آهنربا چگونه ساخته می شود؟

رویداد۲۴ نازنین احمدی: شاید برای شما هم پیش آمده باشد که بخواهید بدانید که آهنربا از چه موادی و چگونه ساخته می شود. این سوال یکی از سوالات ذهنی ما از همان دوران کودکی است همان سال های اولی که ما با آهنربا آشنا شدیم . در این مقاله سعی دارم به این سوال پاسخ دهم و بر سوالات ذهنی شما پایان دهم با ما همراه باشید تا با چگونگی ساخت آهنربا آشنا شویم.

برای درک این موضوع و پی بردن به نحوه ساخت آهنربا لازم است شما با میدان مغناطیسی آشنا شوید من قصد ندارم که مفاهیم فیزیکی را خیلی تخصصی بیان کنم بلکه می خواهم به زبان ساده بگویم که میدان مغناطیسی در واقع یک فضایی دور یک جسم مغناطیسی (جسمی که با خودش جریان الکتریکی حمل می کند مانند فلزی که دور آن سیم پیچ هایی است و در داخل آن برق جریان دارد) که در آن میتوانیم نیروی مغناطیسی که ناشی از این جسم است را تشخیص داد.

میدان مغناطیسی به طور طبیعی یا دور جسم وجود دارد و یا اینکه می توان با یک جریان الکتریکی آن را بر روی جسم ایجاد کرد.

واما برای پاسخ به سوال چگونگی ساخت آهنربا لازم است علاوه بر تعریف میدان مغناطیسی با مواد داخل آهنربا هم آشنا شویم.

آهنربا از چه موادی ساخته میشود؟

همه آهنرباهای دایمی دارای خاصیت و ویژگی مشترکی هستند همه آنها در ساختار اتمی خود دارای خاصیت فرومغناطیسی هستند. این خاصیت در برخی فلزاتی چون آهن، نیکل ، کبالت و ... وجود دارد پس برای ساخت آهنربا ما نیاز داریم که از موادی با این خاصیت استفاده کنیم.

البته در مقابل این مواد، موادی هم هست که می توانند موقتی دارای خاصیت مغناطیسی و در واقع دارای میدان مغناطیسی باشند این مواد دارای خاصیت دیا مغناطیس هستند و میدان در آنها از طریق یک عامل خارجی در اطراف جسم ایجاد می شود فلزاتی مانند طلا ، مس، جیوه و... . حال مواد دیا مغناطیس این خاصیت مشترک را دارند که جهت جریان میدانی که خودمان ساختیم در جهت مخالف جریان میدان خارجی این و همین عامل باعث ضعیف شدن آن می شود.

و اما یک دسته دیگر از مواد هستند که همانند گروه دیا مغناطیس هستند و میدان در آنها با عامل خارجی است نام این مواد پارامغناطیس است . تفاوت آنها این است که میدان مصنوعی آنها از نظر جهت ، هم جهت و هم راستا با جهت میدان خارجی است و همین عامل باعث تقویت میدان مغناطیسی می شود .

گروه چهارم از مواد، موادی هستند که نه خاصیت دیا مغناطیس دارند و نه خاصیت پارامغناطیس. این مواد حتی ذاتا هم دارای خاصیت مغناطیسی نیستند و از آنها نمی توان نه آهنربای دایمی و نه آهنربای موقتی ساخت.

روش های ساخت آهنربا

برای ساخت آهنربا لازم است در مورد ویژگی های آن نیز اطلاعاتی را داشته باشیم اگر با دقت به یک آهنربا نگاه کنید خواهید فهمید که آهنربا ها تمایل دارند به یک سمت حرکت کنند تصور کنید که یک آهنربا را با نخی آویزان کردید آهنربا تمایل دارد تا در سمت و جهت مشخصی بایستد شاید جالب باشد بدانید که علت این پدیده این است که کره زمین یک میدان مغناطیسی خیلی قوی است چون زمین در درون خود آهن دارد. همه آهنرباهای هم دارای دو جهت مثبت و منفی هستند. بدین ترتیب وقتی یک آهنربا در میدان مغناطیسی آزادانه رها می شود به دلیل نیروهای مغناطیسی وارده از زمین دوست دارد که در جهت میدان مغناطیسی کره زمین که بزرگتر است تغییر جهت بدهد و سر آخر همراستا با جهت میدان زمین قرار بگیرد.

برای ساخت آهنربا روش های زیادی وجود ندارد تا به امروز سه روش کلی برای ساخت آهنربا وجود دارد امید است با پیشرفت تکنولوژی بر روش های آن افزوده شود.

• روش مالش
• وجود یک جریان الکتریکی
• روش القایی

 روش مالشی

با این روش شما خیلی راحت پی خواهید برد که چگونه یک آهنربا ساخته می شود ‌. همانطور که از اسم این روش پیداست کافی است یک آهنربای واقعی داشته باشید تا با مالش دادن یک میخ فولادی و یا آهنی به آن سبب ایجاد یک آهنربای موقت شوید. در این صورت میخ آهنی شما برای دقایقی تبدیل به آهنربا می شود. نکته قابل توجه اینکه آن آهنربا از نظر قطب ها ناهمنام با قطب های آهنربای واقعی است.

روش الکتریسیته

در روش الکتریکی برای ساخت آهنربا شما نیاز به یک سری موادی دارید .

• میخ آهنی
• سیم لوله (یه سیم بلندی است که به صورت استوانه پیچیده شده است و دو سرش آزاد است)
• باتری

برای اینکه به وسیله یک جریان الکتریکی یک آهنربا بسازیم نیاز است که سیم لوله را به میخ آهنی بپیچید و دو سر آزاد این سیم لوله را به دو سر باتری وصل کنید در این صورت جریان الکتریکی از سیم لوله که رد شود، میخ آهنی شما تبدیل به یک آهنربا می شود برای اینکه بفهمید واقعا میخ تبدیل به آهنربا شده است کافی است به آن چند گیره فلزی و یا هر چیز آهنی دیگر نزدیک کنید. اگر می خواهید آهنربای شما قوی باشد باید تعداد سیم های که به دور میخ پیچیده آید را افزایش دهید و یا اینکه از باتری با ولتاژ بالا استفاده کنید تا آهنربای قوی را درست کنید.

 روش القایی مغناطیسی

من وقتی کوچکتر که بودم یک آهنربا بر می داشتم و یک سوزن به آن میچسباندم. بعد ناخداگاه سوزن دیگری به سوزن اولی می چسبید بدون اینکه سوزن دوم مستقیما به آهنربا وصل باشد، این کار برایم خیلی جالب بود و تا چندین سوزن ته گرد اینکار را انجام می دادم و در واقع سوزن اولی به دلیل میدان مغناطیسی که ایجاد شده از سوی آهنربا به آهنربا می چسبد ولی سوزن دوم دیگر آهنربا ندارد ولی این میدان از طریق القا به سوزن دوم انتقال می یابد و این خود عاملی است برای این که چندین آهنربا تولید شود.