磁石はどのように形成されますか?

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著者: Lewis Jackson
作成日: 9 5月 2021
更新日: 12 5月 2024
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なぜ磁石はくっつくのか? Why magnets stick together
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磁石は、他の物体に触れることなく強力な力を及ぼすことができる物体です。磁石は、金属製の物体や他の磁石を遠くから動かすことができます。シンプルな冷蔵庫の磁石から、車を持ち上げることができる工業用磁石まで、さまざまな種類の磁石があります。磁石は、方位を決定するためのコンパス、音声を生成するためのスピーカー、コンピューターおよびテレビで使用され、他にも多くの用途があります。一部の磁石は自然に形成されます。他のものは人間によって作られています。

磁性と天然磁石

すべての物質は原子でできています。原子は、電子と呼ばれる物質のさらに小さな粒子の周りを周回する物質の小さな核と考えることができます。電子は電荷を持っているため、軌道を周回すると、各核の周りに小さな電流ループが形成されます。磁場は電気によって形成されます。ほとんどの材料では、各原子によって形成される小さな磁石はすべて異なる方向を指しているため、互いに相殺されます。岩石、鉄鉱石などの一部の材料では、地球の磁場がすべての原子磁石を並べ、石全体に1つの大きな磁石を残しました。

磁化金属

人々は何千年もの間、自然に発生する磁石を使用してきました。他の材料も磁石にできることがわかった後、人々はさまざまなプロセスでより強力な磁石の生産を開始しました。特定の金属は、磁場にさらすことで磁石にできます。金属を磁場に置くだけで機能しますが、振動させると効果が高まります。金属を磁石でなでると、効果も上がります。現場にいる間に金属を加熱し、冷却しながら金属を叩くと、効果がさらに高まります。鉄と鉄は良い磁石を作ります。アルニコと呼ばれるアルミニウム、ニッケル、コバルトの合金も同様です。

セラミック、柔軟、および成形磁石

セラミック磁石は、酸化鉄と炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムから作られています。それらは、他のセラミックのように形づくられ、焼かれます。柔軟な形状の磁石は、磁化粉末(酸化鉄粉末など)を樹脂またはプラスチックと混合することで作られています。その後、樹脂またはプラスチックを通常のように成形することができ、その結果、柔軟性のある独自の形状の磁石が得られます。

電磁石

電磁石は他の種類の磁石とは異なります。それらは、その構造に磁性材料を必ずしも使用しない。電流が流れると磁場が発生するため、バッテリーとワイヤから磁石を作ることができます。ワイヤがループ状に形成されている場合、永久磁石のような北極と南極を備えた磁場が作成されます。ワイヤの多くのコイルが同じワイヤでできている場合、形成される磁石はさらに強くなります。鉄または同様に磁化可能な材料をコイルの中心に配置すると、磁石はさらに強くなります。

超伝導マグネット

超伝導マグネットは特別なタイプの電磁石です。ワイヤーのループはほぼ絶対ゼロに冷却され、電源から切断されます。コイルは非常に冷たいため、コイル内の原子はまだ静止しているため、電子の移動に抵抗がなく、電流が流れ続けます。これにより、はるかに強い磁場が形成されます。