- 最后修訂： 2020-07-04
磁鐵的成分是鐵、鈷、鎳等原子，其原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較特別，自身就具有磁矩。磁鐵能夠發(fā)作磁場(chǎng)，具有招引鐵磁性物質(zhì)如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。磁鐵品種：形狀類(lèi)磁鐵：方塊磁鐵、瓦形磁鐵、異形磁鐵、圓柱形磁鐵、圓環(huán)磁鐵、圓片磁鐵、磁棒磁鐵、磁力架磁鐵，屬性類(lèi)磁鐵：釤鈷磁體、釹鐵硼磁鐵（強(qiáng)力磁鐵）、鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵鉻鈷磁鐵，職業(yè)類(lèi)磁鐵：磁性組件、電機(jī)磁鐵、橡膠磁鐵、塑磁等等品種。磁鐵分永久磁鐵與軟磁，永久磁鐵是加上強(qiáng)磁，使磁性物質(zhì)的自旋與電子角動(dòng)量成固定方向排列，軟磁則是加上電。（也是一種加上磁力的辦法）等電
磁鐵的成分是鐵、鈷、鎳等原子，其原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較特別，自身就具有磁矩。磁鐵能夠發(fā)作磁場(chǎng)，具有招引鐵磁性物質(zhì)如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。
磁鐵品種：形狀類(lèi)磁鐵：方塊磁鐵、瓦形磁鐵、異形磁鐵、圓柱形磁鐵、圓環(huán)磁鐵、圓片磁鐵、磁棒磁鐵、磁力架磁鐵，屬性類(lèi)磁鐵：釤鈷磁體、釹鐵硼磁鐵（強(qiáng)力磁鐵）、鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵鉻鈷磁鐵，職業(yè)類(lèi)磁鐵：磁性組件、電機(jī)磁鐵、橡膠磁鐵、塑磁等等品種。磁鐵分永久磁鐵與軟磁，永久磁鐵是加上強(qiáng)磁，使磁性物質(zhì)的自旋與電子角動(dòng)量成固定方向排列，軟磁則是加上電。（也是一種加上磁力的辦法）
等電流去掉軟鐵會(huì)漸漸失去磁性。
將條形磁鐵的中點(diǎn)用細(xì)線懸掛起來(lái)，中止的時(shí)候，它的兩頭磁鋼會(huì)各指向地球南邊和北方，指向北方的一端稱為指北極或N極，指向南邊的一端為指南極或S極。
如果將地球想像成一塊大磁鐵，則地球的地磁北極是指南極，地磁南極則是指北極。磁鐵與磁鐵之間，同名磁極相排擠、異名磁極相招引。所以，指南針與南極相排擠，指北針與北極相排擠，而指南針與指北針則相招引。
分類(lèi)：磁鐵可分為“永久磁鐵”與“非永久磁鐵”。永久磁鐵能夠是天然產(chǎn)品，又稱天然磁石，也能夠由磁鐵人工制造。非永久性磁鐵，例如電磁鐵，只要在某些條件下才會(huì)呈現(xiàn)磁性。
運(yùn)用
在傳統(tǒng)工業(yè)中的運(yùn)用
在敘述磁性資料的磁性來(lái)歷、電磁感應(yīng)、磁性器材時(shí)，我們現(xiàn)已提到了有些磁性資料的實(shí)踐運(yùn)用。實(shí)踐上，磁性資料現(xiàn)已在傳統(tǒng)工業(yè)的各個(gè)方面得到了廣泛運(yùn)用。
例如，如果沒(méi)有磁性資料，電氣化就成為不可能，因?yàn)榘l(fā)電要用到發(fā)電機(jī)、輸電要用到變壓器、電力機(jī)械要用到電動(dòng)機(jī)、電話機(jī)、收音機(jī)和電視機(jī)中要用到揚(yáng)聲器。眾多儀器儀表都要用到磁鋼線圈結(jié)構(gòu)。這些都現(xiàn)已在敘述其它內(nèi)容時(shí)說(shuō)到了。
磁鐵在醫(yī)學(xué)的運(yùn)用
信鴿愛(ài)好者都知道，如果把鴿子放飛到數(shù)百公里以外，它們還會(huì)主動(dòng)歸巢。鴿子為什么有這么好的認(rèn)家身手呢？本來(lái)，鴿子對(duì)地球的磁場(chǎng)很靈敏，它們能夠運(yùn)用地球磁場(chǎng)的改動(dòng)找到自己的家。如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵，鴿子就會(huì)迷航。如果鴿子飛過(guò)無(wú)線電發(fā)射塔，強(qiáng)大的電磁波攪擾也會(huì)使它們迷失方向。
在醫(yī)學(xué)上，運(yùn)用核磁共振能夠確診人體反常安排，判別疾病，這就是我們比較了解的核磁共振成像技能，其基本原理如下：原子核帶有正電，并進(jìn)行自旋運(yùn)動(dòng)。一般狀況下，原子核自旋軸的排列是無(wú)規(guī)律的，但將其置于外加磁場(chǎng)中時(shí)，核自旋空間取向從無(wú)序向有序過(guò)渡。自旋體系的磁化矢量由零逐漸增長(zhǎng)，當(dāng)體系到達(dá)平衡時(shí)，磁化強(qiáng)度到達(dá)安穩(wěn)值。如果此時(shí)核自旋體系遭到外界作用，如一定頻率的射頻激起原子核即可引起共振效應(yīng)。在射頻脈沖中止后，自旋體系已激化的原子核，不能保持這種狀況，將回復(fù)到磁場(chǎng)中本來(lái)的排列狀況，一同釋放出弱小的能量，成為射電信號(hào)，把這許多信號(hào)檢出，并使之時(shí)進(jìn)行空間分辯，就得到運(yùn)動(dòng)中原子核散布圖畫(huà)。核磁共振的特色是活動(dòng)液體不發(fā)作信號(hào)稱為活動(dòng)效應(yīng)或活動(dòng)空白效應(yīng)。因而血管是灰白色管狀結(jié)構(gòu)，而血液為無(wú)信號(hào)的黑色。這樣使血管很簡(jiǎn)單軟安排分隔。正常脊髓周?chē)心X脊液包圍，腦脊液為黑色的，并有白色的硬膜為脂肪所烘托，使脊髓顯現(xiàn)為白色的強(qiáng)信號(hào)結(jié)構(gòu)。核磁共振已運(yùn)用于全身各體系的成像確診。作用最佳的是顱腦，及其脊髓、心臟大血管、關(guān)節(jié)骨骼、軟安排及盆腔等。對(duì)心血管疾病不但能夠觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖改動(dòng)，并且可作心室剖析，進(jìn)行定性及半定量的確診，可作多個(gè)切面圖，空間分辯率高，顯現(xiàn)心臟及病變?nèi)?，及其與周?chē)Y(jié)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)，優(yōu)于其他X線成像、二維超聲、核素及CT查看。磁不只能夠確診，并且能夠協(xié)助醫(yī)治疾病。磁石是陳舊中醫(yī)的一味藥材。人們運(yùn)用血液中不同成分的磁性不同來(lái)別離紅細(xì)胞和白細(xì)胞。別的，磁場(chǎng)與人體經(jīng)絡(luò)的相互作用能夠完成磁療，在醫(yī)治多種疾病方面有獨(dú)特的作用，現(xiàn)已有磁療枕、磁療腰帶等運(yùn)用。用磁鐵作成的除鐵器能夠去除面粉等中可能存在的鐵末，磁化水能夠避免鍋爐結(jié)垢，磁化種子能夠在一定程度上使農(nóng)作物增產(chǎn)。
天文等范疇的磁運(yùn)用
我們現(xiàn)已知道，地球是一塊巨大的磁鐵，它和地質(zhì)狀況有什么聯(lián)絡(luò)？國(guó)際中的磁場(chǎng)又是怎么的？
至少在圖片上我們都見(jiàn)過(guò)絢爛的北極光。我國(guó)自古代就有了北極光的記載。北極光實(shí)踐上是太陽(yáng)風(fēng)中的粒子和地磁場(chǎng)相互作用的成果。太陽(yáng)風(fēng)是由太陽(yáng)宣布的高能帶電粒子流。當(dāng)它們到達(dá)地球時(shí)，與地磁場(chǎng)發(fā)作相互作用，就好象帶電流的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力一樣，使得這些粒子向南北極運(yùn)動(dòng)和集合，并且和地球高空的稀薄氣體相碰撞，成果使氣體分子受激起，然后發(fā)光
太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)上磁場(chǎng)活動(dòng)十分劇烈的區(qū)域。太陽(yáng)黑子的迸發(fā)對(duì)我們的日子會(huì)發(fā)作影響，例如使得無(wú)線電通信暫時(shí)中止等。因而，研討太陽(yáng)黑子對(duì)我們有重要意義。
地磁的改動(dòng)能夠用來(lái)勘探礦床。因?yàn)樗形镔|(zhì)均具有或強(qiáng)或弱的磁性，如果它們集合在一同，構(gòu)成礦床，那么必然對(duì)鄰近區(qū)域的地磁場(chǎng)發(fā)作攪擾，使得地磁場(chǎng)呈現(xiàn)反常狀況。依據(jù)這一點(diǎn)，能夠在陸地、海洋或許空中丈量大地的磁性，取得地磁圖，對(duì)地磁圖上磁場(chǎng)反常的區(qū)域進(jìn)行剖析和進(jìn)一步勘探，往往能夠發(fā)現(xiàn)不知道的礦藏或許特別的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
不同地質(zhì)年代的巖石往往具有不同的磁性。因而，能夠依據(jù)巖石的磁性輔佐判別地質(zhì)年代的改動(dòng)以及地殼改動(dòng)。
許多礦藏資源都是共生的，也就是說(shuō)好幾種礦物質(zhì)混合的一同，它們具有不同的磁性。運(yùn)用這個(gè)特色，人們開(kāi)發(fā)了磁選機(jī)，運(yùn)用不同成分礦物質(zhì)的不同磁性以及磁性強(qiáng)弱的不同，用磁鐵招引這些物質(zhì)，那么它們所遭到的招引力就有所區(qū)別，成果能夠?qū)⒒煸谝煌牟煌判缘牡V物質(zhì)分隔，完成了磁性選礦。
軍事范疇的磁運(yùn)用
磁性資料在軍事范疇相同得到了廣泛運(yùn)用。例如，一般的水雷或許地雷只能在觸摸方針時(shí)爆破，因而作用有限。而如果在水雷或地雷上設(shè)備磁性傳感器，因?yàn)樘箍嘶蛟S軍艦都是鋼鐵制造的，在它們挨近（無(wú)須觸摸方針）時(shí)，傳感器就能夠探測(cè)到磁場(chǎng)的改動(dòng)使水雷或地雷爆破，進(jìn)步了殺傷力。
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，制空權(quán)是奪得戰(zhàn)爭(zhēng)成功的要害之一。但飛機(jī)在飛翔過(guò)程中很簡(jiǎn)單被敵方的雷達(dá)偵測(cè)到，然后具有較大的危險(xiǎn)性。為了逃避敵方雷達(dá)的監(jiān)測(cè)，能夠在飛機(jī)外表涂一層特別的磁性資料－吸波資料，它能夠吸收雷達(dá)發(fā)射的電磁波，使得雷達(dá)電磁波觸及到飛機(jī)后只要很少的電磁波發(fā)作反射，因而敵方雷達(dá)無(wú)法探測(cè)到雷達(dá)回波，不能發(fā)現(xiàn)飛機(jī)，這就使飛機(jī)到達(dá)了隱身的意圖。這就是大名鼎鼎的“隱形飛機(jī)”。隱身技能是國(guó)際軍事科研范疇的一大熱點(diǎn)。美國(guó)的F117隱形戰(zhàn)斗機(jī)就是一個(gè)成功運(yùn)用隱身技能的比如。
在美國(guó)的“星球大戰(zhàn)”方案中，有一種新型武器“電磁武器”的開(kāi)發(fā)研討。傳統(tǒng)的火炮都是運(yùn)用彈藥爆破時(shí)的瞬間脹大發(fā)作的推力將炮彈敏捷加快，推出炮膛。而電磁炮則是把炮彈放在螺線管中，給螺線管通電，那么螺線管發(fā)作的磁場(chǎng)對(duì)炮彈將發(fā)作巨大的推動(dòng)力，將炮彈射出。這就是所謂的電磁炮。相似的還有電磁導(dǎo)彈等。
磁懸浮列車(chē)運(yùn)用
磁懸浮列車(chē)是一種選用無(wú)觸摸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)體系的磁懸浮高速列車(chē)體系。它的時(shí)速可到達(dá)500公里以上，是當(dāng)今國(guó)際最快的地面客運(yùn)交通工具，有速度快、爬坡能力強(qiáng)、能耗低運(yùn)行時(shí)噪音小、安全舒適、不燃油、污染少、價(jià)格便宜等長(zhǎng)處。并且它選用選用高架方法，占用的犁地很少。磁懸浮列車(chē)意味著這些火車(chē)運(yùn)用磁的基本原理懸浮在導(dǎo)軌上來(lái)替代舊的鋼輪和軌跡列車(chē)。磁懸浮技能運(yùn)用電磁力將整個(gè)列車(chē)車(chē)廂托起，擺脫了厭煩的摩擦力和令人不快的鏘鏘聲，完成與地面無(wú)觸摸、無(wú)燃料的快速“飛翔”。
磁懸浮列車(chē)是自大約200年前斯蒂芬森的“火箭”號(hào)蒸氣機(jī)車(chē)面世以來(lái)鐵路技能最底子的打破。磁懸浮列車(chē)在今天看好像仍是一個(gè)新鮮事物，其實(shí)它的理論預(yù)備已有很長(zhǎng)的前史。磁懸浮技能的研討源于德國(guó)，早在1922年德國(guó)工程師赫爾曼·肯佩爾就提出了電磁懸浮原理，并于1934年申請(qǐng)了磁懸浮列車(chē)的專(zhuān)利。進(jìn)入70年代今后，跟著國(guó)際工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷加強(qiáng)，為進(jìn)步交通運(yùn)輸能力以習(xí)慣其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，德國(guó)、日本、美國(guó)、加拿大、法國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開(kāi)端謀劃進(jìn)行磁懸浮運(yùn)輸體系的開(kāi)發(fā)。
我國(guó)上海就有一條，并且是目前國(guó)內(nèi)唯一一條磁懸浮列車(chē)線?。?！
釹鐵硼的運(yùn)用
我國(guó)釹鐵硼磁體運(yùn)用狀況如下，高技能產(chǎn)品范疇的運(yùn)用占37%，如核磁共振成像儀(MRI)、手機(jī)振蕩、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器音圈(VCM)、光盤(pán)(DVD、CD-ROM)驅(qū)動(dòng)器主軸、電動(dòng)工具、電動(dòng)車(chē)、變頻空調(diào)的發(fā)動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)中低檔產(chǎn)品范疇的運(yùn)用占63%，如音響器材、磁吸附器材、磁選器、磁化器。
電磁鐵
界說(shuō)
內(nèi)部帶有鐵芯的、運(yùn)用通有電流的線圈使其像磁鐵一樣具有磁性的設(shè)備叫做電磁鐵(electromagnet)。一般制成條形或蹄形。鐵芯要用簡(jiǎn)單磁化，又簡(jiǎn)單消失磁性的軟鐵或硅鋼來(lái)制做。這樣的電磁鐵在通電時(shí)有磁性，斷電后就隨之消失。電磁鐵在日常日子中有極端廣泛的運(yùn)用。電磁鐵的創(chuàng)造也使發(fā)電機(jī)的功率得到了很大的進(jìn)步。
運(yùn)用
電磁鐵在日常日子中有極端廣泛的運(yùn)用。電磁鐵是電流磁效應(yīng)（電生磁）的一個(gè)運(yùn)用，與日子聯(lián)絡(luò)嚴(yán)密，如電磁繼電器、電磁起重機(jī)、磁懸浮列車(chē)等。電磁鐵能夠分為直流電磁鐵和溝通電磁鐵兩大類(lèi)型。如果依照用處來(lái)劃分電磁鐵，首要可分紅以下五種：（1）牽引電磁鐵——首要用來(lái)牽引機(jī)械設(shè)備、開(kāi)啟或封閉各種閥門(mén)，以履行主動(dòng)操控使命。（2）起重電磁鐵——用作起重設(shè)備來(lái)吊運(yùn)鋼錠、鋼材、鐵砂等鐵磁性資料。（3）制動(dòng)電磁鐵——首要用于對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)以到達(dá)精確泊車(chē)的意圖。（4）主動(dòng)電器的電磁體系——如電磁繼電器和觸摸器的電磁體系、主動(dòng)開(kāi)關(guān)的電磁脫扣器及操作電磁鐵等。（5）其他用處的電磁鐵——如磨床的電磁吸盤(pán)以及電磁振蕩器等。
原理
將螺線管通電后可發(fā)作如一磁鐵棒的磁場(chǎng)。圖中的圓圈為導(dǎo)線截面，點(diǎn)代表電流出螢?zāi)?，叉代表流入螢?zāi)唬桓郊^的橢圓圓圈是磁力線。當(dāng)直流電經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)發(fā)作磁場(chǎng)，而經(jīng)過(guò)作成螺線管（Solenoid）的導(dǎo)體時(shí)則會(huì)發(fā)作相似棒狀磁鐵的磁場(chǎng)。在螺線管的中心參加一磁性物質(zhì)則此磁性物質(zhì)會(huì)被磁化而到達(dá)加強(qiáng)磁場(chǎng)的作用。一般來(lái)說(shuō)，電磁鐵所發(fā)作的磁場(chǎng)強(qiáng)度與直流電巨細(xì)、線圈圈數(shù)及中心的導(dǎo)磁物質(zhì)有關(guān)，在規(guī)劃電磁鐵時(shí)會(huì)重視線圈的散布和導(dǎo)鐵物質(zhì)的挑選，并運(yùn)用直流電的巨細(xì)來(lái)操控磁場(chǎng)強(qiáng)度。但是線圈的資料具有電阻而約束了電磁鐵所能發(fā)作的磁場(chǎng)巨細(xì)，但隨著超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)與運(yùn)用將有時(shí)機(jī)打破現(xiàn)有的約束。
電磁鐵前史
思特金（Sturgeon）的電磁鐵。西元1825年，英國(guó)人威廉·思特金（William Sturgeon，1783年-1850年）將通有電流的金屬線環(huán)繞在絕緣的棒上，創(chuàng)造了電磁鐵。
美國(guó)人物理學(xué)家約瑟·亨利（Joseph Henry 1797年-1878年）在得知這個(gè)音訊后，在軟鐵芯上環(huán)繞密布的線圈，運(yùn)用電流不大的電池通電后，便能吸起一噸重的鐵塊。
制造
簡(jiǎn)易的克己電磁鐵：
需求漆包線、鐵釘來(lái)作其本體；電池或電源供應(yīng)器供以電流。
注意事項(xiàng)
要刮除漆包線結(jié)尾的漆，或用火燒。
要以相同的方向環(huán)繞漆包線。
要在漆包線的結(jié)尾打結(jié)綁緊。
特性
電磁鐵和永久磁鐵的兩頭磁力最強(qiáng)。
電磁鐵的磁力巨細(xì)能夠改動(dòng)。
電磁鐵的方向能夠改動(dòng)。
電磁鐵磁力能夠掌控自若。