Недавно в Telegram-канале проекта мы начали обсуждать интересный вопрос - что будет, если сломанный постоянный магнит попробовать "соединить обратно"?
Известно, что при разделении постоянного магнита на части, каждая часть приобретает собственные полюса и домены вновь ориентируются таким образом, что инициируют появление магнитного поля. Более того, магнит можно измельчать практически бесконечно и каждая получившаяся частичка будет обладать собственным полем. А как бы всё это соединить обратно?
Откуда вообще появляется магнитное поле?
Для начала давайте разберемся, по какой причине в постоянном магните формируется магнитное поле. Сильно упростим описание, чтобы вычленить самое главное и не тратить время на сложные формулировки.
Согласно некоторым представлениям все тела состоят из атомов. В случае постоянного магнита уместно сравнивать конструкцию материала с конструкцией обычного металла, где есть кристаллическая решётка и атомы расположены в узлах этой решетки.
Считается, что атомы состоят из ядра и электронов, которые вращаются вокруг этого ядра (правда правильнее было бы ориентироваться на атом Шрёдингера, но это отдельная песня). Поскольку электрон перемещается, то вокруг него образуется электро-магнитное поле. Каждый электрончик формирует собственное магнитное поле вокруг себя, перемещаясь в пространстве.
Электронов очень много. Если сонаправить движение множества электронов, то сформируется приличное суммарное магнитное поле. Группы таких электронов с одним направлением движения формируют магнитные домены. Они отвечают за формирование южного и северного полюсов постоянного магнита.
Что будет, если сломать магнит?
Если измельчить постоянный магнит, то у каждого кусочка сформируется собственное магнитное поле. Причём, мельчить магнит можно смело даже до кусочков, размер с один атом. Ведь у этого атома останутся электроны.
Направление поля определит тот же принцип - электроны выстраиваются в некоторой последовательности и направления их движения совпадают.
Если сломать постоянный магнит на две части, то расположение полюсов полностью повторит исходный вариант.
Получится ли соединить магнит обратно?
Теперь представим обратную ситуацию. У нас есть два обломка постоянного магнита и мы хотим их соединить. Пусть исходный магнит имел стержневидную форму. Что будет происходить с общим полем и структурой после разъединения и дальнейшего соединения?
Из практики очевидно, что на каждом из концов сформируется противоположные полюса. Наверняка вы помните это, так как в детстве все любили поиграться с магнитиками.
Мы соединим два осколка магнита друг с другом и по старому доброму правилу "противоположности притягиваются", осколки магнита вновь скрепятся и будут удерживаться общим магнитным полем рядом.
Эти осколки можно соединить с помощью, например, эпоксидного клея. Тогда они не будут разваливаться. Можно использовать и прочие способы механического соединения сломанного магнита.
Во всех случаях формируется общее магнитное поле, которое повторит (или практически повторит) форму исходного поля большого магнита. Направление движения частиц на осколках вновь совпадёт и получится, что силовые магнитные линии станут близкими к исходным. Почему близкими? По той причине, что некоторое количество материала, которое можно было бы эффективно использовать или потеряется в виде осколков, или будет заменено прослойкой воздуха.
Зато вот "бесшовное" склеивание вызывает множество вопросов. Чтобы "склеить" магнит, его нужно переплавить или соединить материалом, способным в точности повторить исходную структуру магнита и имеющим хорошую адгезию к осколкам. Напрашивается решение - сваривать, паять или переплавлять.
Переплавлять магнит - это особое удовольствие. При достижении температуры Кюри магнит размагнитится и даже если получится изготовить качественный расплав, то изделие из этого расплава потеряет магнитные свойства.
Практически всегда в природе магнит получает свою намагниченность благодаря попаданию во внешнее магнитное поле. Мы на практике делаем тоже самое - при изготовлении магнит просто намагничивают сильным внешним полем.
По сути дела, материал, который потом станет магнитным во внешнем поле, отличается только лишь специфической структурой, способной в дальнейшем выстроиться правильным образом. Про это есть полезная статья на канале.
Аналогичная ситуация и с попыткой, например, сваривать осколки магнита или сплавлять их друг с другом. Это всегда повышение температуры. Правда проще тут тем, что воздействие локальное. Ну а у двух осколков уже есть собственное магнитное поле и при правильном выборе присадок (в случае сварки или пайки) размагниченная область быстро "наберет" поле.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!