آهنربا:

يونانيان باستان بيش از 2500 سال پيش با پديده ي آهن ربا آشنا بودند، تالس كه اغلب از او به عنوان پدر علم يونان ياد مي شود، ماده ي كاني مگنتيت (Fe₃O₄) را كه آهن مي ربايد مي شناخت، ماده ي داراي چنين ويژگي را آهن ربا مي گويند. مشهور است كه اين ماده براي نخستين بار در محلي به نام "مگنزيا" در آسياي صغير (تركيه ي امروز) مشاهده است.

خاصيت آهنربايي در آهن، نيكل، كبالت و پاره اي از تركيبات و آلياژهاي آن ها نيز وجود دارد.

آهن ربا را با توجه به نوع كاربردي كه دارند، به شكل هاي مختلف (ميله اي،نعلي شكل، تيغه اي و...) مي سازند.

کابرد آهن ربا:

جداکردن آهن از زباله ها

جرثقیل های مغناطیسی

کنتور برق

کولر

ماشین لباسشویی

نوار لاستیکی دور درب یخچال

در پزشکی (خارج کردن براده اهن از چشم یا جراحی ها)

قطب هاي آهنربا:

يك آهنربا به هر شكلي كه ساخته شده باشد، داراي دو قطب است.

اگر يك آهنربا را درون ظرفي پر از ميخ هاي كوچك يا براده هاي آهن فرو ببريد و سپس بيرون بياوريد مشاهده خواهيد كرد كه ربايش و تراكم براده هاي آهن در دو ناحيه آهنربا بيش از جاهاي ديگر است.

به ناحيه هايي از آهن ربا كه براده هاي بيشتري را جذب مي كند و خاصيت آهنربايي در آن نواحي بيش تر است، قطب هاي آهنربا مي گويند.

توجه: در آهنرباي نعلي شكل، يكي از شاخه ها قطب N و شاخه ي ديگر قطب S است. در آهنرباي حلقه اي معمولا دو سمت بالا و پايين آهنربا قطب ها را تشكيل مي دهند.

اگر آهنربا را دور از چيزهاي آهني، آزادانه بياويزيم هميشه در راستاي شمال – جنوب جغرافيايي محل آزمايش قرار مي گيرد، از اين رو قطب هاي آهن ربا را به قطب N يا شمال ياب و قطب S جنوب ياب نامگذاري كرده اند.

اگر یک آه نربای تیغه ای را با نخی آویزان کنیم، طوری که به راحتی بتواند بچرخد، همواره یکی از قطب ها به طرف شمال جغرافیایی و قطب دیگر به طرف جنوب جغرافیایی میایستد. قطبی را که به سمت شمال جغرافیایی می ایستد، قطب شمال یا قطب N نامیدیم و قطبی را که به سمت جنوب م یایستد، قطب جنوب یا قطب S نام گذاری کردیم.

يكي از ويژگي هاي جالب آهن ربا اين است كه اگر آهن ربايي را به دو یا چند قطعه بشكنيم، هر قطعه نيز خود يك آهن ربا با دو قطب S,N است آزمايش ها نشان داده است كه هر قدر اين عمل شكستن را ادامه بدهيم، بازهم قطعه هاي حاصل داراي دو قطب S,N خواهد بود. پس مي توان نتيجه گرفت كه قطب N از قطب S حدا شدني نيست و كوچكترين ذره هاي تشكيل دهنده ي آهن رباها (يعني اتم ها يا مولكول ها) نيز آهنربا هستند و دو قطب S,N دارند.

اين آهنرباهاي كوچك را دو قطبي مغناطيسي مي نامند زيرا هر يك همواره دو قطب S,N دارند.

 خطي را كه دو قطب يك دو قطبي مغناطيسي را به هم وصل مي كند. محور مغناطيسي آن مي نامند.يك دو قطبي مغناطيسي را با يك پيكان نشان مي هند.

موادي را كه اتم ها يا مولكول هاي سازنده آن ها خاصيت مغناطيسي دارند، مواد مغناطيسي مي نامند. نحوه ي سمت گيري دو قطبي هاي مغناطيسي كوچك در مواد مغناطيسي مختلف، متفاوت است، به همين دليل از لحاظ ويژگي هاي مغناطيسي با هم تفاوت دارند.

مواد پارامغناطيس:

دو قطبي هاي مغناطيسي در يك ماده ي پارامغناطيسي داراي سمت گيري مشخص و منظمي نيستند و در جهت هاي كاتوره اي قرار دارند. در نتيجه اين مواد خاصيت مغناطيسي ندارند. اگر آن ها را درون يك ميدان مغناطيسي (مثلا نزديك آهنربا) قرار دهيم دو قطبي هاي كوچك مانند عقربه هاي مغناطيسي در نزديكي آهنربا رفتار مي كنند و در راستاي خطوط ميدان منظم مي شوند. هر چه ميدان مغناطيسي قوي تر باشد، خاصيت مغناطيسي ماده بيش تر مي شود.

اگر آهنربا را از اين مواد دور كنيم، دو قطبي هاي مغناطيسي دوباره به سرعت به وضعيت كاتوره اي قبلي بر مي گردند.

منگنز، پلاتين، آلومينيوم، اكسيژن، اكسيدازت، فلزات قليايي و قلیایی خاكي از جمله مواد پارامغناطيسي هستند.

مواد فرو مغناطيس:

در بعضي از مواد دو قطبي هاي مغناطيسي كوچك به طور طبيعي تمايل دارند با يكديگر هم خط شوند.اين مواد را فرو مغناطيس مي نامند. در برخي از مواد فرومغناطيس مانند آهن، كبالت و نيكل در صورتي كه خالص باشند، با قرار گرفتن در يك ميدان مغناطيسي به سهولت آهنربا مي شوند و به راحتي نيز خاصيت آهنربايي خود را از دست مي دهند. به اين مواد،"فرو مغناطيس نرم" گفته مي شود.

مواد فرومغناطيس نرم با حذف ميدان مغناطيسي خارجي خاصيت آهنربايي خود را از دست مي دهند و به همين دليل براي ساختن آهنرباهاي الكتريكي(آهنرباهاي غير دايم) مناسب هستند.

برخي ديگر از مواد مانند فولاد (آهن به اضافه دو درصدكربن), آلياژهاي ديگري از آهن، كبالت و نيكل به سختي آهنربا مي شوند به اين مواد فرومغناطيس سخت مي گويند. اين گونه مواد، پس از برداشتن ميدان مغناطيسي خارجي، ماده فرو مغناطيس سخت، خاصيت آهنربايي خود را حفظ مي كنند، به همين دليل اين مواد براي ساختن آهنرباي دائمي مناسب هستند.

اثر قطب هاي آهنربا:

قطب هاي همنام (N,N – S,S) يكديگر را مي رانند.

قطب هاي ناهمنام (N,S) يكديگر را مي ربايند.

ساخت آهن ربا:

آهنربا معمولا به سه روش مالش، القا و الكتريكي ساخته مي شود.

1) مالش:

اگر ميله فولادي را مطابق شكل به وسيله يك آهنربا مالش دهيم ميله خاصيت مغناطيسي پيدا كرده و آهنربا مي شود. در اين روش قطبي كه در انتهاي مسير، مالش به وجود مي آيد مخالف قطب مالش دهنده است.

2) القاي مغناطيسي:

اگر يك سر آهنرباي ميله اي را به چند ميخ آهني كوچك نزديك كنيم مشاهده مي شود كه ميخ ها جذب آهن ربا شده و هر يك ميخ مي تواند ميخ ديگري را جذب مي كند. در واقع ميخ اولي توسط آهن ربا به يك آهنربا تبديل شده كه توانسته است ميخ دومي را جذب كند. به همين ترتيب ميخ هاي بعدي نيز آهنربا شده اند. به اين ترتيب يك زنجير مغناطيسي ساخته شده است.

اگر آهنرباي قويتري داشته باشيم مي توانيم زنجير بلندتري بسازيم.

ايجاد خاصيت مغناطيسي در يك آهن توسط يك آهن ربا بدون تماس با آن، را القاي مغناطيسي مي نامند.

آهن ربا ابتدا سنجاق یا يك ماده ي مغناطيسي را طوري به آهن ربا تبديل مي كند كه قطب هاي ناهمنام آهنربا و سنجاق در مجاورت يكديگر واقع شوند، در اين حالت نيروي جاذبه مغناطيسي بين قطب هاي ناهمنام، باعث جذب سنجاق توسط آهنربا مي شود.

3) روش الكتريكي:

براي آن كه يك آهنرباي الكتريكي بسازيم، كافي است يك قطعه آهن را در داخل يك سيملوله كه از چندين دور تشكيل شده قرار داده و جريان مستقيمي به مدت چند ثانيه از آن بگذرانيم، قطب آهنربايي كه ايجاد مي شود به جهت جريان از سيملوله بستگي دارد. اگر سيم پيچ را طوري دست خود بگيريم كه چهار انگشت پيچيده شده در جهت جريان قرار گيرد، انگشت شست، قطب N را نشان مي دهد.

توانايي آهنرباههاي الكتريكي به سه عامل بستگي دارد:

1) شمار دورهاي سيملوله هر چه عده دورهاي سيملوله بيشتر باشد، آهنرباي الكتريكي قويتر خواهد بود.

2) جرياني كه از سيملوله مي گذرد هر چه شدت جريان عبوري از سيملوله بيش تر باشد, آهن ربا الکتریکی قویتر خواهد بود.

3) شكل هسته سيملوله

نكته: مهم ترين عواملي كه خاصيت آهنربايي را ضعيف مي كنند، گرما و ضربه هستند براي جلوگيري از ضعيف شدن آهنربا، بايد:

1- از وارد شدن ضربه به آن جلوگيري شود.

2- از قرار دادن آن در محل گرم خودداري كنيم.

3- آهنربا را به صورت دوتايي به نحوي كه قطب N هر يك در مجاورت قطب S ديگري قرار داشته باشد، نگهداري كنيم يا آن ها را به يك جسم آهني بچسبانیم.

دو قطعه آهن نرم كه در دو قطب آهنربا قرار مي گيرند، بنا به خاصيت القا آهنربا مي شوند.

موتور الکتریکی، نوعی ماشین الکتریکی است که الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته‌است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند،