Сообщение магниты в повседневной жизни
Обновлено: 04.05.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
IV ГОРОДСКАЯ МЕЖШКОЛЬНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
Цепаев Валерий
МБОУ Гимназия №133
Яковлева Ирина Георгиевна
Причины использования магнитов в жизни человека стр. 3
2.1 История изучения магнита стр. 3
2.2 Природа магнита и магнитной силы стр. 4
3. Использование магнитов в жизни человека стр. 9
3.1 Компас – яркий пример применения свойств магнита стр. 9
3.2 Использование магнита стр. 11
4. Заключение стр. 15
5. Список литературы стр. 16
На день рождения папа подарил мне компас. Мы с ним использовали компас для ориентирования во время походов в лес. Меня очень заинтересовал этот прибор. Я решил научиться пользоваться им.
Применяя компас, при ориентировании в лесу и изучая его устройство, я часто стал задавать себе вопрос: какое явление стало основой появления такого прибора как компас? Почему магнитная стрелка металлическая, а не деревянная, стеклянная или пластмассовая? Чтобы ответить на эти вопросы я решил изучить природу данного явления.
Слова магнит, магнитное поле, электромагнит нам известны с детства. Мы привыкли к магниту и относимся к нему чуточку снисходительно, порой даже не подозревая, сколько магнитов вокруг нас. В наших квартирах десятки магнитов: в электробритвах, динамиках, магнитофонах, в часах, в банках с гвоздями, наконец. Сами мы – тоже магниты: биотоки, текущие в нас, рождают вокруг нас причудливый узор магнитных силовых линий. Земля, на которой мы живём, - гигантский магнит.
Гипотеза исследования: вокруг нас существует явление, ставшее основой создания компаса.
Актуальность работы: заключается в том, что применение магнитов имеет большое значение в жизни человека.
Объект изучения: магнит.
Предмет изучения: свойства магнитов.
Цель работы: выяснить, какими свойствами обладают магниты и как их используют люди.
Задачи:
Выяснить, что такое магнит и магнитная сила.
Узнать, какими свойствами обладают магниты.
Выяснить, каким образом люди используют магниты в жизни.
Сделать вывод по результатам работы.
Методы исследования:
Изучение информации по данному вопросу в справочной литературе, интернете.
2. Выделение и синтез главных компонентов;
3. Практические опыты для изучения свойств магнита.
4. Проведение опроса среди учащихся 7-х классов.
Новизна работы: состоит в возможности научиться чему-то новому.
Практическая значимость работы состоит в том, что она может быть использована школьниками для повышения образовательного уровня.
Причины использования магнитов в жизни человека
2.1 История изучения магнита
Гильберт многое сделал и открыл. Но. Гильберт почти ничего не смог объяснить.
Смогу ли я самостоятельно провести подобные опыты и объяснить результат?
Природа магнита и магнитной силы
Магнит – это тело, способное притягивать железо, сталь, никель и некоторые другие металлы.
Магниты бывают естественными и искусственными. Естественные магниты вытачивают из кусков магнитного железняка. Искусственные магниты можно получить, натирая куском магнитного железняка в одном направлении железные бруски или просто прислоняя ненамагниченный образец к постоянному магниту. Интересно, что этим способом можно получить искусственные магниты гораздо более сильные, чем исходные. Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами.
Магнитная сила – сила, с которой предметы притягиваются к магниту.
Магнитная сила является одной из сил электродинамики , которая действует между движущимися электрическими зарядами .
Рассмотрим, какими свойствами обладает магнит.
На какие материалы действует магнитная сила?
Для ответа на поставленный вопрос расположим на столе изделия из железа, стали, алюминия, пластмассы, меди, дерева, стекла. Разделим предметы на группы: металлические и неметаллические. Закрепим на нити магнит.
Будем подносить магнит поочередно к предметам. В заранее подготовленной таблице будем отмечать результат наблюдения воздействия магнита на предмет.
ВОЗДЕЙСТВИЕ
Стальная гайка
Медная монета
Алюминиевая ложка
Железный болт
Стеклянный шар
Пластмассовая кружка
Деревянная матрешка
Из проведенного опыта мы можем сделать следующий вывод:
Магнитная сила действует на металлические предметы;
На неметаллические предметы магнитная сила не действует;
Магнитная сила действует на предметы из железа и стали.
Рассмотрим взаимодействие двух постоянных магнитов друг с другом.
Для этого возьмем два магнита и приблизим их друг к другу.
Мы обратили внимание, что в первых двух случаях магниты притягивались друг к другу. А в третьем и четвертом наоборот отталкивались.
