Püsimagnet

  • Millist keha nimetatakse püsimagnetiks?
  • Kuidas kaks magnetit teineteist vastastikku mõjutavad?

Magnet

Mõni rauast keha, näiteks kompassinõel, tõmbab enda poole teisi rauast esemeid: nõelu, kirjaklambreid, raualaaste jm. Kui kompassinõel keskkohast üles riputada või teravikul tasakaalustada, pöördub see ühe otsaga põhja, teisega lõuna suunas. Selliste omadustega keha nimetatakse magnetiks.

1. Milliste omadustega keha nimetatakse magnetiks?

Tavaliselt raudvarras teisi rauast esemeid enda külge ei tõmba. Kui aga varras viia kokkupuutesse magnetiga, hakkab selle teine ots ligi tõmbama raudesemeid.

Raudvarras magneetub kokkupuutel magnetiga ja tõmbab külge raudesemeid.

Magnetiga kokkupuutuval raudvardal ilmnevad samasugused omadused nagu magnetil. Öeldakse, et kokkupuutel magnetiga rauast või terasest keha magneetub. Mõnel magneetunud raudesemel võivad magneti omadused säilida ka pärast magneti eemaldamist. Selliseid kehasid nimetatakse püsimagnetiteks.

2. Mis juhtub raud­esemega, kui see puutub kokku magnetiga?

Teatud juhtudel võib püsimagnet oma omadused kaotada ehk demagneetuda. Püsimagnet võib demagneetuda näiteks siis, kui seda tugevasti koputada või kõrge temperatuurini kuumutada.

3. Mis võib põhjustada magneti demagneetumise?

Kui asetada vardakujuline püsimagnet karpi, milles on rauatüki viilmed, ja siis magnet karbist uuesti välja võtta, katab selle otsi tihe rauapurust „habe”.

Rauapuru tõmbavad enda külge ainult magneti otsad.

Magneti keskmine osa on aga rauapurust puhas. Katsest nähtub, et magneti mõju raudesemetele ilmneb magneti otstes, magneti keskmises osas see puudub. Magneti kohti, kus selle mõju raudesemetele on kõige suurem, nimetatakse magneti poolusteks. Poolused asuvad magneti otstes. Magneti osa, kus magnetmõju puudub, nimetatakse magneti neutraalseks piirkonnaks.

Horisontaalselt rippuv sirgmagnet pöördub alati ühe otsaga põhja, teisega lõuna suunas. Poolust, mis pöördub põhja poole, nimetatakse magneti põhjapooluseks ja tähistatakse tähega N. Lõuna poole pöördunud poolust nimetatakse magneti lõuna­pooluseks ja tähistatakse tähega S. Et püsimagneti poolusi oleks lihtsam eristada, värvitakse põhjapoolus tavaliselt siniseks või mustaks, lõunapoolus aga punaseks.

4. Mida nimetatakse magneti pooluseks, mida neutraalseks piirkonnaks?

Igal magnetil on alati paarisarv poolusi. Tavaliselt on neid kaks. Mõnel eriliseks otstarbeks valmistatud magnetil võib olla ka neli, kuus või rohkem poolust. Kui püsi­magnet lõigata või murda tükkideks, on igal tükil ikka kaks poolust.

Kui magnet murda tükkideks, on igal tükil ikkagi kaks poolust.

Siiani ei ole leitud ega suudetud teha ühtegi magnetit, millel oleks ainult üks poolus.

Püsimagnetid võivad olla väga erineva kujuga. Põhiliselt kasutatakse I-kujulisi, U-kujulisi, ketta- ning rõngakujulisi magneteid. I-kujulisi magneteid nimetatakse sirg- ehk varbmagnetiteks, U-kujulisi aga hoburaud- ehk U-magnetiteks.

Sirgmagnet ja U-magnet

5. Mitu poolust on magnetil?

Magneti pooluste ja neutraalse osa mõõtmed sõltuvad magneti kujust. Peenikesel ja pikal sirgmagnetil on pooluste piirkonnad lühikesed. Selliseid püsimagneteid nimetatakse magnetnõelteks ja neid kasutatakse kompassides.

6. Millist püsimagnetit nimetatakse magnetnõelaks?

Kaks magnetit mõjutavad alati teine­teist. Kui sirgmagneti põhja­poolus lähendada teravikule paigutatud magnet­nõelale, tõukub viimase põhjapoolus sirgmagneti põhjapoolusest eemale, nõela lõunapoolus aga tõmbub sirgmagneti põhjapooluse poole. Samuti käituvad kaks teineteisele lähendatud magnetnõela, s.t vastakuti jäävad nende erinimelised poolused.

Magnetite vastas­tikmõju

Magnetite erinimelised poolused tõmbuvad, samanimelised poolused tõukuvad. Magneetumata raud­esemeid tõmbavad aga magneti mõlemad poolused.

7. Kuidas mõjutavad teineteist kaks magnetit?

Kasulik teada!

Püsimagneteid valmistatakse spetsiaalsetest terasesortidest ja mitmesugustest sulamitest. Sulamites kasutatakse nii magnetilisi metalle – rauda, koobaltit ja niklit – kui ka metalle, millel magnetomadused puuduvad – alumiiniumi, magneesiumi, titaani jt. Sulamitele antakse nimi tavaliselt nende koostise järgi. Näiteks koosneb sulam alsifer alumiiniumist (Al), ränist (Si) ja rauast (Fe). Elektroonikaseadmetes kasutatakse väga palju mittemetallilisi magnetmaterjale – ferriite. Ferriidid koosnevad tavaliselt raud(II)oksiidist, millele on lisatud mingi kahevalentse metalli ioone (tavaliselt Ni2+ või Mn2+ või Co2+ või Zn2+). Ülitugevad püsimagnetid on neodüümmagnetid, mis on valmistatud raua, neodüümi ja boori sulami (Nd2Fe14B) baasil. 

Väikestest neodüümmagnetitest on moodustatud „lilleõis”.
Neodüümmagnetiga võib tõsta magneti massist üle tuhande korra suurema massiga kehi. Alumise terassfääri mass on 196 grammi. Seda hoiab 4 mm läbimõõdu ja 1,5 mm paksusega neodüümmagnet massiga 0,143 grammi.

Küsimused

  • Jah, sest muidu ei tõmbuks varda ots magneti poole.
  • Ei, sest muidu tõmbuks varda ots ainult magneti ühe pooluse poole.
  • Jah, murdekohad muutuvad magneti poolusteks.
  • Ei, sest murdekoht on neutraalses piirkonnas.
  1. Ühel varbmagnetil on poolused märgistatud, teisel märgis­ta­mata. Kuidas teha kindlaks teise magneti poolused?
  2. Kaks ühesugust kõrvuti olevat õmblusnõela pannakse otsa­pidi varbmagneti ühe pooluse vastu. Mis asendi võtavad nõelad pärast käe eemaldamist?
  3. On kaks täpselt ühesuguse välimusega raudvarrast. Üks neist on magneeditud, teine mitte. Kuidas teha muid vahendeid kasutamata kindlaks, kumb neist on magneeditud?