıknatısa ihtiyaç duyulan birçok alanda sıkça kullanılmaktadır. Yapay mıknatıs ise daha önce mıknatıs özelliği olmayan bir madde iken, çeşitli müdahaleler ile mıknatıs özelliği gösteren maddelerdir.
Mıknatıslar 2 gruba ayrılmaktadır:
Sabit Mıknatıs
Çelik ve demirin ham madde olarak kullanıldığı yapay mıknatıslar, kullanılacakları alanlara göre, şekilleri ve boyutları farklılık göstermektedir. Etrafında güçlü bir manyetik alan oluşturan yapay mıknatıslar genellikle at nalı, silindir, U şeklinde ve çubuk şeklinde olabilir.
Sabit mıknatıslar, doğada mıknatıslanmış halde bulunan maddelerden oluşabilir. Bunun yanında alnico, NdFeB, Sm-Co,Sm-Fe gibi maddelerin alaşımından da oluşabilmektedir. Bu mıknatıs türleri genellikle, elektrik enerjisini hareket enerjisine veya tam tersi, hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren işlerde kullanılmaktadır.
Elektromıknatıs
Çelik ya da demir bir maddeye elektrik akımını geçiren bir tel sarılarak mıknatıs özelliği kazandırılan mıknatıs türü ise elektromıknatıs adını alır. Bunların mıknatıs özelliği sadece telden akım geçtiği sürece vardır. Elektromıknatısların kullanım alanlarına baktığımızda ise yine elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştürmek ve yüklü parçacıkları saptırmak olduğunu görmekteyiz.
Elektromıknatıslar evlerde kullanılan iletişim cihazlarının mikrofon ve hoparlörlerinde kullanılmaktadır. Aynı zamanda çamaşır makinesi, buzdolabı gibi cihazların motorlarında, birçok elektronik cihazın adaptörlerinde bulunurlar. Kaçak ve aşırı akım rölelerinde, elektrik sigortalarında, kumanda rölelerinde, kontaktörlerde de elektromıknatıs kullanılmaktadır.
Mıknatısın Kullanım Alanları Nelerdir?
Birçok sanayi sektöründe ve günlük yaşamda sıkça karşımıza çıkan mıknatıslar, akla gelmeyecek yerlerde hayatı kolaylaştıran maddelerdir. Günümüzde önemli bir yere sahip olan elektronik cihazların yapımından, ağır nesnelerin taşınmasına kadar birçok konuda mıknatıslara ihtiyaç duyulur. Mıknatısın kullanım alanlarını şöyle bir sıralayacak olursak;
- Denizcilikte pusula vazifesi gören mıknatıs, hayatı kolaylaştıran örneklerden sadece biridir.
- Önemli bir kullanım alanı olarak, çöp yığınları arasındaki elle ayıklanması mümkün olmayan metaller, mıknatıslar sayesinde ayıklanmakta ve birçok alanda geri dönüşüm olarak değerlendirilmektedir.
- Her evde bulunan kapı zillerinden çıkan sesler elektromıknatıs sayesinde oluşmaktadır.
- Kil ve cam temizleme gibi işlemlerde demir minerallerinin ayrımında kullanılır.
- Kireç taşı ve dolomit temizlemede
- Refrakter hammaddelerinin işlenmesinde
- Sıvılarda yer alan demir gibi metallerin ayrıştırılmasında
- Asansörlerdeki rayların yapımında
- Elektrik santrallerinde elektrik üretmek için
- Tren raylarında sürtünmeyi azaltmak için
- Yine yukarıda bahsedilen geri dönüşüm kullanım alanına benzer şekilde, hurda yığınlarındaki metalleri ayıklamak için de mıknatıslardan yararlanılmaktadır.
Mıknatıs Nasıl Çalışır?
Mıknatıslanmanın bölge kuramı ile nasıl çalıştıkları açıklanabilmektedir. Bu kurama göre; mıknatıslık özelliği maddenin iç yapısından kaynaklanmaktadır. Birbirleriyle etkileşen küçük moleküller mıknatıslardan oluşur.
Bu moleküller mıknatısların binlercesi aynı yöne yöneldiklerinde bir bölge veya bölgecik oluşturur. Mıknatıslarda bu bölgeler düzenli bir şekilde aynı yönü göstermektedir. Bu şekilde milyonlarca bölgenin etkisi ile makro seviyede mıknatıs meydana gelir.
Manyetik bölge kuramı, çeşitli maddelerin manyetik özelliklerini de açıklamaktadır. Demir, nikel, kobalt gibi ferromanyetik maddeler, mıknatıslanmadan en çok etkilenen maddelerdir. Altın, bakır, elmas, gümüş gibi diamanyetik maddeler ise az etkilenenlerdir. Sodyum, magnezyum, kalsiyum, alüminyum gibi paramanyetik maddeler de hiç etkilenmeyenlerdir.
