Kodėl magnetai veikia geriau, kai jie yra šalti?

Padidinti magnetų efektyvumą, nesvarbu, ar jie yra žmogaus pagaminti superlaidūs magnetai, ar geležies gabalus, galima pasiekti pakeitus medžiagos ar prietaiso temperatūrą. Suprasti elektronų srauto ir elektromagnetinės sąveikos mechaniką mokslininkai ir inžinieriai gali sukurti šiuos galingus magnetus. Neturint galimybės pagerinti magnetinius laukus mažinant temperatūrą, naudingų didelės galios magnetų, tokių, kokie naudojami MRT aparatuose, būtų nepasiekiama.

Dabartinis

Judantį krūvį apibūdinantis parametras vadinamas srove. Magnetinis laukas susidaro, kai srovė juda per medžiagą. Padidinus srovę, susidaro galingesnis magnetinis laukas. Daugumai medžiagų judanti įkrauta dalelė yra elektronas. Kai kurių magnetų, pavyzdžiui, nuolatinių magnetų, atveju šie judesiai yra labai maži ir vyksta medžiagos atomuose. Elektromagnetuose judėjimas įvyksta elektronams einant per vielinę ritę.

Didėjanti srovė

Padidinus arba dalelės krūvį, arba greitį, kuriuo ji juda, padidėja srovė. Negalima daug padaryti, kad padidintų ar sumažintų elektrono krūvį - jo vertė yra pastovi. Tačiau tai, ką galima padaryti, padidina elektrono judėjimo greitį, ir tai galima pasiekti sumažinus pasipriešinimą.

Pasipriešinimas

Pasipriešinimas, kaip rodo žodis, trukdo srovės srautui. Kiekviena medžiaga turi savo atsparumo vertę. Pavyzdžiui, varis naudojamas elektros laidams, nes jis turi labai mažą varžą, o medžio luitas turi labai didelį atsparumą ir daro blogą laidininką. Lengviausias būdas pakeisti medžiagos atsparumą yra pakeisti jos temperatūrą.

Temperatūra

Atsparumas tiesiogiai priklauso nuo temperatūros - kuo žemesnė medžiagos temperatūra, tuo mažesnė varža. Šis efektas padidina srovę, taigi ir magnetinio lauko stiprumą. Laidžių medžiagų temperatūros sumažinimas yra lengviausias ir efektyviausias būdas pagaminti galingus magnetus, naudojamus šiandien.

Superlaidininkai

Kai kurių medžiagų temperatūra yra tokia, kad atsparumas sumažėja beveik iki nulio. Tai daro srovę beveik tiksliai proporcingą įtampai ir sukuria labai stiprius magnetinius laukus. Šios medžiagos yra žinomos kaip superlaidininkai. Pasak „Physics for Scientist and Engineers“, žinomas šių medžiagų sąrašas skaičiuojamas tūkstančiais. Remiantis šiuo principu, Nijmegeno (Nyderlandai) Radboudo universiteto didelio magnetinio lauko laboratorija valdo magnetą, kuris yra toks galingas, kad paprastai nemagnetiniai objektai, pvz., varlė, gali būti skleidžiami magnetiniu būdu srityje.

  • Dalintis
instagram viewer