Innehåll
Snurr och banor av elektroner förvandlar i själva verket varje atom till en liten barmagnet. För de flesta material pekar de magnetiska ögonblicken i dessa atomer i slumpmässiga riktningar och deras fält avbryter för att ge ingen nätmagnetism.
Däremot är vissa ämnen ferromagnetiska och deras magnetiska ögonblick anpassas spontant så att deras fält är parallella med varandra och läggs samman. Denna anpassning är begränsad till en liten region som kallas a domän, med många sådana domäner som utgör ett ferromagnetiskt material.
Även om de har förstärkt magnetfält är domänerna själva slumpmässigt orienterade, vilket återigen resulterar i ingen övergripande magnetism. Ett yttre magnetfält kan emellertid anpassa domänerna så att deras egna magnetfält förstärker varandra, producerar ett nätfält genom ett objekt och därför skapar en magnet. Detta fenomen, kallas ferromagnetism, är grunden för vardagsmagneter. Vid rumstemperatur är endast fyra element ferromagnetiska och har detta beteende: järn, kobolt, nickel och gadolinium.
Användningar av magnetism
Mjuka magnetiska material som järn är lätta att magnetisera men domänerna slumpmässigt så snart det yttre fältet försvinner; följaktligen förlorar materialet snabbt sin magnetism. Den här egenskapen är användbar för elektromagneter och enheter som bandinspelning eller radering av huvuden, som behöver generera tillfälliga eller snabbt föränderliga magnetfält.
Hårda magnetiska material som stål är svårare att magnetisera och också svårare att avmagnetisera; efter att de har tagit bort det yttre fältet kan de behålla sin magnetism under en lång tid - ibland i miljoner år, en egenskap som hjälper till med bergens geologiska datering. Hårda magnetiska material används därför för att tillverka permanentmagneter.
Denna magnetiseringsprocess har breda praktiska tillämpningar, med bandspelaren som endast ett exempel. Inspelningsband består av en lång, tunn Mylar-remsa belagd med fina partiklar av järnoxid eller kromdioxid. När bandet rör sig under skivhuvudet justerar ett magnetfält domäner på denna beläggning som svar på musik- eller datasignalen. Därefter behåller domänerna det imponerade magnetfältet för senare uppspelning.
Datorhårddiskar använder i princip samma process för magnetisk datalagring på snabbt snurrande plattor.
Oönskad magnetism
Efter att ha kommit i kontakt med magneter eller magnetiska klämbord kan stålföremål bli oavsiktligt magnetiserade. Bearbetning, svetsning, slipning och jämn vibration kan också magnetisera stål. Oönskade effekter inkluderar verktyg som lockar metallspån och spån, en grov yta efter galvanisering och svetsar som bara tränger in på en sida.
På liknande sätt kan konstant kontakt med magnetband ge en kvarvarande magnetism till inspelningsutrustningen, vilket ökar brus och orsakar felaktig ljudinspelning.
För att kunna återanvändas kan ett ljudtejp återställas till ett tomt tillstånd genom att köra längden på det förbi ett raderingshuvud, en tråkig och opraktisk process, särskilt i stor skala. Kasserade datorhårddiskar kan ha egenutvecklad eller känslig information som inte borde vara tillgänglig för andra. I dessa fall måste inspelningsmediet avmagnetiseras i bulk.
Varför använda en Demagnetizer?
Olägenheten av oönskad magnetism har lett till utvecklingen av både små och industriella avmagnetiserare. En avmagnetizer, även känd som en degausser, använder elektromagneter för att generera intensiva, högfrekventa AC-magnetfält. Som svar ändras individuella domäner slumpmässigt så att deras magnetfält avbryter eller nästan avbryter, eliminerar eller väsentligen reducerar oönskad magnetism.
Vissa degaussers använder inte elektricitet eller elektromagneter utan har sällsynta jordartsmagneter istället för att tillhandahålla de kraftfulla magnetfält som krävs.
Denna avmagnetiseringsprincip används också bandspelare. När bandet passerar under ett raderingshuvud, randomiserar ett högfrekvent magnetfält med högfrekvens domänerna som förberedelse för inspelning av nytt ljud eller data. I större skala raderar massavmagnetiserare hela spolar av magnetband eller hårddiskar i ett enda steg.
En demagnetizer-maskin kan ha en av flera vanliga konfigurationer, beroende på syftet. Ett bärbart avmagnetiseringsverktyg skulle degauss borrar, mejslar eller små delar som vilar på en plan yta eller passerar genom ett hål.
Tjocka material eller stora fasta föremål kan behöva passera genom en avmagnetiserande tunnel som är tillräckligt stor för att passa en stående person. Frekvensen, avmagnetiseringsfältstyrkan och genomströmningshastighet måste anpassas till objektet och det kvarvarande magnetfältet som raderas.