Медь и магнит взаимодействие

Какие металлы не магнитятся и почему?

Любой ребенок знает, что металлы притягиваются к магнитам. Ведь они не раз вешали магнитики на металлическую дверцу холодильника или буквы с магнитиками на специальную доску. Однако, если приложить ложку к магниту, притяжения не будет. Но ведь ложка тоже металлическая, почему тогда так происходит? Итак, давайте выясним, какие металлы не магнитятся.

Научная точка зрения

Чтобы определить, какие металлы не магнитятся, нужно выяснить, как все металлы вообще могут относиться к магнитам и магнитному полю. По отношению к внесенному магнитному полю все вещества делят на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Они непрерывно движутся, что создает магнитное поле. Магнитные поля электронов одного атома могут усиливать друг друга или уничтожать, что зависит от направления их движения. Причем скомпенсированы могут быть:

Магнитные моменты, вызванные движением электронов относительно ядра – орбитальные.
Магнитные моменты, вызванные вращением электронов вокруг своей оси — спиновые.

Если все магнитные моменты равны нулю, вещество относят к диамагнетикам. Если скомпенсированы только спиновые моменты — к парамагнетикам. Если поля не скомпенсированы – к ферромагнетикам.

Парамагнетики и ферромагнетики

Рассмотрим вариант, когда у каждого атома вещества есть свое магнитное поле. Эти поля разнонаправлены и компенсируют друг друга. Если же рядом с таким веществом положить магнит, то поля сориентируются в одном направлении. У вещества появится магнитное поле, положительный и отрицательный полюс.

Тогда вещество притянется к магниту и само может намагнититься, то есть будет притягивать другие металлические предметы. Так, например, можно намагнитить дома стальные скрепки. У каждой появится отрицательный и положительный полюс и можно будет даже подвесить целую цепочку из скрепок на магнит.

Такие вещества называют парамагнитными.

Ферромагнетики — небольшая группа веществ, которые притягиваются к магнитам и легко намагничиваются даже в слабом поле.

Диамагнетики

У диамагнетиков магнитные поля внутри каждого атома скомпенсированы.

В этом случае при внесении вещества в магнитное поле к собственному движению электронов добавится движение электронов под действием поля.

Это движение электронов вызовет дополнительный ток, магнитное поле которого будет направлено против внешнего поля. Поэтому диамагнетик будет слабо отталкиваться от расположенного рядом магнита.

Итак, если подойти с научной точки зрения к вопросу, какие металлы не магнитятся, ответ будет – диамагнитные.

Распределение парамагнетиков и диамагнетиков в периодической системе элементов Менделеева

Магнитные свойства простых веществ периодично изменяются с увеличением порядкового номера элемента.

Вещества, не притягивающиеся к магнитам (диамагнетики), располагаются преимущественно в коротких периодах – 1, 2, 3. Какие металлы не магнитятся? Это литий и бериллий, а натрий, магний и алюминий уже относят к парамагнетикам.

Вещества, притягивающиеся к магнитам (парамагнетики), расположены преимущественно в длинных периодах периодической системы Менделеева – 4, 5, 6, 7.

Однако последние 8 элементов в каждом длинном периоде также являются диамагнетиками.

Кроме того, выделяют три элемента – углерод, кислород и олово, магнитные свойства которых различны у разных аллотропных модификаций.

К тому же называют еще 25 химических элементов, магнитные свойства которых установить не удалось вследствие их радиоактивности и быстрого распада или сложности синтеза.

Магнитные свойства лантаноидов и актиноидов (все они являются металлами) меняются незакономерно. Среди них есть и пара- и диамагнетики.

Выделяют особые магнитоупорядоченные вещества – хром, марганец, железо, кобальт, никель, свойства которых изменяются незакономерно.

Какие металлы не магнитятся: список

Ферромагнетиков, то есть металлов, которые хорошо магнитятся, в природе существует всего 9. Это железо, кобальт, никель, их сплавы и соединения, а также шесть металлов- лантаноидов: гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий и тулий.

Металлы, притягивающиеся только к очень сильным магнитам (парамагнетики): алюминий, медь, платина, уран.

Поскольку в быту не встречаются настолько большие магниты, которые бы притянули парамагнетик, а также не встречаются металлы-лантаноиды, можно смело утверждать, что все металлы, кроме железа, кобальта, никеля и их сплавов не будут притягиваться к магнитам.

Итак, какие металлы не магнитятся к магниту:

парамагнетики: алюминий, платина, хром, магний, вольфрам;
диамагнетики: медь, золото, серебро, цинк, ртуть, кадмий, цирконий.

В целом можно сказать, что черные металлы притягиваются к магниту, цветные – не притягиваются.

Если говорить о сплавах, то сплавы железа магнитятся. К ним относят в первую очередь сталь и чугун. К магниту могут притянуться и драгоценные монеты, поскольку они изготовлены не из чистого цветного металла, а из сплава, который может содержать небольшое количество ферромагнетика. А вот украшения из чистого цветного металла к магниту не притянутся.

Какие металлы не ржавеют и не магнитятся? Это обычная пищевая нержавейка, золотые и серебряные изделия.

Диамагнетики

Диамагнетиками называются вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении, противоположном направлению вектора магнитной индукции поля.

К диамагнетикам относятся вещества, магнитные моменты атомов, молекул или ионов которых в отсутствие внешнего магнитного поля равны нулю. Диамагнетиками являются инертные газы, молекулярный водород и азот, цинк, медь, золото, висмут, парафин и многие другие органические и неорганические соединения.

В случае отсутствия магнитного поля диамагнетик немагнитен, поскольку в данном случае магнитные моменты электронов взаимно компенсируются, и суммарный магнитный момент атома равен нулю.

Т.к. диамагнитный эффект обусловлен действием внешнего магнитного поля на электроны атомов вещества, то диамагнетизм свойственен всем веществам.

Следует отметить, что магнитная проницаемость у диамагнетиков µ < 1. Вот, например, у золота µ

= 0,999961, у меди
µ
= 0,9999897 и т.д.

В магнитном поле диамагнетики располагаются перпендикулярно силовым линиям внешнего магнитного поля.

Магнитится ли медь к магниту — Металлы, оборудование, инструкции

24 февраля 2015.

В магнитных цепях различных электрических машин, трансформаторов, приборов и аппаратов электротехники, радиотехники и других отраслей техники встречаются разнообразные магнитные и немагнитные материалы.

Магнитные свойства материалов характеризуются величинами напряженности магнитного поля, магнитного потока, магнитной индукции и магнитной проницаемости.

Зависимость между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля, выраженная графически, образует кривую, называемую петлей гистерезиса. Пользуясь этой кривой, можно получить ряд данных, характеризующих магнитные свойства материала.

Переменное магнитное поле вызывает появление в магнитных материалах вихревых токов. Эти токи нагревают сердечники (магнитопроводы), что приводит к затрате некоторой мощности.

Для характеристики материала, работающего в переменном магнитном поле, суммарное значение мощности, затрачиваемой на гистерезис и вихревые токи при частоте 50 Гц, относят к 1 кг веса материала. Эта величина называется удельными потерями и выражается в Вт/кг.

Магнитная индукция того или иного магнитного материала не должна превышать некоторой максимальной величины в зависимости от вида и качества данного материала. Попытки увеличить индукцию приводят к увеличению потерь энергии в данном материале и его нагреву.

Магнитные материалы классифицируются как магнитно-мягкие и магнитно-твердые.

Магнитно-мягкие материалы

Магнитно-мягкие материалы должны отвечать следующим требованиям:

обладать большой относительной магнитной проницаемостью µ, позволяющей получать большую магнитную индукцию B при возможно малом числе ампер-витков;
иметь возможно меньшие потери на гистерезис и вихревые токи;
обладать стабильностью магнитных свойств.

Магнитно-мягкие материалы используются в качестве магнитопроводов электрических машин, сердечников трансформаторов, дросселей, электромагнитов реле, электроизмерительных приборов и тому подобном. Рассмотрим некоторые магнитно-мягкие материалы.

Электротехническое железо

получают путем электролиза сернистого или хлористого железа с последующей плавкой в вакууме продуктов электролиза. Измельченное в порошок электролитическое железо идет на изготовление магнитных деталей по типу изготовления керамики или пластмасс.

Карбонильное железо

получается в виде порошка в результате термического разложения вещества, в состав которого входит железо, углерод и кислород [Fe(CO)5].

При температуре 1200 °С порошок карбонильного железа спекается и идет на изготовление таких же деталей, которые выполняются из электролитического железа. Карбонильное железо отличается высокой чистотой и пластичностью; применяется в электровакуумной промышленности, а также в приборостроении для изготовления лабораторных инструментов и приборов.

Рассмотренные нами два вида особо чистого железа (электролитическое и карбонильное) содержат не более 0,05 % примесей.

Листовая электротехническая сталь

является наиболее распространенным материалом в электромашиностроении и трансформаторостроении. Электротехническая сталь легируется кремнием для улучшения ее магнитных свойств и уменьшения потерь на гистерезис. Кроме того, в результате введения кремния в состав стали увеличивается ее удельное сопротивление, что приводит к уменьшению потерь на вихревые токи.

Толщина листа в зависимости от марки стали 0,3 и 0,5 мм. Электротехническая сталь, прокатанная в холодном состоянии с последующим отжигом в атмосфере водорода, имеет особо высокие магнитные свойства. Это объясняется тем, что кристаллы металла располагаются параллельно направлению прокатки. Такая сталь обозначается буквами ХВП (холоднокатаная высокой проницаемости, текстурированная).

Листы стали имеют размеры от 1000 × 700 до 2000 × 1000 мм.

Марки электротехнической стали раньше обозначались, например, так: Э3А, Э1АБ, Э4АА. Буква Э означает – электротехническая сталь; буква А – пониженные потери мощности в переменном магнитном поле; буквы АА – особо низкие потери; буква Б – повышенная магнитная индукция; цифры 1 – 4 показывают количество содержащегося в стали кремния в процентах.

Согласно ГОСТ 802-54, введены новые обозначения марок электротехнической стали, например: Э11, Э21, Э320, Э370, Э43. Здесь буква Э обозначает – электротехническая сталь; первые цифры: 1 – слаболегированная кремнием; 2 – среднелегированная кремнием; 3 – повышенолегированная кремнием и 4 – высоколегированная кремнием.

Вторые цифры в обозначении марок указывают на следующие гарантированные магнитные и электрические свойства сталей: 1, 2, 3 – удельные потери при перемагничивании сталей при частоте 50 Гц и магнитная индукция в сильных полях; 4 – удельные потери при перемагничивании сталей при частоте 400 Гц и магнитная индукция в средних полях; 5, 6 – магнитная проницаемость в слабых полях (H менее 0,01 А/см); 7, 8 – магнитная проницаемость в средних полях (H от 0,1 до 1 А/см). Третья цифра 0 указывает на то, что сталь холоднокатаная, текстурированная.

Пермаллой

сплав железа и никеля. Примерный состав пермаллоя: 30 – 80 % никеля, 10 – 18 % железа, остальное медь, молибден, марганец, хром. Пермаллой хорошо обрабатывается и выпускается в виде листов.

Обладает очень высокой магнитной проницаемостью в слабых магнитных полях (до 200 000 Гн/см).

Пермаллой применяется для изготовления деталей телефонной и радиотехнической связи, сердечников трансформаторов, катушек индуктивности, реле, деталей электроизмерительных приборов.

Альсифер

сплав алюминия, кремния и железа. Примерный состав альсифера: 9,5 % кремния, 5,6 % алюминия, остальное железо. Альсифер – твердый и хрупкий сплав, поэтому он обрабатывается с трудом.

Преимущества альсифера – высокая магнитная проницаемость в слабых магнитных полях (до 110 000 Гн/см), большое удельное сопротивление (ρ = 0,81 Ом × мм²/м), отсутствие в его составе дефицитных металлов.

Применяется для изготовления сердечников, работающих в высокочастотных установках.

Пермендюр

сплав железа с кобальтом и ванадием (50 % кобальта, 1,8 % ванадия, остальное железо). Пермендюр выпускается в виде листов, полос и лент. Применяется для изготовления сердечников электромагнитов, динамических репродукторов, мембран, телефонов, осциллографов и тому подобного.

Магнитодиэлектрики

Это магнитно-мягкие материалы, раздробленные в мелкие зерна (порошок), которые изолируются одно от другого смолами или другими связками. В качестве порошка магнитного материала применяется электротехническое железо, карбонильное железо, пермаллой, альсифер, магнетит (минерал FeO · Fe2O3).

Изолирующими связками являются: шеллак, фенолоформальдегидные смолы, полистирол, жидкое стекло и другие. Порошок магнитного материала смешивают с изолирующей связкой, тщательно перемешивают и из полученной массы прессуют под давлением сердечники трансформаторов, дросселей, деталей радиоаппаратуры.

Зернистое строение магнитодиэлектрических материалов обуславливает малые потери на вихревые токи при работе этих материалов в магнитных полях токов высокой частоты.

Поисковый магнит на золото и серебро и его свойства

Обычно, мощные магниты предназначены для поиска драгоценных металлов. Реагирует поисковый магнит на золото и серебро, довольно сильно, и хоть в чистом виде найти их сложно, его мощности хватает подобрать с земли драгоценности и монеты. Основная цель всех поисковиков — клады, дорогие монеты, а иногда просто черный металл.

В статье опишется устройство магнита и основной принцип работы. Также разберется что именно с его помощью можно найти и как отыскать дорогостоящие сплавы. Подробно объяснится что такое ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. Кроме того, будут даны ценные советы и рекомендации, которые значительно упростит поиск ценных предметов.

Устройство поискового магнита

Данное устройство состоит из стального корпуса, внутри которого, находиться неодимовый магнит. Он изготавливается из редкого сплава, в котором присутствует неодим, железо и бор. Такое соединение обладает мощным притягивающим свойством. Несмотря на свою компактность, он способен удерживать вещи в десятки раз превышающие собственный вес.

Для удобства доставания различных вещей, в корпусе предусмотрено специальное крепление. Оно вкручивается в корпус магнита посредством резьбы.

Сверху крепежа — находитсякрепление в виде крюка или петли которая будет удерживать трос или веревку. Такое крепление имеет жесткую основу, которая прочно вкручена в корпус.

Вся конструкция имеет надежную основу, и в таком случае, не страшно поднимать, какую либо дорогую и тяжелую вещь.

Принцип работы

Поисковый магнит имеет довольно скудный функционал. Основная задача такого предмета притянуть к себе как можно больше металлических предметов.

Но справляется устройство со своей главной задачей более чем хорошо.

Благодаря своей уникальной конструкции, он имеет большую силу, и способен удержать довольно большие предметы, а также предметы содержащие золото или серебро, которые обычные магниты не берут.

Медь и магнит взаимодействие — Справочник металлиста

Постоянные магниты

> Теория > Постоянные магниты

Существует два основных типа магнитов: постоянные и электромагниты. Определить, что же такое постоянный магнит, можно на основании главного его свойства.

Постоянный магнит получил свое название за то, что его магнетизм всегда «включен».

Он генерирует собственное магнитное поле, в отличие от электромагнита, сделанного из проволоки, обернутой вокруг железного сердечника, и требующего протекания тока для создания магнитного поля.

Постоянный магнит

История изучения магнитных свойств

Столетия назад люди открыли, что некоторые типы горных пород обладают оригинальными особенностями: притягиваются к железным предметам. Упоминание о магнетите встречается в древних исторических летописях: больше двух тысячелетий назад в европейских и намного ранее в восточноазиатских. Сначала он оценивался как любопытный предмет.

Проверка магнитом

За магнитные свойства предметов отвечают электромагнитные волны, которые излучает вещество. При взаимодействии с магнитом часть металлов притягивается, а часть не реагирует, поскольку нет электромагнитного излучения. К таковым относится и купрум. Этот металл является диамагнетиком, а потому на магнит реагировать не будет. Более того, поле меди отталкивается от магнита. Это уникальное свойство обусловило применение металла в электротехнических изделиях, поскольку он под воздействием тока создает необходимое поле для движения электронных частиц. Если к образцу притягивается магнит, значит, это сплав, в котором необходимого металла не больше половины.

Мнение эксперта

Сидоренко Александр

Оценщик антиквариата, нумизмат

Но иногда встречаются образцы, которые также не имеют магнетических свойств, хотя и состоят не из чистой меди. Это случается, если под медным покрытием находится алюминий. Он также является диамагнетиком, поэтому изделия из алюминия притягиваться к магниту не будут.

Предмет из чистого купрума со временем может начать магнититься в том случае, если окислится. В итоге на поверхности создается пленка, которая обладает высокими ферромагнитными свойствами.

Какие металлы магнитятся

Магнитными свойствами обладают только стали, и то не все. Например, нержавеющие стали аустенитного класса магнит не притягивают, поскольку не обладают ферромагнитными свойствами.

Тем не менее, находится достаточное количество энтузиастов, которые считают, что магнитные волны излучаются любым металлом, а потому должен существовать и поисковый магнит для золота и серебра и для некоторых это выражение вполне нормальное для восприятия и практического использования.

ВНИМАНИЕ! МАГНИТОВ ДЛЯ ПОИСКА ЗОЛОТА, МЕДИ, СЕРЕБРА — НЕ СУЩЕСТВУЕТ!

ИХ ПРОСТО НЕТ — НИГДЕ!

В нашей статье мы описываем теорию, как с помощью магнитных полей можно обнаружить цветные и драгоценные металлы. Эта статья — наша фантазия, подкрепленная научными разработками иностранных ученых.

Смотрите также статью — Добыча металлолома из воды (про чермет и поисковый магнит).

Аппарат для настройки магнитного поля от металлических предметов

Строго говоря, это не магнит, а скорее – электромагнит, при помощи которого можно инициировать и настроить на улавливание соответствующими приборами любые магнитные излучения, даже довольно слабые. Построить такой прибор непросто, но в его эффективности авторы – граждане Австралии – не сомневаются.

Потому и запатентовали своё изобретение в своем патентном ведомстве. На основании того, что австралийский грунт мало чем отличается от отечественного, приведём описание устройства и принципа действия такого магнита для золота и серебра.

Хотя необходимо повторить – к магнитам, в общепринятом смысле, такая конструкция отношения не имеет.

Действие прибора основано на том известном физическом факте, что при движении любого объекта, генерирующего магнитные колебания в переменном электрическом поле, внутри контура улавливателя происходят изменения, связанные с перемещением атомов вокруг ядра.

Если область генерации электрического поля последовательно перемещать вдоль или поперёк магнитного поля от металлического предмета, в этой области произойдут изменения, интенсивность которых определяет степень и силу взаимодействия двух полей – магнитного и электрического.

Сложность заключается в том, что сильные магнитные поля благородными металлами не создаются. Известно, например, что, по принципу убывания электрохимические потенциалы цветных металлов расположены следующим образом (рассматриваем только интересующий нас участок): медь → ртуть → серебро → палладий → платина → золото.

Таким образом, если выражение «притягивается ли медь к магниту» ещё может иметь под собой какие-то основания, то словосочетание «магнит для золота» вообще никакого смысла не имеет.

Корректнее говорить об электромагнитной ловушке, которая зафиксирует факт согласованного изменения электрических и магнитных полей в некотором, довольно локальном, металлическом объёме.

— как взаимодействует медь с магнитом:

Фиксирование изменений, которые происходят в аппарате под влиянием таких полей, улавливаются измерительным контуром. Он представляет собой высокочувствительную пружину, изготовленную из рения – редкого, но абсолютно нечувствительного к температурным изменениям металла. Для работы рениевую пружину необходимо настроить.

Процесс заключается в том, чтобы установить условный ноль прибора, для чего его размещают по возможности дальше от всех металлических предметов. В городской черте такой «поисковый магнит для золота, серебра и иных драгоценных металлов» работать не будет. Впрочем, поисковики значительно чаще ищут золото, платину, медь, серебро и т.п.

в старых заброшенных сельских усадьбах…

При любом перемещении прибора аналогичное действие происходит и с электрическим полем, в то время, как магнитное остаётся постоянным по координатам. Поэтому результирующее перемещение пружины также будет различным.

Там, где оно окажется интенсивнее всего, практически наверняка располагается его источник – магнитное поле. Другое дело, что такого рода поисковый магнит для цветных металлов не сможет показать, какой именно металл скрыт под толщей древесины или земли.

Но то, что металл там есть, прибор покажет точно.

Любой металл можно обнаружить магнитным полем

Принцип работы такого псевдомагнита аналогичен катушкам металлоискателя, с одной лишь только разницей, что «магнит» будет настроен только на 1 металл и это в теории — а как он поведет себя на практике мы не знаем, НО, скорей всего, дешевле, быстрее и проще будет пользоваться обычным металлоискателем для поиска цветмета, так как еще ни один волшебник не придумал магнит для цветных и драгоценных металлов, может быть потомучто волшебников нет!

Как собирать и налаживать

Рениевую пружину найти/купить будет очень сложно, но все остальные части аппарата вполне доступны для изготовления своими руками. Последовательность такова:

Из тонкостенной стальной трубы диаметром не более 16 мм получают стальную ось. Её длина не должна быть менее трёх диаметров, иначе изменение магнитного поля уловить не удастся.
Из тонкой медной или латунной проволоки мастерят рамку. Её размеры авторы описания не приводят, но, исходя из размеров трубчатой оси, она должна быть не менее 200×200 мм. Рамка должна быть достаточно жёсткой.
В трубчатой оси через равные расстояния сверлится три (можно больше) отверстий, в которых размещаются деревянные оси.
Изготавливаются тонкостенные деревянные диски, количество которых должно соответствовать количеству отверстий, просверлённых в оси. Очевидно, диски могут быть и фанерными: имеет значение масса диска, и его абсолютная невосприимчивость к магнитным полям.
Центральные секторы каждого из дисков обклеивают металлической фольгой из того металла, поиск которого будет производиться. Таким образом, поисковый магнит для цветных металлов – меди, золота и серебра (платину ищут гораздо реже) должен иметь три комплекта сменных деревянных дисков.
Рамка с дисками должна иметь возможность свободного перемещения вдоль всей трубчатой оси с фиксацией в определённом месте. Если посадки сопрягаемых деталей выполнены с требующейся точностью, то раскачивания рамки при её передвижении быть не должно.
Для создания магнитной ловушки используют пластины от старого трансформатора, которые упаковывают в контур рамки. Расстояние между смежными пластинами по толщине не должно превышать 1,5 мм, а по длине – 5…6 мм. Такие пластины образуют воспринимающий магнитное излучение экран прибора.
Далее собирают магнитную катушку. Потребуется соленоид из 600 слоёв эмалированного провода, который подключается к источнику переменного тока напряжением. Намотка должна быть многослойной, это снизит паразитную ёмкость катушки, и сделает устройство менее инерционным.
Внутрь катушки вводится ферромагнитный или – что лучше – ферроэлектрический сердечник.
Подключая данную конструкцию через понижающий трансформатор, добиваются постоянного положения рамки с пластинами относительно деревянных дисков. Это и будет условный ноль поискового «магнита» для цветных металлов.

Притягивает ли поисковый «магнит» золото и серебро, проще всего проверить на реальном предмете из этих металлов. Заодно можно будет установить и практическую чувствительность прибора.

о том, как поисковый магнит НЕ магнитит золото, серебро и прочие монеты