Из проведенного опыта можем сделать вывод:
Разноименные полюса магнитов притягиваются друг к другу.
Одноименные полюса – отталкиваются.
Это свойство магнита легло в основу создания и применения компаса.
Попробуем намагнитить полоску железа.
Для этого возьмем постоянный магнит и полоску железа. Потрем полоску железа об один из полюсов магнита.
Поднесем к натертому концу железной полоски стальную гайку.
Полоска железа притягивает стальную гайку и проявляет свойства магнита.
Кроме натирания можно положить полоску железа на магнит на длительное время. Так мы можем получать искусственные магниты, причем иногда сила этих магнитов может превышать силу исходных.
Сможем ли мы увидеть расположение магнитных линий?
Насыплем на лист бумаги металлические опилки, и поднесем с обратной стороны листа магнит.
По расположению металлических опилок на листе бумаги мы можем сделать вывод, что магнитные линии постоянного магнита имеют замкнутую кольцевую форму.
Влияет ли температура на свойства магнита?
Для проведения эксперимента нам понадобится магнит, гвозди и горелка.
Нагреем магнит с притянутыми к нему гвоздями горелкой.
Через некоторое время нагревания магнит утрачивает свою силу, и гвозди от него отваливаются. Следовательно, нагретый до определенной температуры магнит утрачивает свои свойства.
Еще один опыт можно считать фокусом.
Зададим вопрос: можно ли достать металлическую гайку из стакана с водой, не замочив пальцев?
Зная свойства магнита, выполнить подобную процедуру очень легко. Берем стакан с водой и опускаем на дно стакана металлическую гайку. Подвешиваем на нить магнит. Опускаем магнит в стакан с водой. Гайка притягивается к магниту и мы, не замочив пальцев, достаем гайку из стакана.
Есть еще один способ.
Поднесем магнит ко дну стакана. Гайка притянулась к магниту. Осторожно перемещая магнит вдоль стенки стакана, извлекаем гайку из стакана. Мы и на этот раз не замочили рук и извлекли гайку.
Этот опыт дает нам возможность утверждать, что магнитные свойства проявляются через воду, стекло, бумагу и т.п. Таким образом, мы можем извлечь металлические предметы из труднодоступных мест.
Используя два магнита, можем очистить стеки аквариума или помыть стекла лоджии, не выбираясь наружу.
Проведя вышеописанные опыты и осмыслив каждый из них, я могу сделать следующие выводы:
Магнитная сила действует на металлические предметы;
Одноименные полюса магнитов отталкиваются,
а разноименные притягиваются;
Используя естественный магнит, мы можем, методом натирания, получить искусственный магнит;
Магнитные линии постоянного магнита имеют замкнутую кольцевую форму;
При нагревании магнитная сила постоянного магнита уменьшается;
Магнитная сила действует, преодолевая различные препятствия.
3. Использование магнитов в жизни человека
Компас – яркий пример применения свойств магнита
В III веке до Р. Х. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса: «он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно отполированной выпуклой частью.
Подтолкнув черенок ложки, ее приводили во вращательное движение. Успокоившись, компас указывал черенком (который играл роль магнитной стрелки) точно на юг. Таким был самый древний прибор для определения сторон света.
В таком виде китайский компас в XII веке заимствовали арабы.
Затем итальянец Флавио Джойя усовершенствовал компас, снабдив его картушкой, разделенной на 16 частей (румбов) по четыре на каждую часть света. Это нехитрое приспособление стало большим шагом в усовершенствовании компаса. Позже круг был разделен на 32 равных сектора. В XVI веке для уменьшения воздействия качки стрелку стали крепить на кардановый подвес, а век спустя компас снабдили вращающейся линейкой с визирами на концах, что позволило точнее отсчитывать направления.
Компас стал первым навигационным прибором, позволившим прокладывать курс в открытом море. Вооружившись компасом, испанские и португальские моряки в конце XV века отважились на далекие плавания. Они оставили морские берега, к которым мореплавание было привязано на протяжении нескольких тысячелетий, и пустились в плавание через океан.
Компас (или морской компас) является намагниченным указателем, который может свободно вращаться и ориентируется за направлением магнитного поля, чаще всего магнитного поля Земли. Принцип работы любого компаса основан на явлении магнетизма, т.е. способности магнитов притягиваться и отталкиваться.
Компас, прибор для определения горизонтальных направлений на местности.
Применяется для определения направления, в котором движется морское, воздушное судно, наземное транспортное средство; направления, в котором идет пешеход; направления на некоторый объект или ориентир. Компасы подразделяются на два основных класса: магнитные компасы типа стрелочных, которыми пользуются топографы и туристы, и немагнитные, такие, как гирокомпас и радиокомпас.
Нам известно, что Земля представляет собой огромный магнит. Силовые линии магнитного поля Земли направлены вдоль меридианов.
Следовательно, магнитная стрелка компаса будет расположена вдоль
меридиана, а ее концы будут указывать направление на южный и северный магнитные полюса. Следует помнить, что на южном географическом полюсе Земли расположен северный магнитный полюс, а на северном – южный. Разница между географическим и магнитным полюсами составляет примерно 2100 километров.
Наибольшее прикладное применение получили магнитные компасы.
Они стали незаменимыми помощниками туристов, рыбаков, используются в армии и т.п.
Магниты, их служба человеку.
Предметная область: физика, электротехника
Колбунова Марина Викторовна, преподаватель
Основная часть. Магниты, их служба человечеству
Использование магнитов в науке и технике……………. 7
Использование магнитов в быту………………………….10
Применение магнитов в медицине………………………..12
Магнит – одно из древнейших открытий, сделанных людьми. Магниты всегда привлекали внимание: изучали природу их действия и воздействие на окружающие предметы. И хотя многое уже понятно, некоторая таинственность воздействия магнитных сил побуждает ученых к дальнейшим исследованиям и открывает все новые перспективы применения магнитов. Мы поставили перед собой задачу изучения видов магнитов, природы возникновения магнитного поля, воздействие его на человека и окружающую природу, использование магнитов в промышленности и быту.
II. Основная часть.Магниты на службе человечеству.
История открытия магнитов.
Открытие взаимодействия между электрическим током и магнитом имело огромное значение. Оно стало началом новой эпохи в учении об электричестве и магнетизме. Это взаимодействие сыграло важную роль в развитии техники физического эксперимента.
Узнав об открытии Эрстеда, французский физик Доминик Франсуа Араго начал серию опытов. Он обмотал медной проволокой стеклянную трубку, в которую вставил железный стержень. Как только замкнули электрическую цепь, стержень сильно намагнитился и к его концу крепко прилипли железные ключи; когда выключили ток, ключи отпали. Араго рассматривал проводник, по которому идёт ток, как магнит. Правильное объяснение этого явления было дано после исследований французского физика Андре Ампера, который установил внутреннюю связь между электричеством и магнетизмом. В сентябре 1820 года он сообщил Французской Академии наук о полученных им результатах.
Ампер скрутил проводник в виде спирали. Этот провод при пропускании по нему тока приобретал свойство магнита. Ампер назвал его соленоидом. Исходя из магнитных свойств соленоида, Ампер предложил рассматривать магнетизм как явление, обязанное круговым токам. Он считал, что магнит состоит из молекул, в которых имеются круговые токи. Каждая молекула представляет собой маленький магнитик, располагаясь одноимёнными полюсами в одну и ту же сторону, эти маленькие магнитики и образуют магнит. Проводя вдоль стальной полосы магнитом (несколько раз в одну и ту же сторону), мы заставляем молекулы с круговыми токами ориентироваться в пространстве одинаково. Таким образом, стальная пластинка превратится в магнит. Простейшим и самым маленьким магнитом можно считать электрон. Его движение создает магнитное поле. Сегодня существует квантовая теории электромагнитного поля.
Постоянный магнит — изделие, изготовленное из ферромагнетика, способного сохранять остаточную намагниченность после выключения внешнего магнитного поля. В качестве материалов для постоянных магнитов обычно используют железо, никель, кобальт, некоторые сплавы редкоземельных металлов (как, например, в неодимовых магнитах), а также некоторые естественные минералы, такие как магнетиты. Постоянные магниты применяются в качестве автономных (не потребляющих энергии) источников магнитного поля. Свойства магнита определяются характеристиками петли магнитного гистерезиса материала магнита: остаточной индукцией Br и коэрцитивной силой Hc. Чем выше Br и Hc, тем выше намагниченность и стабильность магнита. Характерные поля постоянных магнитов — до 1 Тл.В настоящее время широко используют магниты из редкоземельного металла - неодима. Везде, где мы имеем дело с температурами не выше 80°C, конечно, эффективней применять именно такие неодимовые магниты. Они имеют высокую мощность, но благодаря их компактному размеру не занимают много места и не создают трудностей при транспортировке.
Их используют практически повсеместно: в промышленности (приборостроение, электроника, машиностроение, магнитные системы различных назначений, обогащение полезных ископаемых и т. д.), в торговле, медицине и, конечно, в быту.
Электромагнит — устройство, магнитное поле которого создаётся при протекании электрического тока. Как правило, это катушка-соленоид со вставленным внутрь ферромагнитным (обычно стальным) сердечником с большой магнитной проницаемостью . Характерные поля электромагнитов 1,5—2 Тл. Первый электромагнит изготовил в 1825 году английский инженер Уильям Стёрджен. Этот электромагнит представлял собой согнутый стержень из мягкого железа с обмоткой из толстой медной проволоки. Для изолирования от обмотки стержень был покрыт лаком. При пропускании тока железный стержень приобретал свойства сильного магнита, но при прерывании тока он мгновенно их терял. Именно эта особенность электромагнитов позволила широко применять их в технике.
Использование магнитов в науке и технике
Трудно назвать такую область науки и техники, где не использовались бы магниты.
Электромагниты обязательно входят в состав электродвигателей и генераторов. Двигатели преобразовывают электрическую энергию в механическую энергию. Генераторы, наоборот, преобразуют механическую энергию в электрическую энергию путём перемещения проводника через магнитное поле.
Электрический транспорт (метро, электричка, трамвай, троллейбус) работает на электродвигателях, использующих магнитное поле.
Трансформаторы: устройства для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Имеют две катушки, которые электрически изолированы, но связаны магнитно. Используют во всех видах электронной техники, поскольку электроника работает на низком напряжении, а включается в сеть с напряжением в 220В.
Ускорители частиц - установки, где получают заряженные частицы высоких энергий. В основе работы ускорителя заложено взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Существует Большой адронный коллайдер в Швейцарии. Он представляет собой кольцо длиной почти 27 километров.
Подъемный электромагнит способен перемещать громоздкие и тяжелые стальные детали. Магниты могут поднимать и небольшие, легкие предметы из ферромагнетиков (железные гвозди, скобы, кнопки, скрепки), которые являются слишком мелкими, либо их трудно достать, либо они слишком тонкие, чтобы держать их пальцами. Некоторые отвёртки специально намагничиваются для этой цели.
в компьютерных жёстких дисках запись данных происходит на тонком магнитном покрытии. Эти носители информации не являются магнитами в строгом смысле, так как они не притягивают предметы.
СВЧ – техника работает на магнетронах.
Магниты применяются в составе отклоняющей системы электронно-лучевых трубок для управления электронным пучком.
Магниты используются при неразрушающем контроле магнитопорошковым методом (МПК).
Мощные постоянные магниты (NdFeB) часто используются в медицинских приборах. Их также используют для намагничивания предметов.
Магниты нужны для изготовления сепараторов железных частиц.
Магниты – главная часть приборов магнитной ионизации.
В области автоматики и безопасности магниты применяются для изготовления реле и сенсоров.
Неодимовые магниты применяют при изготовлении турбинных генераторов. Как правило, качество генератора напрямую зависит от мощности магнита.
Магниты применяются в конструкциях бесконтактных тормозов, состоящих из двух пластин, одна — магнит, а другая из алюминия. Одна из них жёстко закреплена на раме, другая вращается с валом. Торможение регулируется зазором между ними.
Громкоговорители и микрофоны используют постоянный магнит и токовую катушку для преобразования электрической энергии (сигнала) в механическую энергию (движение, которое создает звук). Обмотка намотана на катушку, прикрепляется к диффузору и по ней протекает переменный ток, который взаимодействует с полем постоянного магнита.
Магниты применяются в СВЧ вентилях и циркуляторах для направленной передачи энергии электромагнитных колебаний.
Магниты и электромагниты являются составной частью электроизмерительных приборов. При изменении тока меняется сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, меняется угол поворота проводника и угол отклонения стрелки прибора.
Магниты совместно с полупроводниковым датчиком Холла используют для определения углового положения или угловой скорости вала.
Магниты используются в искровых разрядниках для ускорения гашения дуги.
Существует магнитная дефектоскопия, метод поиска дефектов, основанный на исследовании искажений магнитного поля, возникающих в местах дефектов в изделиях из магнитных материалов.
Представители различных наук учитывают магнитные поля в своих исследованиях. Физики измеряют магнитные поля атомов и элементарных частиц, астрономы изучают роль космических магнитных полей в процессе формирования новых звёзд, геологи по аномалиям магнитного поля Земли отыскивают залежи магнитных руд.
Использование магнитов в быту
Трудно перечислить все области использования магнитов в бытовой технике и окружающей нас жилой среде.
Магниты используются в компьютерных жестких дисках, в телефонии, в теле- и видеоаппаратуре.
Кредитные, дебетовые, и ATM карты — все эти карточки имеют магнитную полосу на одной стороне. Эта полоса кодирует информацию, необходимую для соединения с финансовым учреждением и связи со счетами.
В устройстве домофона используется магнит.
Магнитный пускатель, подающий питание на обмотку любого двигателя, в том числе и двигателя лифта.
Электромагнитный тормоз, препятствующий движению кабины лифта при обесточивании двигателя
Компасы: компас (или морской компас) является намагниченным указателем, который может свободно вращаться и ориентируется на направление магнитного поля Земли.
Магниты используются в фиксаторах мебельных дверей.
Неодимовые магниты небольших размеров способны стать чудесной игрушкой как для детей, так и для взрослых. Им можно найти много разных применений.
Неодимовыми магнитами можно закреплять различные предметы. Например, можно сделать из магнитов пояс для инструментов.
Декоративное искусство: виниловые магнитные листы могут быть присоединены к живописи, фотографии и другим декоративным изделиям, что позволяет им удерживаться на холодильниках и других металлических поверхностях.
Магниты могут использоваться для производства ювелирных изделий. Ожерелья и браслеты имеют магнитную застёжку, или могут быть изготовлены полностью из нескольких, связанных между собой магнитов.
Магниты встречаются в сумках в виде вставленной внутрь закрывающей сумку кнопки намагниченной железной пластины; магниты вшивают внутрь верхней одежды для закрывания клапана одежды элегантной, невидимой глазу застёжкой.
Если магниты поместить в губки, то эти губки можно использовать для мытья тонких листовых немагнитных материалов сразу с обеих сторон, причём одна сторона может быть труднодоступной. Это могут быть, например, стёкла аквариума или балкона.
Магниты совместно с герконом применяют в специальных датчиках положения. Например, в датчиках дверей холодильников и охранных сигнализаций.
Применение магнитов в медицине
Нужно учитывать то, что мы живем в магнитном поле, поскольку сама Земля представляет собой гигантский магнит. Различные авторитетные специалисты считают, что магнитное поле Земли оказывает благотворное воздействие на здоровье всех животных, растений и людей.
Однако со времен древнейших цивилизаций магнитное поле Земли изменилось. Линии электропередач, промышленное электрооборудование, бытовые электроприборы (телевизоры, радиоприемники, микроволновые печи и т. д.) ощутимо влияют на магнитное поле Земли, снижая его интенсивность.
В настоящее время использование магнитов для диагностики и лечения – магнитотерапия-повсеместно привлекает к себе внимание общественности. В Японии использование магнитов для контроля и лечения различных заболеваний стало предметом глубоких научных исследований. Сейчас эта страна занимает ведущее положение в мире в этой области. Более десяти миллионов японцев используют магнитные кровати, чтобы снять стресс и напитать организм энергией. Согласно японским специалистам, магниты особенно незаменимы при переутомлении, ишиасе, астме, мигрени и т. д.
Из Японии этот вид лечения пришел на Запад, где нашел много горячих приверженцев, в том числе среди психологов, врачей, физиотерапевтов, спортсменов и т. п. Магнитотерапия получила поддержку ведущих авторитетов в области медицины: например, д-ра Уильяма Филпота, ведущего невролога из Оклахомы, США. Он, после нескольких лет исследований, заявил, что воздействие на наше тело магнитным полем стимулирует гормон сна, мелатонин, и обеспечивает более спокойный сон. Управление продовольствия и лекарств США дало свою санкцию на использование и продажу в США различных магнитных приборов.
Эксперименты, проведенные Университетом Ломалинды (США) и несколькими другими университетами, установили, что возникновение многих хронических заболеваний связано с недостаточным кровообращением и нарушением работы нервной системы. Если клетки не получают необходимых питательных веществ, это в конце концов приводит к какому-нибудь хроническому заболеванию. Магниты помогают восстановить работу нервной системы и улучшить кровоснабжение. Сейчас в различных частях света продолжаются исследования магнитов, и с 1960 г. опубликовано более 4 тыс. медицинских и научных работ об использовании магнита в лечебных целях.
Обычно магнит используют для снятия боли и воспалений. Как представляется, в присутствии магнитного поля ткани работают более энергично. Если приложить магнит, то кровообращение соответствующей части тела и вокруг нее увеличивается. Воздействие магнитного поля позволяет тканям впитывать больше кислорода. Таким образом, благодаря магнитным полям ткани активизируются, в результате чего отходы удаляются быстрее, а ткани впитывают питательные вещества более эффективно. Поэтому работа клеток улучшается.
Каждая молекула воды в теле человека поляризована. Это означает, что одна ее часть электрически более положительна, а другая – более отрицательна. Поляризация тесно связана и взаимодействует с магнитными полями. Кажется очевидным, что магнит, очень напоминая этим воду, помогает при любых заболеваниях. В настоящее время магниты широко используются по всему миру для лечения расстройств сна, облегчения боли, снятия воспалений.
Д-р Филпот, получивший докторскую степень по медицине в Университете Ламалинды, возглавляет Биоэлектромагнитный институт в городе Оклахома (США). Он утверждает, что человеческое тело само по себе является электромагнитной машиной.
Каждая клетка тела имеет положительное и отрицательное поле. Магнитное поле Земли играет важнейшую роль во всех видах деятельности на нашей планете, оно поддерживает жизнь живых существ и дает им силы.
Ночью воздействие магнитной энергии Земли выражается в укрепляющем сне, биологическом лечении и перезарядке энергией. Когда встает солнце, на нас воздействует магнитная энергия (энергия Северного полюса), помогая нам поддерживать дневную активность. Итак, в течение дня мы подвергаемся влиянию Северного полюса, а в течение ночи испытываем воздействие Южного магнитного полюса. На протяжении 24 часов тело человека подвергается действию магнитных сил. Шишковидная железа в организме человека отвечает за работу гормонов и ферментов. Ее можно назвать магнитным органом, так как она содержит кристаллы магнетита. Она повышенно чувствительна к магнитной энергии. Ночью именно эта железа вырабатывает гормон сна - мелатонин. Когда мы стареем, у нас вырабатывается меньше этих гормонов, но для крепкого сна и здоровья организму необходимо такое же количество мелатонина, что и в молодости. Поэтому, чтобы увеличить образование этого гормона, необходимо использовать магниты. Поскольку гормоны вырабатываются самим организмом, они абсолютно безвредны. Когда организм производит их в меньшем количестве, начинается процесс старения. Одно из преимуществ магнитотерапии заключается в том, что она дешева и не имеет никаких побочных эффектов. Магнитотерапия, помимо того, что является легкой, действенной и недорогой, дает еще и полную гарантию безопасности. Приведем отзывы о магнитотерапии некоторых врачей.
В NASA магниты используются для поддержания мышечного тонуса у космонавтов во время космических полетов.
Магнетизм Земли воздействует не только на человека и весь животный мир, но и на мир растительный. Так он активизирует необходимые ферментные системы во фруктах и овощах, что делает возможным их нормальное созревание.
Таким образом, мы изучили историю появления магнитов, их разновидности. Выяснили мнение ученых о природе магнетизма. Сделали обзор тех отраслей науки и техники, где используются магниты и электромагниты. Осветили обширную область использования магнитов в быту. Рассмотрели вопросы воздействия магнитного поля на организм человека и возможность использования поля для диагностики и лечения различных заболеваний.
Цель исследования: выяснить, как используется магнит в жизни человека.
- Проанализировать литературу по данной теме.
- Выявить основные свойства магнита.
- Выявить области применения магнита.
- Изготовить модель простого магнита.
Возникла гипотеза : магнит применяется не только при работе с металлами.
Для подтверждения данной гипотезы были проанализированы литература по теме исследования, информация, полученная при просмотре телевизионных передач и интернета.
1. Свойства магнита и его роль в жизни человека
1.1 Магнит и его свойства
Не следует думать, что магнит действует только на железо. Есть ряд других тел, которые тоже испытывают на себе действие сильного магнита, хотя и не такой степени, как железо. Металлы: никель, кобальт, марганец, платина, золото, серебро, алюминий – в слабой степени притягиваются магнитом.
Жидкости и газы также испытывают на себе притяжение или отталкивание магнита, правда, в весьма слабой степени; магнит должен быть очень силен, чтобы проявить свое влияние на эти вещества. Чистый кислород, например, притягивается магнитом; если наполнить кислородом мыльный пузырь и поместить его между полюсами сильного электромагнита, пузырь заметно вытянется от одного полюса к другому, растягиваемый невидимыми магнитными силами. Пламя свечи между полюсами сильного электромагнита изменяет свою обычную форму, явно обнаруживая чувствительность к магнитным силам [2, 383].
Одни ученые предполагают, что магнитный железняк становится магнитом только в том случае, когда его ударяет молния. Другие считают, что железняк в природе превратился в магнит еще в момент формирования Земли и сохранился до наших дней.
Магниты – это тела, обладающие способностью притягивать железные и стальные предметы и отталкивать некоторые другие. Благодаря действию своего магнитного поля Гигантскими магнитами являются Земля и другие планеты, так как они обладают магнитным полем.
Существующие в природе магниты не обладают необходимой силой, но людям удалось сделать их более мощными.
1.2 Роль магнита в жизни человека
Большие мощные магниты часто применяются человеком, но трудность состоит в перевозке. Во время пути магниты могут повредить другие объекты или объекты могут повредить магниты, из-за этого их сложно будет использовать. Поэтому удобнее привести материал и с помощью электрического тока создать магнит на месте.
Моя бабушка работает гальваником. Она делает так, чтобы железные детали не ржавели. В больших ваннах кипят опасные вещества, в которые бабушка по очереди опускает привязанные на проволоку железные детали. Иногда детали падают на дно ванн, тогда приходится брать магнит, привязанный за проволоку, и водить им по дну до тех пор, пока не найдется деталь.
От прабабушки я узнал, что сейчас многие люди носят магнитные браслеты и бусы, которые помогают привести давление в норму.
Интернет помог узнать, что с магнитами мы сталкиваемся каждый день. Они есть, например, в компьютерах: жесткий диск записывает всю информацию при помощи магнита, а так же магниты используют во многих мониторах. Магниты также являются неотъемлемой частью телевизоров, акустических колонок, микрофонов, громкоговорителей, небольших моторчиков магнитофона, кассет электромоторов, электросчетчиков, компасов и автомобильных спидометров.
Магнит необходим для проведения тока по проводам. Поезда на магнитной подвеске развивают большую скорость.
Приборы, позволяющие докторам исследовать внутренние органы пациентов, работают за счет магнитного поля.
Магниты также применяются в ветеринарной практике для лечения животных, которые часто вместе с кормом заглатывают металлические предметы. Эти предметы могут повредить стенки желудка, легкие или сердце животного. Поэтому перед кормлением фермеры с помощью магнита очищают пищу.
Еще любопытнее та полезная служба, которую несет магнит в сельском хозяйстве, помогая земледельцу очищать семена культурных растений от семян сорняков. Сорняки обладают ворсистыми семенами, цепляющимися за шерсть проходящих мимо животных и благодаря этому распространяющимися далеко от материнского растения. Этой особенностью сорняков, выработавшейся у них в течение миллионов лет борьбы за существование, воспользовалась сельскохозяйственная техника для того, чтобы отделить с помощью магнита шероховатые семена сорняков от гладких семян таких полезных растений, как лен, клевер, люцерна.
Если засоренные семена культурных растений обсыпать железным порошком, то крупинки железа плотно облепят семена сорняков, но не пристанут к гладким семенам полезных растений. Попадая затем в поле действия достаточно сильного электромагнита, смесь семян автоматически разделяется на чистые семена и на сорную примесь: магнит вылавливает из смеси все те семена, которые облеплены железными опилками.
Многие люди уже на практике убедились в действии магнитного поля, считают это будущим медицины. Магнитные браслеты, ожерелья, подушки и многие другие изделия лучше таблеток лечат разнообразные заболевания.
Существуют четыре фундаментальные силы физики, и одна из них называется электромагнетизм. Обычные магниты имеют ограниченное применение. Электромагнит - это устройство, которое создает магнитное поле во время прохождения электрического тока. Поскольку электричество может быть включено и выключено, то же самое касается и электромагнита. Он даже может быть ослаблен или усилен путем уменьшения или увеличения тока. Электромагниты находят свое применение в различных повседневных электроприборах, в разных областях промышленности, от обычных переключателей до двигательных установок космических аппаратов.
Что такое электромагнит?
Электромагнит можно рассматривать как временный магнит, который функционирует с потоком электричества, и его полярность может быть легко изменена путем изменения направления тока. Также сила электромагнита может быть изменена путем изменения величины тока, протекающего через него.
Сфера применения электромагнетизма необычайно широка. Например, магнитные выключатели являются предпочтительными в использовании тем, что они менее восприимчивы к изменениям температуры и способны поддерживать номинальный ток без ложного срабатывания.
Электромагниты и их применение
Вот некоторые из примеров, где они используются:
- Моторы и генераторы. Благодаря электромагнитам стало возможным производство электродвигателей и генераторов, которые работают по принципу электромагнитной индукции. Это явление было открыто ученым Майклом Фарадеем. Он доказал, что электрический ток создает магнитноее поле. Генератор использует внешнюю силу ветра, движущейся воды или пара, вращает вал, который заставляет двигаться набор магнитов вокруг спирального провода, чтобы создать электрический ток. Таким образом, электромагниты преобразуют в электрическую другие виды энергии.
- Практика промышленного использования. Только материалы, сделанные из железа, никеля, кобальта или их сплавов, а также некоторые природные минералы реагируют на магнитное поле. Где используют электромагниты? Одной из сфер практического применения является сортировка металлов. Поскольку упомянутые элементы используются в производстве, с помощью электромагнита эффективно сортируют железосодержащие сплавы.
- Где применяют электромагниты? С их помощью можно также поднимать и перемещать массивные объекты, например, автомобили перед утилизацией. Они также используются в транспортировке. Поезда в Азии и Европе используют электромагниты для перевозки автомобилей. Это помогает им двигаться на феноменальных скоростях.
Электромагниты в повседневной жизни
Электромагниты часто используются для хранения информации, так как многие материалы способны поглощать магнитное поле, которое может быть впоследствии считано для извлечения информации. Они находят применение практически в любом современном приборе.
Где применяют электромагниты? В быту они используются в ряде бытовых приборов. Одной из полезных характеристик электромагнита является возможность изменения магнитной силы, при изменении силы и направление тока, текущего через катушки или обмотки вокруг него. Колонки, громкоговорители и магнитофоны - это устройства, в которых реализуется этот эффект. Некоторые электромагниты могут быть очень сильными, причем их сила может регулироваться.
Где применяют электромагниты в жизни? Простейшими примерами служат дверные звонки и электромагнитные замки. Используется электромагнитная блокировка для двери, создавая сильное поле. Пока ток проходит через электромагнит, дверь остается закрытой. Телевизоры, компьютеры, автомобили, лифты и копировальные аппараты - вот где применяют электромагниты, и это далеко не полный список.
Электромагнитные силы
Силу электромагнитного поля можно регулировать путем изменения электрического тока, проходящего через провода, обернутые вокруг магнита. Если изменить направление электрического тока, полярность магнитного поля также меняется на противоположную. Этот эффект используется для создания полей в магнитной ленте или жестком диске компьютера для хранения информации, а также в громкоговорителях акустических колонок в радио, телевизоре и стереосистемах.
Магнетизм и электричество
Словарные определения электричества и магнетизма отличаются, хотя они являются проявлениями одной и той же силы. Когда электрические заряды движутся, они создают магнитное поле. Его изменение, в свою очередь, приводит к возникновению электрического тока.
Изобретатели используют электромагнитные силы для создания электродвигателей, генераторов, аппаратов МРТ, левитирующих игрушек, бытовой электроники и множества других бесценных устройств, без которых невозможно представить повседневную жизнь современного человека. Электромагниты неразрывно связаны с электричеством, они просто не смогут работать без внешнего источника питания.
Применение грузоподъемных и крупномасштабных электромагнитов
Электродвигатели и генераторы жизненно важны в современном мире. Мотор принимает электрическую энергию и использует магнит, чтобы превратить электрическую энергию в кинетическую. Генератор, наоборот, преобразует движение, используя магниты, чтобы вырабатывать электричество. При перемещении габаритных металлических объектов используются грузоподъемные электромагниты. Они также необходимы при сортировке металлолома, для отделения чугуна и других черных металлов от цветных.
Настоящее чудо техники - японский левитирующий поезд, способный развивать скорость до 320 километров в час. В нем используются электромагниты, помогающие парить в воздухе и невероятно быстро передвигаться. Военно-морские силы США проводят высокотехнологичные эксперименты с футуристической электромагнитной рельсовой пушкой. Она может направлять свои снаряды на значительные расстояния с огромной скоростью. Снаряды обладают огромной кинетической энергией, поэтому могут поражать цели без использования взрывчатых веществ.
Понятие электромагнитной индукции
При изучении электричества и магнетизма важным является понятие электромагнитной индукции. Индукция имеет место, когда в проводнике в присутствии изменяющегося магнитного поля возникает поток электричества. Применение электромагнитов с их индукционными принципами активно используются в электродвигателях, генераторах и трансформаторах.
Где можно применять электромагниты в медицине?
Магнитно-резонансные томографы (МРТ) также работают с помощью электромагнитов. Это специализированный медицинский метод для обследования внутренних органов человека, которые недоступны для непосредственного обследования. Наряду с основным используются дополнительные градиентные магниты.
Где применяют электромагниты? Они присутствуют во всех видах электрических устройств, включая жесткие диски, колонки, двигатели, генераторы. Электромагниты используются повсеместно и, несмотря на свою незаметность, занимают важное место в жизни современного человека.
Читайте также: