0

آهن ربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

آهن ربا آهن ربای الکتریکی کاربرد آهن ربا کاربرد اهن ربای الکتریکی ساخت آهن ربا آهن ربا الکتریکی
ثبت شده 3 سال پیش توسط امیر امانی ویرایش شده در 1400/3/13

چجوری آهن ربای الکتریکی بسازیم و گه کاربردی دارند؟

آهن ربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

1 جواب

0
3 سال پیش توسط: پریسا قلی زاده

آهنربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

۲۹ بهمن ۱۳۹۹

 خواندن این مطلب 4 دقیقه زمان میبرد

آهنربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

 آهنربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

آهنربای الکتریکی نوعی آهنربا است که در میدان مغناطیسی توسط جریان الکتریکی تولید می شود. این آهنربا از یک سیم پیچ تشکیل شده که جریان عبوری از آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که در  حفره داخلی ایجاد شده و به سمت مرکز سیم پیچ است. با خاموش شدن جریان ، میدان مغناطیسی از بین می رود. در این آهنربا سیم ها اغلب در اطراف یک هسته مغناطیسی ساخته شده از یک ماده فرومغناطیسی مانند آهن پیچیده می شوند. هسته مغناطیسی شار مغناطیسی را متمرکز کرده و یک آهنربا قدرتمندتر می سازد.

مزیت اصلی آهنربا الکتریکی نسبت به آهنربا دائمی این است که می توان با کنترل میزان جریان الکتریکی در سیم پیچ ، میدان مغناطیسی را به سرعت تغییر داد. با این حال ، بر خلاف آهنربای دائمی که به هیچ نیرویی احتیاج ندارد ، آهنربای الکترومغناطیسی برای حفظ میدان مغناطیسی نیاز به جریان مداوم دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

تاریخچه تولید آهنربای الکتریکی

هانس کریستین ارستد دانشمند دانمارکی در سال ۱۸۲۰ کشف کرد که جریان های الکتریکی باعث ایجاد میدان های مغناطیسی می شوند. ویلیام استورجون ، دانشمند انگلیسی ، آهن ربای الکتریکی را در سال ۱۸۲۴ اختراع کرد.

اولین آهن ربای الکتریکی وی یک قطعه آهن نعل اسبی بود که با حدود ۱۸ دور سیم مس برهنه پیچیده شده بود (سیم عایق شده هنوز وجود نداشت). او آهن را روکش زده بود تا نسبت به سیم پیچ ها عایق بندی شود. با عبور جریان از سیم پیچ ، آهن مغناطیسی شده و سایر قطعات آهنی را به خود جلب می کرد. وقتی جریان متوقف می شد ، مغناطیس نیز از دست رفت. آهنرباهای استورجون ضعیف بودند زیرا سیم های غیرعایق بندی شده فقط  می توانست لایه خارجی را پوشش دهد و همین مسئله تعداد دورها را کاهش می داد.

از سال ۱۸۳۰ ، جوزف هنری دانشمند آمریکایی به طور سیستماتیک مغناطیس الکتریکی را بهبود بخشید و رواج داد. وی با استفاده از سیم عایق بندی شده توسط نخ ابریشم  و الهام گرفتن از شوایگر که از چندین دور سیم برای ساخت گالوانومتر استفاده کرده بود، توانست چندین لایه سیم را روی هسته ها بپیچاند  و آهنرباهای قدرتمندی با هزاران دور سیم ایجاد کند که می توانست ۲،۰۶۳ پوند (۹۳۶ کیلوگرم) را تحمل کند. اولین استفاده عمده برای آهنرباهای الکتریکی در صدا دهنده های تلگراف بود.

تئوری حوزه مغناطیسی نحوه کار هسته های فرومغناطیسی اولین بار در سال ۱۹۰۶ توسط فیزیکدان فرانسوی پیر-ارنست ویس مطرح شد و نظریه مکانیکی کوانتومی مدرن فرومغناطیس در دهه ۱۹۲۰ توسط ورنر هایزنبرگ ، لو لاندو ، فلیکس بلوخ و دیگران ارائه شد.

آهنربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

آهنربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

کاربرد آهنربای الکتریکی چیست؟

این آهن ربا به طور گسترده ای به عنوان اجزای وسایل الکتریکی مانند موتورها ، ژنراتورها ، ابزار های الکترومکانیکی ، رله ها ، بلند گوها ، دیسک های سخت ، دستگاه های MRI ، ابزارهای علمی و تجهیزات جداسازی مغناطیسی استفاده می شود. آهن ربای الکتریکی در صنعت برای جمع آوری و جابجایی اجسام سنگین آهنی مانند قراضه آهن و فولاد استفاده می شود.

خطوط نیروی اطراف آهنربای الکتریکی چه شکلی است؟

میدان مغناطیسی که یک آهنربای الکتریکی تولید می‌ کند قطب شمال و جنوب مشخصی دارد و شار مغناطیسی آن متناسب با جریانی است که از سیم ‌پیچ عبور می کند.

بنابراین اگر دورهای سیم ‌پیچ را افزایش دهیم ولی جریان را تغییر ندهیم شدت میدان مغناطیسی زیاد افزایش خواهد یافت. بنابراین مقدار شار موجود در هر مدار مغناطیسی با جریان و تعداد دورهای سیم‌ پیچ متناسب است.

بنابراین نیروی محرکه مغناطیسی به صورت حاصل ضرب جریان (I) در تعداد دور سیم پیچ (N) تعریف می ‌شود این رابطه به عنوان نیروی محرکه مغناطیسی یا mmf مشهور است و به صورت زیر تعریف می‌ شود:

mmf=I×N

در این رابطه باید بدانید اگر دو رسانای حامل جریان در مجاورت هم قرار داشته باشند میدان‌ های مغناطیسی بر اساس جهت جریان دو رسانا مشخص می ‌شوند و بردار حاصل از دو میدان نیروی مکانیکی را به دو هادی وارد می ‌کند. اگر جریان در دو هادی هم جهت باشد میدان بین آنها ضعیف خواهد بود و منجر به جاذبه می شود.

برعکس اگر جریان ها در جهت مخالف باشند میدان بین آنها تشدید شده و هادی ‌ها یکدیگر را دفع می ‌کنند. شدت این میدان در اطراف هادی متناسب با فاصله است و با دور شدن از آن کاهش می یابد‌.

شدت میدان مغناطیسی در یک آهنربای الکتریکی

بر اساس فرمول ارائه شده ، شدت میدان مغناطیسی (H) که به آن نیروی مغناطیس ‌کننده نیز می ‌گویند، برای یک هادی خط راست طویل حامل جریان ، متناسب با جریان موجود در هادی و فاصله از آن است.

لازم به ذکر است که شدت میدان مغناطیسی در یک سیم ‌پیچ به تعداد دور سیم در سیم‌ پیچ ، مقدار جریان عبوری از آن و جنس هسته بستگی دارد. موادی که به عنوان هسته در مرکز سیم‌ پیچ استفاده می شوند اثر قابل ملاحظه ‌ای بر شدت میدان مغناطیسی دارد.

مثلا اگر یک ماده غیر مغناطیسی مثل چوب استفاده شود برای محاسبه آن می ‌توان آن را فضای آزاد فرض کرد چرا که نفوذپذیری مغناطیسی آن قابل چشم پوشی است ولی اگر هسته از مواد فرومغناطیس مانند آهن،‌ نیکل و یا آلیاژی از این فلزات باشد، چگالی شار مغناطیسی اطراف سیم ‌پیچ تغییرات قابل توجهی دارد.

آهنربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

آهنربای الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟

نفوذپذیری یک آهنربای الکتریکی چگونه است؟

شدت ربایش در این آهنربا با نوع هسته بکار رفته در سیم ‌پیچ در ارتباط است که ناشی از تعداد خطوط شاری است که از هسته مرکزی عبور می کند. اگر ماده مغناطیسی موجود در هسته نفوذ پذیری بالایی داشته باشد، تراکم خطوط شار بالا است. از نفوذپذیری(μ)  به عنوان معیاری برای سنجش مغناطش هسته استفاده می شود.

ثابت نفوذپذیری خلأ، به صورت ۷- μ۰=۴π×۱۰ تعریف می‌ شود. این ثابت، به عنوان یک مرجع در تمام محاسبات در نظر گرفته می‌‌ شود. از آنجاییکه استفاده از مقدار مطلق نفوذ پذیری مغناطیسی برای هسته ‌های آهنی، فولادی و یا آلیاژهای آنها نیازمند محاسبات طولانی است برای این مواد از نفوذ پذیری مغناطیسی نسبی استفاده می شود.

نفوذ پذیری نسبی  (μr)، حاصل تقسیم نفوذ پذیری مطلق (μ) بر نفوذ پذیری خلأ (μ۰) است و به صورت زیر تعریف می‌ شود:

این عدد برای خلأ ۱ است. موادی که نفوذ پذیری آنها اندکی کمتر از نفوذ پذیری خلأ است نسبت به میدان ‌های مغناطیسی ، مغناطیس ‌پذیری ضعیف و منفی دارند و به آنها دیامغناطیس گفته می شود. مواد با نفوذ پذیری اندکی بیشتر از خلأ پارامغناطیس نامیده می شوند.

فرومغناطیس به موادی گفته می شود که می توان آنها را مغناطیده کرد. استفاده از این مواد در مدار مغناطیسی باعث متمرکز شدن و چگال‌ تر شدن شار در مرکز سیم ‌پیچ و تقویت میدان مغناطیسی می شود.

روش ساخت آهنربای الکتریکی در خانه

شما به راحتی می توانید با پیچیدن سیم به دور یک میخ بزرگ از جنس آهن نرم و وصل کردن آن به باتری، آهنربای الکتریکی بسازید. اگر تعداد دور سیم‌ پیچ را زیاد کنید آهنربای قوی ‌تری خواهید داشت که اجسام را خیلی بیشتر جذب می کند.

دید کلی :


بیشتر کاربردهای فنی آهنربای الکتریکی بر توانایی جذب و نگهداری اجسام آهنی مبتنی است. در این کاربردها نیز آهنربای الکتریکی نسبت به آهنرباهای دائمی امتیازهای چشم گیری دارند. زیرا تغییر جریان داخلی آهنربای الکتریکی تغییر سریع نیروی بالابرنده آن را امکان پذیر می‌سازد.
 

نیروی آهنربایی :


نیرویی که در آهنربایی با آن اجسام آهنی را جذب می‌کند با افزایش فاصله بین آهنربا و آهن به تندی کاهش می‌یابد. به این دلیل ، نیروی بالابرنده آهنربای الکتریکی ، معمولا با نیرویی معین می‌شود که بر آهن واقع در مجاورت بلافصله خود وارد می‌کند. به عبارت دیگر ، نیروی بالابرنده یک آهنربا مساوی نیرویی است که برای جدا کردن آن تکه تمیزی از آهن صاف که جذب آن شده لازم است.
 

آهنربای الکتریکی با نیروی بالا برندگی زیاد :


برای بدست آوردن آهنربای الکتریکی با نیروی بالا برنده تا حد امکان زیاد ، باید سطح تماس بین قطبهای آهنربا و جسم آهنی جذب شده (معروف به جوشن) را افزایش داد، و سعی کرد تا تمام خطوط میدان مغناطیسی فقط از آهن بگذرد، یعنی تمام فواصل هوا یا شکاف‌های بین جوشن و قطب‌های آهنربا حذف شوند. برای این منظور باید سطوح قوه تغذیه می‌شود می‌تواند باری به جرم 80 تا 100Kg را نگه دارد.
 

کاربرد آهنرباهای الکتریکی با نیروی بالا برندگی زیاد :


از آهنرباهای با نیروی بالابرهای بزرگ در مهندسی برای مقاصد گوناگونی استفاده می‌شود. مثلا ، جرثقیلهایی که با آهنربای الکتریکی کار می‌کنند، در کارخانه‌های استخراج فلز و فلزکاری برای حمل تکه‌های آهن یا ادوات که باید روی آن آشکار شود جذب آهنربای الکتریکی نیرومندی می‌شود. کافی است که جریان را وصل کنیم تا جسم در هر وضعی بر میز کار ثابت شود، یا جریان را قطع کنیم تا جسم رها شود.

برای جدا کردن مواد مغناطیسی از اجسام غیر مغناطیسی ، نظیر جداسازی سنگ‌آهن از کلوخ «جداسازی مغناطیسی) ، جدا کننده‌های مغناطیسی به کار می‌روند، که در آنها ماده‌ای که باید تصفیه شود از میدان مغناطیسی نیرومند آهنربای الکتریکی می‌گذرند. این میدان تمام ذرات مغناطیسی را از ماده جدا می‌کند.

 

آهنربای الکتریکی پیشرفته :


اخیرا آهنرباهای الکتریکی پرقدرت با سطوح عظیم قطبها کاربردهای مهمی در ساختمان شتابدهنده‌ها یافته‌اند، یعنی وسایلی که در آنها ذرات باردار الکتریکی الکترونها و پروتونها) تا سرعتهای بسیار بالایی که به انرژی 108 تا 109 الکترون ولت مربوطند، شتاب داده می شوند. باریکه هایی از چنین ذرات که با سرعت بسیار زیادی حرکت می‌کنند ابزار عمده ای برای بررسی ساختار اتمی‌اند. آهنرباهایی که در این وسایل به کار می‌روند حجم‌های عظیمی دارند.
 

آهنرباهای الکتریکی با قطب های مخروط ناقص :


وقتی که لازم باشد میدان مغناطیسی بسیار نیرومندی را فقط در ناحیه کوچکی بدست می‌آوریم، آهنرباهای الکتریکی با قطب‌هایی به شکل مخروط ناقص به کار می‌روند. آن گاه در فضای کوچک بین آنها میدانی با القای مغناطیسی با 5T را می‌توان به آسانی به دست آورد. چنین آهنرباهای الکتریکی‌ای عمدتا در آزمایشگاه‌های فیزیک برای آزمایش‌هایی با میدان مغناطیسی نیرومند به کار می روند.
 

کاربردهای پزشکی آهنرباهای الکتریکی :


انواع دیگر آهنربای الکتریکی نیز برای مقاصد خاصی طراحی شده اند. مثلا ، پزشک‌ها برای خارج کردن براده‌های آهن که تصادفی وارد چشم شده باشند از آهنربای الکتریکی استفاده می‌کنند. برای خارج ساختن سوزن و سایر اشیا تیز فرو رفته در پا و سایر اعضای بدن از آهنرباها استفاده می‌شود.
 

 

بلندگوها

بلندگوها در تلویزیون، کامپیوتر ها و دیگر دستگاه های صوتی کاربرد دارند. در شکل زیر اجزای بلندگو نشان داده شده است. هنگامی که جریان الکتریکی گذرنده از آهن ربا تغییر می کند این امر سبب می شود قسمت مخروطی بلندگو مرتعش شوده و تولید امواج صوتی کند.

 

 

 

جرثقیل ها

جرثقیل ماشین هایی هستند که برای بلند کردن اشیاء سنگین به کار می روند. در این ماشین ها از آهن ربای الکتریکی استفاده شده است این آهن ربا به قدری قوی است که تولید میدان مغناطیسی زیادی کرده و می تواند اشیا سنگین آهنی را به سمت خود جذب کرده و به راحتی بلند کند.

 

 

قفل های الکتریکی

در قفل های باز و بسته کردن درب منازل از آهن رباهای الکتریکی قوی استفاده می شود. این آهن ربا با یک صفحه مغناطیسی در ارتباط است هنگامی که جریان الکتریکی از این آهن ربا می گذرد باعث باز و بسته شدن درب می شود.

کاربرد آهن رباهای الکتریکی

 

قطارهای سریع السیر

در این قطارها به جای چرخ در زیر آن ها از آهن ربا استفاده شده است و توسط نیروی الکترومغناطیسی حرکت می کنند. در مسیر حرکت این قطار ها آهن ربای الکتریکی وجود دارد، وقتی جریان از این آهن ربا می گذرد جریان الکتریکی را القا می کند که باعث حرکت قطار می شود. مزیت این قطارها در این است که چون چرخ ندارند از نیروی اصطکاک میان آن ها صرف نظر می شود و در نتیجه می توانند با سرعت بالایی حرکت کنند.

 

 

دستگاه ضبط صوت

دستگاه ضبط صوت از آهن ربای الکتریکی که میدان های مغناطیس متفاوتی تولید می کند ساخته شده است در کنار این آهن ربا ذرات ریز آهن وجود دارد. هنگامی سیگنال های الکتریکی از آهن ربا می گذرند باعث می شود ذرات ریز آهن در راستاهای مختلف مغناطیده شوند و همین امر سبب ضبط صوت می شود.

 

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فائزه آقاخانی

تنظیم: مریم فروزان کیا

آهن ربا چه زمانی کشف شد؟

آهن رباها یکی از قدیمی‌ترین مواد شناخته شده در جهان هستند. امروزه دانشمندان و مخترعین به روش‌های خلاقانه و نو برای استفاده و تولید آهن ربا در زندگی روزانه روی آورده‌اند. آهن ربا ماده‌ای بسیار قدیمی است، داده‌هایی وجود دارد که نشان می‌دهد تقریباً 4000 سال پیش چوپانی به نام مگنس در حالی که دستکش‌های فلزی و پاشنه‌های آهنی کفشش به تکه سنگ سیاهی چسبیده بوده است گوسفندان خود را هدایت و راهنمایی می‌کند. آن سنگ سیاه بعدها به نام مگنتیت شناخته شد و بررسی‌ها نشان داد که حاوی سنگ لودستون است. از آن زمان استفاده ما از آهن ربا به صدها روش مختلف توسعه یافته است.

آهن ربا چیست؟

آهنربا به هر ماده‌ای گفته می‌شود که قادر به جذب آهن و تولید یک میدان مغناطیسی خارج از خود باشد. در پایان قرن نوزدهم همه عناصر شناخته شده و بسیاری از ترکیبات آن‌ها از نظر خاصیت مغناطیسی مورد آزمایش و بررسی قرار گرفتند و مشخص شد که همه آن‌ها دارای خاصیت مغناطیسی هستند.

بیشتر این عناصر دارای خاصیت دیامغناطیس بودند ویژگی که سبب می‌شود تا یک نیروی دافعه ضعیف در هر دو قطب آهنربا مشاهده شود. برخی از مواد مانند کروم از خود خاصیت پارامغناطیسی نشان دادند زیرا با نزدیک کردن آن‌ها به یک آهنربا مغناطشی ضعیف در آن‌ها القا می‌شد که این مغناطش با حذف آهنربا از بین می‌رود. فقط سه عنصر آهن، نیکل و کبالت خاصیت فرومغناطیس را نشان دادند به این معنا که دارای خاصیت مغناطیسی دائمی بودند.

در نهایت باید گفت آهنرباها اجسامی هستند که میدان‌های مغناطیسی تولید می‌کنند و فلزاتی مانند آهن، نیکل و کبالت را جذب می‌کنند. خطوط نیروی میدان مغناطیسی از قطب شمال این آهنرباها خارج شده و به قطب جنوب آن وارد می‌شوند. آهنرباهای دائمی یا سخت دائماً میدان مغناطیسی خود را ایجاد می کنند. آهنرباهای موقت یا نرم در حالی که در یک میدان مغناطیسی هستند و مدت کوتاهی پس از خروج از میدان ، میدان های مغناطیسی تولید می کنند. آهنرباهای الکتریکی فقط زمانی که برق از طریق سیم پیچ آنها عبور می‌کند میدان های مغناطیسی تولید می‌کنند.

آهن ربا و قدرت آن

درست است که استفاده از آهنربا به قرن‌ها پیش بازمی‌گردد اما در طول قرن 20 بود که با کمک دانشمندان بیشتر آهن ربا و ویژگی‌ها و خصوصیات آن بیشتر درک شد. پیش از این آهن ربا بیشتر به عنوان ماده‌ای ماوراء الطبیعه یا مرموز بود و هیچ کس نمی‌دانست چگونه و چرا کار می‌کند و چرا باعث جذب مواد مغناطیسی می‌شود.

با گذشت زمان و با شناخت بیشتر میدان‌های مغناطیسی دانشمندان رابطه بین آهن ربا و پدیده‌های مختلف را بیشتر درک کردند و توانستند آن را بسط و گسترش دهند.

قطب آهن ربا

تصویر 1: قطب آهن ربا

هنگام انجام یک آزمایش «هانس کریستین اورستد» (Hans Christian Oersted) فیزیکدان و شیمیدان، متوجه شد که یک سوزن قطب نمای مغناطیسی در حضور میدان الکتریکی حرکت می‌کند و از انجام این آزمایش نتیجه گرفت که الکتریسیته و مغناطیس به هم مرتبط هستند.

کشف او مورد استفاده و توجه بسیاری از دانشمندان و مخترعان مانند «نیکولا تسلا» (Nikola Tesla) و «توماس جفرسون» (Thomas Jefferson) برای تولید دستگاه‌های الکتریکی قرار گرفت. اکنون ، اکثر دستگاه‌هایی که امروزه استفاده می‌کنیم مانند تلویزیون، مخلوط کن، تلفن و غیره از الکترومغناطیس و کشف اورستد استفاده می‌کنند.

انواع آهنربا چیست؟

آهنرباها را می‌توان از جنبه‌های مختلف دسته بندی کرد. اما به صورت کلی هفت دسته آهنربا وجود دارد که عبارتند از:

انواع آهن ربا

تصویر 2: انواع آهنربا

  • بور آهن نئودیمیم (NdFeB) – آهن ربا دائمی
  • کبالت ساماریوم (SmCo) – آهن ربا دائمی
  • آلنیکو – آهن ربا دائمی
  • آهنرباهای سرامیکی یا فریتی – آهن ربا دائمی
  • آهنرباهای موقت – در حضور یک میدان مغناطیسی خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کنند.
  • الکترومگنت – با عبور جریان الکتریکی از سیم پیچ با هسته فلزی ایجاد می‌شوند.
  • ابررساناها – ساخته شده از سیم پیچ آلیاژهای فلزی خاص و بدون هسته فلزی هستند.

انواع آهنرباها از نظر قدرت

تا همین اواخر تمام آهنرباها از عناصر یا آلیاژهای فلزی ساخته می شدند. این مواد آهنرباهایی با قدرت مغناطیسی مختلف تولید می‌کنند که چند مورد را در ادامه معرفی می‌کنیم:

  • آهنرباهای سرامیکی مانند آهنرباهایی که در یخچال یا آزمایش‌های علوم دبستان استفاده می‌شوند. این آهنرباها حاوی اکسید آهن در یک کامپوزیت سرامیکی هستند. اکثر آهنرباهای سرامیکی که به آن‌ها آهنرباهای فریک نیز می‌گویند از استحکام خاصی برخوردار نیستند.
  • آهنرباهای آلنیکو از آلومینیوم، نیکل و کبالت ساخته شده‌اند. این آهنرباها قوی‌تر از آهنرباهای سرامیکی هستند اما به اندازه آهنرباهایی که شامل دسته‌ای از عناصر معروف به فلزات خاکی کمیاب هستند قوی نیستند.
  • آهنرباهای نئودیمیم حاوی آهن، بور و عنصر خاکی کمیاب نیتیمیم است.
  • آهنرباهای کبالت ساماریوم، در این آهنرباها کبالت را با عنصر کمیاب خاکی یعنی ساماریوم ترکیب می‌کنند. در چند سال گذشته دانشمندان همچنین پلیمرهای مغناطیسی یا آهنرباهای پلاستیکی را کشف کرده‌اند. بعضی از این آهنرباها انعطاف‌پذیر و قالب‌پذیر هستند. با این حال برخی فقط در دمای بسیار پایین کار می‌کنند و برخی دیگر فقط مواد بسیار سبک وزن مانند براده های آهن را بلند می‌کنند.

برای آشنایی بیشتر با الکتریسیته و مغناطیس، می‌توانید فیلم آموزش فیزیک ۲ دانشگاه را مشاهده کنید که توسط فرادرس ارائه شده، لینک این آموزش در ادامه آورده شده است.

انواع آهن ربا از نظر شکل

آهنرباها در اشکال و اندازه‌های مختلفی مانند دیسکی، کره‌ای، نعل اسبی و تعدادی از اشکال منحصر به فرد دیگر وجود دارد. معمولاً آهنرباهای بزرگتر قویتر هستند اما همیشه این موضوع صحیح نیست. قدرت آهنرباهای کوچک را می‌توان با استفاده از مواد مختلف بهبود بخشید. شکل یک آهن ربا خیلی بیشتر از اندازه بیانگر قدرت آهنربا است و شکل هر آهن ربا در نحوه استفاده از آن تأثیر دارد. در حقیقت شکل یک آهنربا نحوه چیدمان خطوط میدان مغناطیسی در خارج از آهن ربا و همچنین قدرت جاذبه آن را تعیین می‌کند. در ادامه برخی از اشکال رایج آهنربا را معرفی می‌کنیم.

آهنربای میله‌ای

قدرت یک آهنربا در قطب‌ها متمرکز شده و در کناره‌ها کمتر می‌شود. آهنربای میله‌ای به طور کلی ضعیف‌ترین شکل آهنربا است زیرا قطب‌ها کمترین مساحت را دارند.

آهنربای میله‌ای

تصویر 3: آهنربای میله‌ای

با این حال این نوع از آهنرباها رایج‌ترین نوع آهنربای مورد استفاده در زندگی روزمره هستند و به عنوان مثال در یخچال یا قطب نما مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آهنربای میله‌ای معمولاً برای آموزش مفهوم آهن ربا در مدارس نیز استفاده می‌شود.

آموزش فیزیک - پایه دهم (مرور و حل تمرین)

آموزش فیزیک - پایه دهم (مرور و حل تمرین)

دروس دبیرستان

5 درس - 192 فروش

۵۲,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک ۲ - پایه یازدهم (مرور و حل تمرین)

آموزش فیزیک ۲ - پایه یازدهم (مرور و حل تمرین)

دروس دبیرستان

3 درس - 45 فروش

۵۳,۰۰۰ تومان

آموزش هندسه - پایه دهم (هندسه ۱)

آموزش هندسه - پایه دهم (هندسه ۱)

دروس دبیرستان

4 درس - 154 فروش

۴۸,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک - پایه دوازدهم

آموزش فیزیک - پایه دوازدهم

دروس دبیرستان

4 درس - 367 فروش

۴۸,۰۰۰ تومان

آموزش علوم تجربی پایه هشتم - بخش فیزیک

آموزش علوم تجربی پایه هشتم - بخش فیزیک

دروس دبیرستان

4 درس - 103 فروش

۲۳,۰۰۰ تومان

آموزش علوم تجربی پایه نهم - بخش فیزیک

آموزش علوم تجربی پایه نهم - بخش فیزیک

دروس دبیرستان

4 درس - 82 فروش

۳۱,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک - پایه دهم (مرور و حل تمرین)

آموزش فیزیک - پایه دهم (مرور و حل تمرین)

دروس دبیرستان

5 درس - 192 فروش

۵۲,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک ۲ - پایه یازدهم (مرور و حل تمرین)

آموزش فیزیک ۲ - پایه یازدهم (مرور و حل تمرین)

دروس دبیرستان

3 درس - 45 فروش

۵۳,۰۰۰ تومان

آموزش هندسه - پایه دهم (هندسه ۱)

آموزش هندسه - پایه دهم (هندسه ۱)

دروس دبیرستان

4 درس - 154 فروش

۴۸,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک - پایه دوازدهم

آموزش فیزیک - پایه دوازدهم

دروس دبیرستان

4 درس - 367 فروش

۴۸,۰۰۰ تومان

آموزش علوم تجربی پایه هشتم - بخش فیزیک

آموزش علوم تجربی پایه هشتم - بخش فیزیک

دروس دبیرستان

4 درس - 103 فروش

۲۳,۰۰۰ تومان

آموزش علوم تجربی پایه نهم - بخش فیزیک

آموزش علوم تجربی پایه نهم - بخش فیزیک

دروس دبیرستان

4 درس - 82 فروش

۳۱,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک - پایه دهم (مرور و حل تمرین)

آموزش فیزیک - پایه دهم (مرور و حل تمرین)

دروس دبیرستان

5 درس - 192 فروش

۵۲,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک ۲ - پایه یازدهم (مرور و حل تمرین)

آموزش فیزیک ۲ - پایه یازدهم (مرور و حل تمرین)

دروس دبیرستان

3 درس - 45 فروش

۵۳,۰۰۰ تومان

‹›

آهنربای نعل اسبی

آهنرباهای نعل اسبی همان آهنرباهای میله‌ای هستند که به شکل U خم شده‌اند. شکل U با اشاره به قطب‌ها آهنربا را قوی‌تر می‌کند. این شکل که در ابتدا به عنوان جایگزینی برای آهنربای میله‌ای معرفی شد به نمادی جهانی برای آهن ربا تبدیل شده است.

آهنربای نعل اسبی

تصویر 4: آهنربای نعل اسبی

بسته به قدرت آهنربای نعل اسبی می‌توان از آن برای بلند کردن اشیا فلزی در هر اندازه استفاده کرد. به عنوان مثال آهنربای نعل اسبی کوچک می‌تواند گیره‌های کاغذی را جمع کند همچنین از آهنرباهای نعل اسبی در اندازه‌های صنعتی در ساخت و ساز و مهندسی برای بلند کردن قطعات بزرگ فلزی سنگین استفاده می‌شود. به علاوه از این نوع آهن ربا در در پایین آونگ‌ها نیز استفاده می‌شود.

آهنربای دیسکی

می‌توانیم شکل یک آهن ربا را دستکاری کنیم تا سطح مقطع قطب‌ها افزایش پیدا کند و در نتیجه قدرت جذب آن افزایش می‌یابد. به دلیل سطح پهن و مسطح، آهنرباهای دیسکی دارای قطب‌های بزرگی هستند و این موضوع باعث می‌شود این نوع از آهنرباها تبدیل به آهنرباهای قوی و موثری شوند.

آهنربای دیسکی

تصویر 5: آهنربای دیسکی

بسته به اندازه دیسک این نوع از آهن ربا کاربردهای مختلفی دارد. از آهنرباهای دیسکی روزانه در پوشاک، زیورآلات و دکوراسیون منزل استفاده می‌شود. دوختن آهنرباهای دیسکی به لباس راهی عالی برای چسباندن پارچه است. از آهنرباهای دیسکی در صنعت برای بلند کردن ماشین‌های قدیمی و اوراق کردن آن‌ها استفاده می‌شود.

آهنربای کروی

آهنرباهای کروی اغلب تحت عنوان اسباب بازی و ابزار جدید و نو فروخته می‌شوند. این نوع از آهنرباها میزهای بازی جذاب و هیجان‌انگیزی را تولید می‌کنند مانند Rattlesnake Eggs که چندین سال پیش در بین بزرگسالان و کودکان از محبوبیت زیادی برخوردار بود.

Rattlesnake Eggs

تصویر 6: Rattlesnake Eggs با استفاده از آهنربای کروی

از این شکل آهن ربا می‌توان برای ایجاد دستبند و گردنبند نیز استفاده کرد. همچنین برای نشان دادن ساختار و عملکرد مولکول‌ها می‌توان از آهنربای کروی برای نشان دادن اتم‌ها استفاده کرد.

آهنربای استوانه‌ای

آهنربای استوانه‌ای غالباً در پزشکی استفاده می‌شود. طبق اخبار علمی برخی از پزشکان از آهنربای استوانه‌ای برای درمان اسکولیوز (انحراف و ناهنجاری در نخاع) استفاده می‌کنند.

آهنربای استوانه‌ای

تصویر 7: آهنربای استوانه‌ای

برخلاف میله‌های فلزی طول میله‌های مغناطیسی را می‌توان حتی پس از قرار دادن در بدن بیمار با کنترل از راه دور بلندتر یا مدیریت کرد. با این کار در طول درمان نیازی به انجام جراحی‌های متعدد برای بلند کردن طول میله وجود ندارد.

آهنربای حلقوی

آهنرباهای حلقوی معمولاً در آزمایش‌های علمی برای نمایش دافعه مغناطیسی در حالتی که حلقه‌های مغناطیسی از یک تیر چوبی ردیف شده‌اند استفاده می‌شوند. در این حالت زمانی که قطب‌های مشابه آهن ربا روبروی هم قرار گیرند یکدیگر را لمس نخواهند کرد و از هم دور می‌شوند.

از آهنرباهای حلقوی گاهی اوقات در پزشکی نیز استفاده می‌شود. به عنوان مثال برخی از مطالعات نشان می‌دهند که در صورت عملکرد نادرست دفیبریلاتورهای قلبی کاشتی (ICD) آهنرباهای حلقوی آن‌ها را از کار می اندازد و خنثی می‌کند. عملکرد ICD به این صورت است که در صورت نامنظم شدن ریتم قلب با شوک الکتریکی آن را اصلاح می‌کند. گاهی اوقات ICD از کار می‌افتد و شوک‌های بیشتری نسبت به مقدار مورد نیاز وارد می‌کند که می‌تواند برای بیمار کشنده باشد در این حالت آهنربای حلقه‌ای بر روی قفسه سینه بیمار این عملکرد را تصحیح می‌کند.

آموزش فیزیک پایه ۳

آموزش فیزیک پایه ۳

دروس دوره کارشناسی

11 درس - 627 فروش

۳۷,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک ۱ دانشگاهی با رویکرد حل مساله

آموزش فیزیک ۱ دانشگاهی با رویکرد حل مساله

دروس دوره کارشناسی

7 درس - 1933 فروش

۳۱,۰۰۰ تومان

آموزش مقدماتی نجوم - نجوم باستان تا کیهان شناسی

آموزش مقدماتی نجوم - نجوم باستان تا کیهان شناسی

علوم تجربی

6 درس - 554 فروش

۳۴,۰۰۰ تومان

آموزش ادبیات فارسی - پایه دهم

آموزش ادبیات فارسی - پایه دهم

دروس دبیرستان

18 درس - 329 فروش

۳۱,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک پایه ۱

آموزش فیزیک پایه ۱

دروس دوره کارشناسی

13 درس - 4354 فروش

۳۴,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک ۲ دانشگاه

آموزش فیزیک ۲ دانشگاه

دروس دوره کارشناسی

16 درس - 3437 فروش

۳۵,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک عمومی ۲ - حل مساله

آموزش فیزیک عمومی ۲ - حل مساله

دروس دوره کارشناسی

15 درس - 1523 فروش

۴۰,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک پایه ۳

آموزش فیزیک پایه ۳

دروس دوره کارشناسی

11 درس - 627 فروش

۳۷,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک ۱ دانشگاهی با رویکرد حل مساله

آموزش فیزیک ۱ دانشگاهی با رویکرد حل مساله

دروس دوره کارشناسی

7 درس - 1933 فروش

۳۱,۰۰۰ تومان

آموزش مقدماتی نجوم - نجوم باستان تا کیهان شناسی

آموزش مقدماتی نجوم - نجوم باستان تا کیهان شناسی

علوم تجربی

6 درس - 554 فروش

۳۴,۰۰۰ تومان

آموزش ادبیات فارسی - پایه دهم

آموزش ادبیات فارسی - پایه دهم

دروس دبیرستان

18 درس - 329 فروش

۳۱,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک پایه ۱

آموزش فیزیک پایه ۱

دروس دوره کارشناسی

13 درس - 4354 فروش

۳۴,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک ۲ دانشگاه

آموزش فیزیک ۲ دانشگاه

دروس دوره کارشناسی

16 درس - 3437 فروش

۳۵,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک عمومی ۲ - حل مساله

آموزش فیزیک عمومی ۲ - حل مساله

دروس دوره کارشناسی

15 درس - 1523 فروش

۴۰,۰۰۰ تومان

آموزش فیزیک پایه ۳

آموزش فیزیک پایه ۳

دروس دوره کارشناسی

11 درس - 627 فروش

۳۷,۰۰۰ تومان

‹›

مباحث مرتبط با عنوان:

 

  • آهن
  • آهنرباهای الکتریکی
  • آهنربای الکتریکی پیشرفته
  • قطب مغناطیسی
  • میدان مغناطیسی
  • مواد مغناطیس
loader

لطفا شکیبا باشید ...