Magnetism

Permanent magnet Permanent magnet består av magnetiska material som t.ex magnetit.

Magnetit innehåller järnatomer som var och en är en liten magnet.

Dessa kan i ett yttre magnetfält ställa in sig i samma riktning och bilda en permanentmagnet

Runt magneten finns ett magnetfält

www.gcsescience.com/a/pme1.htm

Storheter och enheter • Fältetstyrka (flödestäthet) B (T, Tesla = (Vs/m 2 )

2007 Aston University, Aston Triangle, Birmingham, B4 7ET

MRI Magnetic Resonance Imaging (1,5 T) memorylossonline.com/glossary/images/mri.jpg

Magnetfält i bostaden • Genomsnittliga magnetfält i bostader uppgår i storstader till ungefär 0,1 μT och i mindre tätorter ungefär 0,05 μT.

• Under de största kraftledningarna (400 kV) ligger fälten på 10 – 20 μT.

Permeabilitet ( m) (=genomtränglighet) Luft har m 0 = 4  10 -7 Vs/Am • Ferromagnetiska m r >> 1 (Fe- och Co föreningar) oparade e • Paramagnetiska m r > 1 (Mg, Al, Na, ...) några parade e • Diamagneiska m r < 1 (Au, Ag, ...) ej parade e

Susceptibilitet (=”magnetisk påverkan av yttre fält”) • För para- och diamagnetiska material är susceptibiliteten linjärt prop. mot pålagt magn.fält men liten (10 -3 resp -10 -5 ) • För ferromagneter är susceptibiliteten positiv och (hysteres).

v

m kan vara 10 3 till 10 och av materialets tidigare historia 5 . Den är beroende av det pålagda fältet

Permanentmagnet (ferromagnet)

Hysteres-slinga Hystereskurva med magnetisk flödestäthet B som funktion av magnetisk fältstyrka H. Arbetspunkten för en permanentmagnet markeras med A.

Nationalencyklopedin och Språkdata (ordboksartiklar) 2007

Andra typer av magneter • • • Ferrimagneter: t.ex magnetiska oxider med lägre nettomagnetfält då förekommer både parallella och antiparallella strukturer .

Paramagneter: bl.a. alla atomer och molekyler som har udda antal elektroner.

Diamagneter: magnetiseras i motsatt riktning mot pålagt magnetfält. Kan användas till superledare.

Curie temp. där magnetiseringen upphör

Krafter i magnetfält ferro- och paramagnetiskt material

Diamagnetiskt material

Superledare • Material med resitiviteten 0 och därmed ledingsförmågan oändlig. Perfekt diamagnet.

• I praktiken de flesta ämnen ner mot absoluta nollpunkten (0 K), Flytande helium används för kylning.

• Nb 3 Ge är ett ämne som är supraledande vid 23,2 K (- 250 0 C)

Gastrointestinalt Diamagnetiskt kontrastmedel Ett materials diamagnetism uppstår endast i närvaro av ett externt pålagt magnetfält. Diamagnetiska kontrastmedel är komplex i vilka metalljon (t.ex. Zn, Bi och Ca) är diamagnetiska. Potentiella diamagnetiska material i mag-MRI

Permanentmagneter (Ferromagneter)

Elektromagneter

Influens Remanens

Influens

gör att magnetfältet förstärks, av den magnetiserade järnstaven Om järnstaven är magnetiserad även om det yttre magnetfältet försvinner kallas det

remanens

Elektromagnet Runt en ledare som leder ström uppstår ett magnetfält. B I Storleken på magnetfältet beror på B avståndet d till ledaren och strömmen I.

Skruvregeln Den elektriska strömmen ger upphov till ett magnetfält som är vinkelrätt mot strömriktningen.

Tummen är i strömriktningen

Magnetfältet runt en elektrisk ledare Fältstyrka kring en rak ledare:

B = k 2I d

I

k=

m

0 4

 m

0 = 4



10 -7 N/A 2

d Fältstyrkan avtar med avståndet från ledaren

Storheter och enheter

magnetiskt flöde,

U

magnetiskt flöde,

F

magnetisk flödestäthet, B remanent flödestäthet, B r magnetisk fältstyrka, H magnetisering, M magnetisk polarisation, J permeabilitet,

m

permeabilitet för vakuum (fria rymden),

m

0, relativ permeabilitet,

m

r magnetisk susceptibilitet,

c

m induktans weber, Wb, voltsekund, Vs Weber, Wb (Vs) tesla, T (Vs/m 2 ) tesla, T ampere per meter, A/m ampere per meter, A/m tesla, T Vs/Am (henry per meter, H/m) 4·



·10 –7 Vs/Am (H/m) dimension 1 dimension 1 ,

m

r = 1 +

c

Henry, H (Vs/A)

Relä strömstyrd strömbrytare

Magnet som sensor