Elektrik akımının etkisi ile mıknatıs özelliği gösterebilen manyetik maddelere elektromıknatıs denmektedir. Bunlar, yalıtılmış ince kabloların ham demire sarılması ve kablolardan akım geçirilmesiyle oluşur.
[renkbox baslik="Radyasyon Nedir? Zararları ve Korunma Yolları Nelerdir?" link="seafoodplus.info" resim="seafoodplus.info" renk="sari" yenisekme="hayir"][/renkbox]
Elektromıknatıslar, her zaman mıknatıs özellikleri göstermemektedir. Akım kesildiği zaman bu özellikleri kaybolmaktadır. Bu nedenle tanımlarını daha kapsamlı bir şekilde yaptığımız zaman çalışma prensipleri de anlaşılmaktadır.
Kobalt, demir ve nikel gibi maddelerden yapılarak, kısa süre içinde manyetik duruma gelen mıknatıslayıcıdır. Geçici mıknatıs adıyla da anılan bu maddelerin yapısı, bobin içine silisli yumuşak demir konularak elde edilir.
Bobinden akım geçtikçe mıknatıslık özellikleri devam eden elektromıknatıslardan sağlanan manyetik alan, sürekli mıknatıslardan sağlanan manyetik alandan daha büyüktür.
Mıknatıs Hangi Maddeleri Çeker, Hangi Maddeleri Çekmez?
Mıknatıslar bazı nesneleri çeker, bazılarını da çekmez. Hangi malzemeleri çekip hangilerini çekmediğini anlamak için genel olarak mıknatısların çalışma mantığını kavramak gerekir. Çoğu insan metallerin mıknatıslardan etkilendiğini bilse de gerçekte, paramanyetik ve ferrimagnetic (&#;i&#; ile &#;o&#; değil) ile metallerin sahip olduğu halde gerçekte demir gibi ferromanyetik metaller kendilerine çekilen ana metallerdir.
•Demir, kobalt, nikel ve ayrıca bu ferromanyetik metallerden oluşan alaşımlar, mıknatıslara kuvvetlice çekilir. Diğer ferromanyetik metaller gadolinyum, neodim ve samaryum içerir.
•Paramanyetik metaller, mıknatıslara zayıf biçimde çekilir ve platin, tungsten, alüminyum ve magnezyum içerir.
•Magnetit gibi ferrimagnetic metaller de mıknatıslara çekilirken, gümüş ve bakır gibi diyamagnetik metaller onlar tarafından itlir.
Manyetizma Nasıl Çalışır?
Bazı metallerin neden mıknatıslardan etkilendiğini ve diğerlerinin neden etkilenmediğini bilmek istiyorsanız manyetizmayı anlamak önemlidir. Elektronların bir atomdaki hareketi küçük bir manyetik alan üretir, ancak normalde bu alan diğer elektronların hareketi ve onların karşıt manyetik alanları tarafından iptal edilir. Bununla birlikte bazı malzemelerde, bir manyetik alan uyguladığınızda komşu elektronların dönüşleri birbiriyle aynı hizaya gelir ve bu, tüm materyal boyunca bir net alan oluşturur. Kısacası, birbirlerinin alanlarını iptal etmek yerine bu malzemelerdeki elektronlar bir araya gelir ve daha güçlü bir alan oluşturur. Bazı malzemelerde, bu hizalama alan kaldırıldığında kaybolur, ancak bazılarında alan kaldırıldıktan sonra bile kalır. Mıknatısların pozitif ve negatif kutupları vardır ve çoğu insanın bildiği gibi, eşleşen kutuplar birbirlerini iterken, karşı kutuplar birbirlerini çeker.
Ferromanyetik Metaller ve Alaşımlar
![Mıknatıs Hangi Maddeleri Çeker, Hangi Maddeleri Çekmez?]()
Ferromanyetik malzemeler mıknatıslara çekilir, çünkü elektronları döner ve ortaya çıkan manyetik momentler kolayca hizalanır, bu hizalamayı harici bir manyetik alan olmadan bile korur. Demir, nikel ve kobalt gibi ferromanyetik malzemeler mıknatısların yanı sıra gadolinyum, neodim ve samaryum gibi nadir toprak metallerini de çeker.
Bu malzemelerden yapılan alaşımlar da mıknatıslara çekilir, bu nedenle (örneğin kromun aksine) içinde önemli miktarda demir bulunan paslanmaz çelik mıknatıslara çekilir. Diğer ferromanyetik alaşımlar arasında avaroit (nikel ve demir), favaroit (kobalt ve demir), alniko (kobalt, demir, nikel, alüminyum, titanyum ve bakır) ve kromin (krom, kobalt ve demir) bulunur. Temel olarak, ferromanyetik malzemelerden oluşan herhangi bir alaşım da manyetik alan olacaktır.
Paramanyetik Metaller ve Manyetizma
Paramanyetik metaller, mıknatıslar için ferromanyetik metallerden daha zayıf bir çekime sahiptir ve manyetik özelliklerini bir manyetik alan yokluğunda çekmezler. Paramanyetik metaller arasında platin, alüminyum, tungsten, molibden, tantal, sezyum, lityum, magnezyum, sodyum ve uranyum bulunur.
Ferrimagnetik Metaller ve Manyetizma
Bazı malzemeler ferrimanyetik olarak sınıflandırılmıştır. Bu, iyonik bir bileşik karşıt manyetik momentlere sahip iki kafes materyaline sahip olduğunda oluşur, ancak ikisi tam olarak dengelenmiş olmadığında net bir mıknatıslanmaya yol açar. Manyetit, bu tip bir manyetizmaya örnek teşkil eder ve başlangıçta bu iki manyetizma türü arasındaki benzerliklerden dolayı ferromanyetik bir materyal olarak kabul edildi. Bununla birlikte, birçok ferromanyetik malzeme metallerden ziyade seramiktir.
Diyamagnetik Metaller ve Manyetizma
![Mıknatıs Hangi Maddeleri Çeker, Hangi Maddeleri Çekmez?]()
Diyamagnetik metaller, aslında kendilerini çekmekten ziyade mıknatıslar tarafından itilir ve genellikle zayıf şekilde itilirler. Malzemeler, manyetik momentleri, onu geliştirmek yerine uygulanan alana zıt olarak hareket ettiğinde diyamagnetik olarak sınıflandırılır. Bu malzemeler gümüş, kurşun, cıva ve bakır içerir.
Hangi Metal Çeşitleri Mıknatıslara Yapışmaz?
Muhtemelen mıknatısların ahşap, plastik, cam, pamuk ve yün gibi metal olmayan (diyamagnetik) malzemelere yapışmadığını biliyorsunuzdur, ancak mıknatısların tüm metallere yapışmadığını bilmiyor olabilirsiniz. Aslında, çoğu metal manyetik değildir. Mıknatıslar, demir ve nikel gibi güçlü manyetik özelliklere sahip metallere yapışırlar. Zayıf manyetik özelliklere sahip metaller arasında alüminyum, pirinç, bakır ve kurşun bulunur.
Mıknatıslar Nasıl Çalışır?
Bir mıknatıs, diğer metalleri çekme kabiliyetine sahip bir metal parçasıdır. Zaten dünya&#;nın kendisi büyük bir mıknatıstır. Kutup adı verilen iki ucu, kuzeyi arayan bir kutup ve güneyi arayan bir kutup ve çevresindeki manyetik alan olarak adlandırılan görünmez bir manyetizma alanı vardır.
Milyarlarca pozitif yüklü atom, bir atomun çekirdeği etrafında dönen ve bir minik mıknatısa dönüştüren manyetik bir kuvvet yaratan negatif yüklü elektronlar üretir. Çoğu malzemede, atomlar manyetik kuvvetlerin tehlike yönlerini gösterecek şekilde düzenlenir. Bununla birlikte, bazı malzemelerde, atomlar manyetik kuvvetlerin çoğunun aynı yöne işaret ettiği şekilde düzenlenir. Bu kuvvetler birleşir ve nesne bir mıknatıs gibi davranır. Bir mıknatısın kuzey kutbu güney kutbunu çeker, ancak diğer bir mıknatısın kuzey kutbunu iter, yani kutupların aksine çeker ve kutupları iter. Metal, bilinen bir mıknatısı itmesi durumunda mıknatıstır.
Çevirme Hareketi
Elektronlar, eğik olarak adlandırılan, açısal momentuma (örneğin kendi ekseni etrafında dönen bir top gibi) olan bir özelliğe sahiptir, ancak bu analojiyi çok ileri götürmemek önemlidir, çünkü elektron dönüşü, sonuçta eğirme hareketinin türünden çok farklıdır. Bir elektron (dönen bir top gibi) +1/2 veya -1/2&#;lik bir dönüşe sahip olabilir. Sonuç olarak, elektronlar küçük mıknatıslar gibi hareket ederler. İki elektron bir yörüngede eşleştirilirse, ürettikleri manyetik alanlar birbirlerini iptal eder ve atomun net manyetik alanı yoktur.
Etki
Demir gibi ferromanyetik malzemelerde, atomların net manyetik alanları vardır ve alan adı verilen küçük bir alt birimde diğer atomlarla birlikte gruplandırılır. Bir etki alanı sırayla herhangi bir rasgele doğrultuda hizalanabilir veya tüm komşularıyla birlikte aynı doğrultuda hizalanabilir. Normalde, manyetik alanlar aynı hizada değildir ve bu nedenle kendi başına bir demir metal topağının hiçbir net manyetik alanı yoktur; her bir atomun rastgele hizalanan manyetik alanları birbirini iptal eder. Bununla birlikte, harici bir manyetik alan uygulandığında, atomlar onunla aynı hizada olur, böylece nesne mıknatıslanır.
Diyamanyetik Malzemeler
![Mıknatıs Hangi Maddeleri Çeker, Hangi Maddeleri Çekmez?]()
Bir diyamanyetik alanda, her atomun eşleştirilmiş elektronları vardır, bu nedenle ayrı ayrı elektronlar tarafından oluşturulan tüm manyetik alanlar iptal edilir. Mıknatısın yanına diyamanyetik bir nesne getirdiğinizde, minyatür tel halkaları gibi malzemenin atomlarında minik akım döngüleri yaratırsınız. Lenz Yasası adlı bir fizik yasasına uygun olarak yarattığınız akımlar, uyguladığınıza karşı manyetik alan üretecek şekilde çalışır.
Etkileri
Bakır gibi bir metalik metal sadece bir mıknatıs için bir çekim gücü yaratmaz, aslında itme hissi yaratır. Bu itme gücü çok zayıftır, yani manyetik alan çok güçlü değilse, onu göremezsiniz. Bununla birlikte bu etki metal yapısının atomik seviyedeki yapısından kaynaklanmaktadır. Bakır, d-orbitalleri olarak adlandırılan tüm eşleşmiş elektronlara sahiptir, böylece bakırdaki atomların net manyetik momentleri yoktur ve diyamanyetizm, periyodik tablonun ögeleri arasında ferromanyetizma veya paramanyetizmadan çok daha yaygındır.
Kaynakça:
seafoodplus.info
seafoodplus.info
seafoodplus.info
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
nest...
Mıknatıs Nedir? Nasıl Yapılır? Özellikleri, Çeşitleri ve Kullanım Alanları Nelerdir?
Günlük yaşamın birçok alanında farkında olmadan mıknatıs kullanılır. Evimizde kullandığımız birçok ev aletinde bile bu maddeden bulunmaktadır. Oluşturduğu manyetik alandan faydalanarak birçok cihazın kullanımı sağlanmaktadır. Kuzey ve güney olarak iki ayrı kutbu bulunan mıknatıs, hem yapay hem de doğal maddelerden oluşabilmektedir.
Birçok türü bulunan mıknatıs, yapay ve doğal ana kategori olarak ayrılmaktadır. Manyetik alan özelliğine sahip olan ve karşılıklı iki kutbu simgeleyen maddelerdir. İki ayrı uç kutup bulunduran mıknatısın çekim alanına demir, nikel ve kobalt gibi metaller girmektedir. Doğal yapıda olan mıknatıslar, itme ve çekme güçleri kendinden oluşan kuvvettir.
[renkbox baslik="Gazlar Hakkında Bilgi; Genel Özellikleri ve Çeşitleri" link="seafoodplus.info" resim="seafoodplus.info" renk="mor" yenisekme="evet"][/renkbox]
Dışarıdan etki eden nesneler aracılığı ile çekme ve itme özelliği kazanan mıknatıs türü ise yapay olarak isimlendirilir. Uygulanan kuvvet sayesinde yapay mıknatıslar geçici ya da sürekli mıknatıs olma özelliği taşırlar. Elektromıknatıs özelliğinde olanlar da bulunmaktadır ve bunlar, demir çubuğun etrafına sarılan geçirgen özellikli bir sargıdan geçen akım sonucunda itme ve çekme özelliği kazanmaktadır.
Mıknatıs Nedir?
Özgül ağırlığı gr/cm3 olan mıknatıs; demir, kobalt, nikel gibi metalleri çeken ve manyetik alan oluşturan bir maddedir. Dünyanın birçok bölgesinde doğal olarak bulunan ve suni ortamda da yapılabilen mıknatıslar hayatın birçok alanında ihtiyaç duyulan maddelerdir. İsveç, Cezayir ve Ural dağları gibi yerlerde doğal halde bulunan mıknatıslar yer almaktadır.
Mıknatısın kuzeyi gösteren ucu N (North) ve güneyi gösteren ucu S (South) ile gösterilir. Mıknatısın zıt kutupları birbirini çeker, aynı kutupları ise birbirini iter. Her mıknatısın çevresinde oluşan bir manyetik alan bulunmaktadır.
Mıknatısın manyetik alan kuvvet çizgileri, kuzey kutbundan çıkar ve güney kutbunda son bulur. Bir maddenin mıknatıs özelliği kazanabilmesi için manyetik bir madde olması gerekmektedir. Yani demir, nikel, kobalt gibi metallere manyetik madde adı verilir.
İnsanların ilk mıknatısı keşfetmesinin Manisa’da yıl önce olduğu düşünülmektedir. O zamanlarda Magnesia olarak anılan Manisa’da eski Yunanlıların bazı demir cevheri parçalarının, bazı maddeleri çektiği gözlenmiş. Bu taşlara manyetit adı verilmiştir.
Mıknatıs Nasıl Yapılır?
Su katılarak çelikten yapılan mıknatıslar, yüksek ısıda ısıtıldıktan sonra hızla soğutma işlemi sonrasında elde edilir. Mıknatıs yapımında ihtiyaç duyulan bir diğer önemli madde ise alnicodur. Kobalt, nikel ve alüminyum karşımı bir madde olan alnico, birçok sanayi sektöründe kullanılan bir maddedir.
Ortaya çıkarılan yapay mıknatıslar genellikle uzun süreli kullanım için uygundur. Etki alanı içine giren birçok demir ve çelik gibi malzemeleri çekme özelliğine sahip olan yapay mıknatıs, herhangi bir ucunun kırılması sonucunda tekrardan kutuplaşma özelliği gösteren yapıdadır.
Sıradan bir manyetik maddede, her biri mıknatıs gibi davranan milyonlarca bölgecik bulunur ve bunlar düzensiz haldedir. Bu bölgeciklerin birbirlerinin manyetik etkisini yok etmelerinden dolayı madde mıknatıs özelliği göstermemektedir.
Manyetik maddeler, bir mıknatısın manyetik alanına girdiğinde ise bölgecikler düzenli hale gelir. Bunun sonucunda madde mıknatıslanır. Birkaç farklı yöntemle mıknatıslanma gerçekleşebilir; ancak bu yöntemlerin en kontrollü ve güçlüsü elektrik akımı kullanmaktır.
Mıknatıslandırma yöntemleri; etki, dokunma ve sürtünme şeklindedir.
Mıknatısın Özellikleri Nelerdir?
İçeriğinde demir, nikel ve karbon olan nesneleri çekme özelliğine sahip olan mıknatıslar, kullanım alanlarına göre pek çok çeşidi olan magnetik maddelerdir. Doğada doğal olarak bulunması mümkün olan mıknatısların yanı sıra, çeşitli bileşimlerle elde edilen yapay mıknatıslar da vardır.
Yapay mıknatıslar, çubuk, at nalı ve U şeklinde olmak üzere çeşitli şekillerde yapılmaktadır. Mıknatıs özelliğinin kazandırılması mümkün olan bir madde üzerine tel sararak elektromanyetik akım verilmesi sonucunda oluşan mıknatıs türü ise elektromıknatıs olarak adlandırılır.
Mıknatıs Çeşitleri Nelerdir?
Kullanım alanları ve ihtiyaçları farklılık gösteren mıknatıslar, taşıdığı özellikleri ile çeşitlenmektedir. Doğal olarak taş şeklinde doğada bulunması mümkün olan doğal mıknatıs çeşidi, günlük yaşamda mıknatısa ihtiyaç duyulan birçok alanda sıkça kullanılmaktadır. Yapay mıknatıs ise daha önce mıknatıs özelliği olmayan bir madde iken, çeşitli müdahaleler ile mıknatıs özelliği gösteren maddelerdir.
Mıknatıslar 2 gruba ayrılmaktadır:
Sabit Mıknatıs
Çelik ve demirin ham madde olarak kullanıldığı yapay mıknatıslar, kullanılacakları alanlara göre, şekilleri ve boyutları farklılık göstermektedir. Etrafında güçlü bir manyetik alan oluşturan yapay mıknatıslar genellikle at nalı, silindir, U şeklinde ve çubuk şeklinde olabilir.
Sabit mıknatıslar, doğada mıknatıslanmış halde bulunan maddelerden oluşabilir. Bunun yanında alnico, NdFeB, Sm-Co,Sm-Fe gibi maddelerin alaşımından da oluşabilmektedir. Bu mıknatıs türleri genellikle, elektrik enerjisini hareket enerjisine veya tam tersi, hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren işlerde kullanılmaktadır.
Elektromıknatıs
Çelik ya da demir bir maddeye elektrik akımını geçiren bir tel sarılarak mıknatıs özelliği kazandırılan mıknatıs türü ise elektromıknatıs adını alır. Bunların mıknatıs özelliği sadece telden akım geçtiği sürece vardır. Elektromıknatısların kullanım alanlarına baktığımızda ise yine elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştürmek ve yüklü parçacıkları saptırmak olduğunu görmekteyiz.
Elektromıknatıslar evlerde kullanılan iletişim cihazlarının mikrofon ve hoparlörlerinde kullanılmaktadır. Aynı zamanda çamaşır makinesi, buzdolabı gibi cihazların motorlarında, birçok elektronik cihazın adaptörlerinde bulunurlar. Kaçak ve aşırı akım rölelerinde, elektrik sigortalarında, kumanda rölelerinde, kontaktörlerde de elektromıknatıs kullanılmaktadır.
Mıknatısın Kullanım Alanları Nelerdir?
Birçok sanayi sektöründe ve günlük yaşamda sıkça karşımıza çıkan mıknatıslar, akla gelmeyecek yerlerde hayatı kolaylaştıran maddelerdir. Günümüzde önemli bir yere sahip olan elektronik cihazların yapımından, ağır nesnelerin taşınmasına kadar birçok konuda mıknatıslara ihtiyaç duyulur. Mıknatısın kullanım alanlarını şöyle bir sıralayacak olursak;
- Denizcilikte pusula vazifesi gören mıknatıs, hayatı kolaylaştıran örneklerden sadece biridir.
- Önemli bir kullanım alanı olarak, çöp yığınları arasındaki elle ayıklanması mümkün olmayan metaller, mıknatıslar sayesinde ayıklanmakta ve birçok alanda geri dönüşüm olarak değerlendirilmektedir.
- Her evde bulunan kapı zillerinden çıkan sesler elektromıknatıs sayesinde oluşmaktadır.
- Kil ve cam temizleme gibi işlemlerde demir minerallerinin ayrımında kullanılır.
- Kireç taşı ve dolomit temizlemede
- Refrakter hammaddelerinin işlenmesinde
- Sıvılarda yer alan demir gibi metallerin ayrıştırılmasında
- Asansörlerdeki rayların yapımında
- Elektrik santrallerinde elektrik üretmek için
- Tren raylarında sürtünmeyi azaltmak için
- Yine yukarıda bahsedilen geri dönüşüm kullanım alanına benzer şekilde, hurda yığınlarındaki metalleri ayıklamak için de mıknatıslardan yararlanılmaktadır.
Mıknatıs Nasıl Çalışır?
Mıknatıslanmanın bölge kuramı ile nasıl çalıştıkları açıklanabilmektedir. Bu kurama göre; mıknatıslık özelliği maddenin iç yapısından kaynaklanmaktadır. Birbirleriyle etkileşen küçük moleküller mıknatıslardan oluşur.
Bu moleküller mıknatısların binlercesi aynı yöne yöneldiklerinde bir bölge veya bölgecik oluşturur. Mıknatıslarda bu bölgeler düzenli bir şekilde aynı yönü göstermektedir. Bu şekilde milyonlarca bölgenin etkisi ile makro seviyede mıknatıs meydana gelir.
Manyetik bölge kuramı, çeşitli maddelerin manyetik özelliklerini de açıklamaktadır. Demir, nikel, kobalt gibi ferromanyetik maddeler, mıknatıslanmadan en çok etkilenen maddelerdir. Altın, bakır, elmas, gümüş gibi diamanyetik maddeler ise az etkilenenlerdir. Sodyum, magnezyum, kalsiyum, alüminyum gibi paramanyetik maddeler de hiç etkilenmeyenlerdir.
Elektrik akımının etkisi ile mıknatıs özelliği gösterebilen manyetik maddelere elektromıknatıs denmektedir. Bunlar, yalıtılmış ince kabloların ham demire sarılması ve kablolardan akım geçirilmesiyle oluşur.
[renkbox baslik="Radyasyon Nedir? Zararları ve Korunma Yolları Nelerdir?" link="seafoodplus.info" resim="seafoodplus.info" renk="sari" yenisekme="hayir"][/renkbox]
Elektromıknatıslar, her zaman mıknatıs özellikleri göstermemektedir. Akım kesildiği zaman bu özellikleri kaybolmaktadır. Bu nedenle tanımlarını daha kapsamlı bir şekilde yaptığımız zaman çalışma prensipleri de anlaşılmaktadır.
Kobalt, demir ve nikel gibi maddelerden yapılarak, kısa süre içinde manyetik duruma gelen mıknatıslayıcıdır. Geçici mıknatıs adıyla da anılan bu maddelerin yapısı, bobin içine silisli yumuşak demir konularak elde edilir.
Bobinden akım geçtikçe mıknatıslık özellikleri devam eden elektromıknatıslardan sağlanan manyetik alan, sürekli mıknatıslardan sağlanan manyetik alandan daha büyüktür.
Mıknatıs Hangi Maddeleri Çeker, Hangi Maddeleri Çekmez?
Mıknatıslar bazı nesneleri çeker, bazılarını da çekmez. Hangi malzemeleri çekip hangilerini çekmediğini anlamak için genel olarak mıknatısların çalışma mantığını kavramak gerekir. Çoğu insan metallerin mıknatıslardan etkilendiğini bilse de gerçekte, paramanyetik ve ferrimagnetic (&#;i&#; ile &#;o&#; değil) ile metallerin sahip olduğu halde gerçekte demir gibi ferromanyetik metaller kendilerine çekilen ana metallerdir.
•Demir, kobalt, nikel ve ayrıca bu ferromanyetik metallerden oluşan alaşımlar, mıknatıslara kuvvetlice çekilir. Diğer ferromanyetik metaller gadolinyum, neodim ve samaryum içerir.
•Paramanyetik metaller, mıknatıslara zayıf biçimde çekilir ve platin, tungsten, alüminyum ve magnezyum içerir.
•Magnetit gibi ferrimagnetic metaller de mıknatıslara çekilirken, gümüş ve bakır gibi diyamagnetik metaller onlar tarafından itlir.
Manyetizma Nasıl Çalışır?
Bazı metallerin neden mıknatıslardan etkilendiğini ve diğerlerinin neden etkilenmediğini bilmek istiyorsanız manyetizmayı anlamak önemlidir. Elektronların bir atomdaki hareketi küçük bir manyetik alan üretir, ancak normalde bu alan diğer elektronların hareketi ve onların karşıt manyetik alanları tarafından iptal edilir. Bununla birlikte bazı malzemelerde, bir manyetik alan uyguladığınızda komşu elektronların dönüşleri birbiriyle aynı hizaya gelir ve bu, tüm materyal boyunca bir net alan oluşturur. Kısacası, birbirlerinin alanlarını iptal etmek yerine bu malzemelerdeki elektronlar bir araya gelir ve daha güçlü bir alan oluşturur. Bazı malzemelerde, bu hizalama alan kaldırıldığında kaybolur, ancak bazılarında alan kaldırıldıktan sonra bile kalır. Mıknatısların pozitif ve negatif kutupları vardır ve çoğu insanın bildiği gibi, eşleşen kutuplar birbirlerini iterken, karşı kutuplar birbirlerini çeker.
Ferromanyetik Metaller ve Alaşımlar
Ferromanyetik malzemeler mıknatıslara çekilir, çünkü elektronları döner ve ortaya çıkan manyetik momentler kolayca hizalanır, bu hizalamayı harici bir manyetik alan olmadan bile korur. Demir, nikel ve kobalt gibi ferromanyetik malzemeler mıknatısların yanı sıra gadolinyum, neodim ve samaryum gibi nadir toprak metallerini de çeker.
Bu malzemelerden yapılan alaşımlar da mıknatıslara çekilir, bu nedenle (örneğin kromun aksine) içinde önemli miktarda demir bulunan paslanmaz çelik mıknatıslara çekilir. Diğer ferromanyetik alaşımlar arasında avaroit (nikel ve demir), favaroit (kobalt ve demir), alniko (kobalt, demir, nikel, alüminyum, titanyum ve bakır) ve kromin (krom, kobalt ve demir) bulunur. Temel olarak, ferromanyetik malzemelerden oluşan herhangi bir alaşım da manyetik alan olacaktır.
Paramanyetik Metaller ve Manyetizma
Paramanyetik metaller, mıknatıslar için ferromanyetik metallerden daha zayıf bir çekime sahiptir ve manyetik özelliklerini bir manyetik alan yokluğunda çekmezler. Paramanyetik metaller arasında platin, alüminyum, tungsten, molibden, tantal, sezyum, lityum, magnezyum, sodyum ve uranyum bulunur.
Ferrimagnetik Metaller ve Manyetizma
Bazı malzemeler ferrimanyetik olarak sınıflandırılmıştır. Bu, iyonik bir bileşik karşıt manyetik momentlere sahip iki kafes materyaline sahip olduğunda oluşur, ancak ikisi tam olarak dengelenmiş olmadığında net bir mıknatıslanmaya yol açar. Manyetit, bu tip bir manyetizmaya örnek teşkil eder ve başlangıçta bu iki manyetizma türü arasındaki benzerliklerden dolayı ferromanyetik bir materyal olarak kabul edildi. Bununla birlikte, birçok ferromanyetik malzeme metallerden ziyade seramiktir.
Diyamagnetik Metaller ve Manyetizma
Diyamagnetik metaller, aslında kendilerini çekmekten ziyade mıknatıslar tarafından itilir ve genellikle zayıf şekilde itilirler. Malzemeler, manyetik momentleri, onu geliştirmek yerine uygulanan alana zıt olarak hareket ettiğinde diyamagnetik olarak sınıflandırılır. Bu malzemeler gümüş, kurşun, cıva ve bakır içerir.
Hangi Metal Çeşitleri Mıknatıslara Yapışmaz?
Muhtemelen mıknatısların ahşap, plastik, cam, pamuk ve yün gibi metal olmayan (diyamagnetik) malzemelere yapışmadığını biliyorsunuzdur, ancak mıknatısların tüm metallere yapışmadığını bilmiyor olabilirsiniz. Aslında, çoğu metal manyetik değildir. Mıknatıslar, demir ve nikel gibi güçlü manyetik özelliklere sahip metallere yapışırlar. Zayıf manyetik özelliklere sahip metaller arasında alüminyum, pirinç, bakır ve kurşun bulunur.
Mıknatıslar Nasıl Çalışır?
Bir mıknatıs, diğer metalleri çekme kabiliyetine sahip bir metal parçasıdır. Zaten dünya&#;nın kendisi büyük bir mıknatıstır. Kutup adı verilen iki ucu, kuzeyi arayan bir kutup ve güneyi arayan bir kutup ve çevresindeki manyetik alan olarak adlandırılan görünmez bir manyetizma alanı vardır.
Milyarlarca pozitif yüklü atom, bir atomun çekirdeği etrafında dönen ve bir minik mıknatısa dönüştüren manyetik bir kuvvet yaratan negatif yüklü elektronlar üretir. Çoğu malzemede, atomlar manyetik kuvvetlerin tehlike yönlerini gösterecek şekilde düzenlenir. Bununla birlikte, bazı malzemelerde, atomlar manyetik kuvvetlerin çoğunun aynı yöne işaret ettiği şekilde düzenlenir. Bu kuvvetler birleşir ve nesne bir mıknatıs gibi davranır. Bir mıknatısın kuzey kutbu güney kutbunu çeker, ancak diğer bir mıknatısın kuzey kutbunu iter, yani kutupların aksine çeker ve kutupları iter. Metal, bilinen bir mıknatısı itmesi durumunda mıknatıstır.
Çevirme Hareketi
Elektronlar, eğik olarak adlandırılan, açısal momentuma (örneğin kendi ekseni etrafında dönen bir top gibi) olan bir özelliğe sahiptir, ancak bu analojiyi çok ileri götürmemek önemlidir, çünkü elektron dönüşü, sonuçta eğirme hareketinin türünden çok farklıdır. Bir elektron (dönen bir top gibi) +1/2 veya -1/2&#;lik bir dönüşe sahip olabilir. Sonuç olarak, elektronlar küçük mıknatıslar gibi hareket ederler. İki elektron bir yörüngede eşleştirilirse, ürettikleri manyetik alanlar birbirlerini iptal eder ve atomun net manyetik alanı yoktur.
Etki
Demir gibi ferromanyetik malzemelerde, atomların net manyetik alanları vardır ve alan adı verilen küçük bir alt birimde diğer atomlarla birlikte gruplandırılır. Bir etki alanı sırayla herhangi bir rasgele doğrultuda hizalanabilir veya tüm komşularıyla birlikte aynı doğrultuda hizalanabilir. Normalde, manyetik alanlar aynı hizada değildir ve bu nedenle kendi başına bir demir metal topağının hiçbir net manyetik alanı yoktur; her bir atomun rastgele hizalanan manyetik alanları birbirini iptal eder. Bununla birlikte, harici bir manyetik alan uygulandığında, atomlar onunla aynı hizada olur, böylece nesne mıknatıslanır.
Diyamanyetik Malzemeler
Bir diyamanyetik alanda, her atomun eşleştirilmiş elektronları vardır, bu nedenle ayrı ayrı elektronlar tarafından oluşturulan tüm manyetik alanlar iptal edilir. Mıknatısın yanına diyamanyetik bir nesne getirdiğinizde, minyatür tel halkaları gibi malzemenin atomlarında minik akım döngüleri yaratırsınız. Lenz Yasası adlı bir fizik yasasına uygun olarak yarattığınız akımlar, uyguladığınıza karşı manyetik alan üretecek şekilde çalışır.
Etkileri
Bakır gibi bir metalik metal sadece bir mıknatıs için bir çekim gücü yaratmaz, aslında itme hissi yaratır. Bu itme gücü çok zayıftır, yani manyetik alan çok güçlü değilse, onu göremezsiniz. Bununla birlikte bu etki metal yapısının atomik seviyedeki yapısından kaynaklanmaktadır. Bakır, d-orbitalleri olarak adlandırılan tüm eşleşmiş elektronlara sahiptir, böylece bakırdaki atomların net manyetik momentleri yoktur ve diyamanyetizm, periyodik tablonun ögeleri arasında ferromanyetizma veya paramanyetizmadan çok daha yaygındır.
Kaynakça:
seafoodplus.info
seafoodplus.info
seafoodplus.info
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu