اجسام فرومغناطیس

مفاهیم پایه:

اجسام فرومغناطیس ، مواد پارامغناطیس و مواد دیامغناطیس نه فقط با قرار گرفتن در داخل سیم لوله مغناطیده می شوند بلکه به طور کلی هر ماده ای با قرار گرفتن در میدان مغناطیسی مغناطیده می شود. در تمام موارد ، میدان مغناطیسی ناشی از مغناطش ماده با میدان مغناطیسی ای که قبل از وارد کردن ماده وجود داشته است جمع می شود. در نتیجه ، میدان مغناطیسی تغییر می کند.

مواد فرو مغناطیس در میدان مغناطیسی خارجی:

هرگاه مواد فرومغناطیس ، به ویژه آهن ، را وارد میدان مغناطیسی کنیم، شدیدترین تغییر رخ می دهد. به این دلیل مساله ترکیب میدان های تولید شده با آهنرباهای دائمی عملا پیچیده است. وارد کردن آهنربای قوی دوم نه تنها به اندر کنش میدان آن با میدان آهنربای اول منتهی نمی شود بلکه آنرا وا می پیچاند.

تغییر میدان مغناطیسی در مجاورت اجسام فرومغناطیس بهتر است به کمک نقش میدان درست شده با براده های آهن ملاحظه شود. تغییرات مشاهده شده در میدان مغناطیسی را که قبلا یکنواخت بوده است پس از وارد کردن یک تکه آهن واپیچش های زیادی دارد. میدان دیگر یکنواخت نمی ماند و حضور آهنربای دوم قدری خطوط میدان و آرایش براده ها را پیچیده می کند. میدان در بعضی جاها تقویت و در جاهای دیگر تضعیف می شود.

کاربردهای عملی حفاظت مغناطیسی:

• هنگامی که روی کشتی های مدرن قطب نما نصب کردند ، ناچار شدند روی قرائت قطب نما تصحیحاتی انجام دهند. این تصحیحات را کشتی و آرایش قسمتهای مختلف کشتی و محل قرار گرفتن قطب نما روی آن تعیین می کرد این تغییرات به درجه فولاد به کار رفته در ساخت کشتی نیز وابسته است.
• کشتی هایی که برای ماموریت های تحقیقاتی میدان مغناطیسی زمین ساخته می شوند از جنس چوب هستند نه فولاد ، و برای چفت و بست تخته بندی پهلو ها پیچ های مسی به کار می برند تا از بروز آثار مغناطیس و انحرافات مربوطه جلوگیری بعمل آید.

کره تو خالی در میدان مغناطیسی:

نقشی که از وارد کردن یک ظرف آهنی بسته مثل یک کره تو خالی ، در میدان مغناطیسی دیده می شود از نظر کاربردهای عملی بسیار جالب است. در نتیجه اندر کنش میدان مغناطیسی خارجی و میدان کره آهنی مغناطیده ، میدان در داخل کره تقریبا به صفر می رسد. این اثر را برای ایجاد حفاظت مغناطیسی ، یعنی حفاظت دستگاه های اندازه گیری و غیره ، و از اثر میدان های مغناطیسی خارجی به کار می برند.

تفاوت حفاظ مغناطیسی با الکتروستاتیکی:

نقش مشاهده در حفاظ مغناطیسی به حفاظ الکتروستاتیکی به کمک محفظه رسانا شبیه است ولی ، این پدیده در اصل با آن فرق دارد. در مورد حفاظ الکتروستاتیکی ، دیوارهای فلزی را می توان تا حد ممکن ، نازک انتخاب کرد. مثلا ، کافی است برای حذف نفوذ میدان به داخل ، سطح ظرف شیشه ای را نقره اندود کرد، زیرا میدان در سطح فلز پایان می یابد. ولی ، در مورد میدان مغناطیسی ، دیواره های نازک آهنی فضای درون را حفظ نمی کند.

میدان مغناطیسی از داخل آهن می گذرد، و داخل ظرف میدان وجود دارد. فقط دیواره های آهنی به قدر کافی کلفت می توانند میدان را داخل کاواک تا آن حد تضعیف کنند که حفاظ مغناطیسی معنای علمی پیدا کند، هر چند به این طریق میدان مغناطیسی به کلی از بین نمی رود. در این حالت ، ضعیف شدن میدان مغناطیسی نتیجه پایان گرفتن آن روی سطح آهن نیست. خطوط میدان مغناطیسی پایان نمی یابد بلکه در هنگام گذر از آهن نزدیکتر به هم باقی می مانند. با ترسیم کردن توزیع خطوط میدان مغناطیسی در بدنه آهنی و در حفره درون آن نقش راستای خطوط میدان است نه پایان یافتن