İçeriğe atla

Mıknatıs

Bağlantıları değiştir
Vikipedi, özgür ansiklopedi
Mıknatıs

Mıknatıs ya da demirkapan, manyetik alan üreten nesne veya malzemedir. Demir, nikel, kobalt gibi bazı metalleri çeker, bakır ve alüminyum gibi bazı metallere ve metal olmayan malzemelere etki etmez.

Mıknatıslık etkisi, malzemelerde iki karşılıklı uçta toplanır. Bu iki uca mıknatısın kuzey ve güney kutbu ismi verilir. İki mıknatısın eş kutupları birbirini iterken, zıt kutupları birbirini çeker.

Mıknatıslar, ferromanyetik yani bağıl manyetiklik geçirgenlikleri 1 den büyük olan maddelere etki etmektedirler. 25 °C de demir, nikel ve kobalt ferromanyetiktir. Demir (Fe), Nikel (Ni) ve Kobalt (Co) elementleri ile alaşım yapıldığı takdirde çoğu zaman ferromanyetizma özelliklerini korurlar.[1]

Tarihsel Süreç

[değiştir | kaynağı değiştir]

Antik insanlar manyetizmayı doğal olarak mıknatıslanmış demir cevheri parçaları olan mıknatıs taşları(veya manyetit) sayesinde öğrendiler. Mıknatıs kelimesi Orta İngilizce'ye Latince magnetum "mıknatıs taşı" kelimesinden geçmiş olup ilk başta Grekçe: μαγνῆτις [λίθος] ifadesinden türetilmiştir. Bu ifade, (magnētis [lithos]), [2] "Magnesia'dan [taş]" anlamına gelir ve bahsi geçen Magnesia [3] mıknatıs taşlarının bolca bulunduğu bir yer olan günümüz Manisa'sıdır. Dönebilecek şekilde asılı tutulan mıknatıs taşları ilk manyetik pusulalardı. Mıknatısların tarih sahnesine ilk çıkışı yaklaşık 2.500 yıl önce Anadolu, Hindistan ve Çin'de gerçekleşmiştir. [4] [5] [6] Mıknatıs taşlarının özellikleri ve demire olan yakınlıkları ise MS 1. yüzyılda Yaşlı Plinius tarafından Naturalis Historia adlı ansiklopedisine konu olmuştur.

11. yüzyılda Çin'de, kızgın demirin Dünya'nın manyetik alanında ani soğutulmasıyla demirin kalıcı olarak mıknatıslandığı keşfedildi. Bu, 1088'de Dream Pool Essays'de anlatıldığı gibi navigasyon pusulasının geliştirilmesine yol açtı. [7] [8] MS 12. ila 13. yüzyıllarda manyetik pusulalar Çin, Avrupa, Arap Yarımadası ve diğer yerlerde navigasyon amaçlı kullanılıyordu. [9]

Düz demir bir mıknatıs, kendini kendi manyetik alanı nedeniyle demanyetize etme eğilimindedir. Bunu sorunu aşmak için 1743 yılında Daniel Bernoulli tarafından at nalı mıknatısı icat edilmiştir. [10] [11] At nalı mıknatısı, manyetik alan çizgilerini zıt kutba döndürerek manyetikliğin kaybolmasını önler. [12]

1820 yılında Hans Christian Ørsted, bir pusula iğnesinin yakınındaki bir elektrik akımı tarafından saptırılabilceğini keşfetmiştir. Aynı yıl içerisinde André-Marie Ampère, demirin elektrikle beslenen bir solenoide yerleştirilerek mıknatıslanabileceğini bilim dünyasına göstermiştir. [13] Bu olay William Sturgeon'ın 1824'te demir çekirdekli bir elektromıknatıs geliştirmesine yol açmıştır. [14] Joseph Henry, 1830-1831 yıllarında elektromıknatısı ticari bir ürüne dönüştürerek insanların ilk kez güçlü manyetik alanlara erişmesini sağlamıştır ve 1831'de 750 pound (340 kg) kaldırabilen elektromıknatısla donatılmış bir cevher ayırıcı inşaa etmiştir. [15]

Mıknatıs çeşitleri

[değiştir | kaynağı değiştir]

Sabit mıknatıslar

[değiştir | kaynağı değiştir]

Demir, kobalt, nikel oda ısısında ferromanyetik özelliğe sahiptir. Sabit mıknatıslar, mıknatıs taşı gibi doğada mıknatıslanmış halde bulunan maddeler olabileceği gibi, Alnico, NdFeB, Sm-Co, Sm-Fe mıknatıslar gibi yapay olarak hazırlanmış alaşımlar da olabilir.

Yapay mıknatıslar genelde elektrik motoru, hoparlörler gibi elektrik enerjisini hareket enerjisine veya hareket enerjisini elektrik enerjisine çeviren aletlerde kullanılır.

Elektromıknatıslar

[değiştir | kaynağı değiştir]

En basit haliyle bir elektromıknatıs sarmal şekil verilmiş bir telin iki ucuna gerilim uygulanarak elde edilir. Sarmalın ortasına ferromanyetik bir cisim koyularak mıknatıslık özelliği yüzlerce kat arttırılabilir. Elektromıknatıslar, mıknatıslık özelliğini sadece telden akım geçtiği sürece korur. Oluşan manyetik alanın kuzey kutbunun yönü sağ el kuralı ile tespit edilebilir.

Elektromıknatıslar, elektrik motorları, parçacık hızlandırıcılar, röleler gibi cihazlarda, yüklü parçacıkları saptırmak veya elektrik enerjisini hareket enerjisine çevirmek gibi birçok amaç için kullanılırlar. Aynı zamanda birçok teknolojik aletin içerisinde de bulunurlar.

Mıknatısın Demanyetize Edilmesi[16]

[değiştir | kaynağı değiştir]

Mıknatısların manyetik özelliklerini kaybetmesi için birkaç farklı yöntem vardır. Bu yöntemler aşağıdaki gibi sıralanabilir:

  1. Mıknatıs demir parçası ya da başka bir mıknatıs ile çarpıştırılır. Bu işlem manyetik özelliği azaltır.
  2. Mıknatıs yoğun manyetik alan içinde hareket ettirilir.
  3. Mıknatısı ısıtmak da bir yöntemdir. Mıknatıslar (Curie sıcaklıklarına ısıtıldıkları zaman demanyetize olurlar.

Mıknatısın İki Kutbu

[değiştir | kaynağı değiştir]
Mıknatısın kutupları etrafında oluşan manyetik alan çizgileri

Eski ve kısmen günümüzde de kullanılabilen bir kuram olan mıknatısın moleküler kuramına göre; mıknatıslanabilen cisimlerin içinde Kuzey (North) ve Güney (South) kutuplar bulunur. Cismin içindeki kutuplar, cisim mıknatıslanmadan önce moleküler seviyede düzensiz gruplar halindedir. Cisim manyetik hale geldiğinde, cismin içindeki bu grupların birçoğu aynı doğrultuya gelerek cismin toplam manyetik alanına katkıda bulunur. Böylece tek bir manyetik alan ve tam bir manyetik kutupluluk elde edilir.

Mıknatıslığın modern elektron kuramı da kısmen aynı noktaları kabul eder ama yük fikrini bırakır. Domain veya atom gruplarından meydana gelen tanecik fikrine ağırlık verir. Manyetiklik durumunun sebebini atom ve moleküllerin manyetik momentlerine ve dış etkilerle cismin içindeki manyetik kuvvetin paralelleştirilmesine bağlar...

Manyetik kuvvetin etkisi ile, kendisi manyetik olmadığı halde çekilen maddelere paramanyetik, itilen maddelere diyamanyetik denir. Paramanyetik maddelere örnek olarak alüminyum, baryum ve oksijen, diyamanyetik maddelere ise cıva, altın, bizmut, silisyum ve benzeri maddeler verilebilir.

Mıknatıslama

[değiştir | kaynağı değiştir]

Demir, kobalt, nikel gibi manyetik herhangi bir metal aşağıdaki yöntemlerden biri veya birkaçı ile sabit mıknatıs haline getirilebilir.

  1. Yeryüzünün manyetik alanına paralel şekilde yerleştirerek, çok şiddetli ve keskin bir darbe indirmek.
  2. Bir mıknatısa temas ettirmek veya mıknatısın bir kutbuna sürtmek.
  3. Cisimi ısıtmak ve soğurken yeryüzünün manyetik alanı yönüne çevirmek.

Mıknatısın Kullanım alanları

[değiştir | kaynağı değiştir]
  1. Feldspat temizleme (Mika ve oksitli mineral ayrımı).
  2. Kil temizleme (Demirli minerallerin ayrımı).
  3. Cam kumu temizleme (Demir minerallerinin ayrımı).
  4. Yüksek kaliteli kuvars temizleme.
  5. Manyezit zenginleştirme (Serpatin ve demirli bileşiklerin ayrımı).
  6. Artıklardan metal kazanımı.
  7. Sahil ve Mineral kumlarının değerlendirilmesi (İlmenit ve manyetik mineral ayrımı).
  8. Kireç taşı ve dolamit temizleme.
  9. Döküm kumlarının temizlenmesi.
  10. Refrakter hammaddelerin işlenmesinde.
  11. Refrakter kalsine malzemelerinin temizlenmesi (Tenör yükseltme).
  12. Bor zenginleştirme (Demirli içerikler, kil, arsenik ve mika uzaklaştırılması).
  13. Kromit zenginleştirme.
  14. Boksit (Tenör yükseltme).
  15. Magnetik zenginleştirme.
  16. Atıklardan metal ayrımı.
  17. Ahşap, plastik, gıda vb. sektörlerde istenmeyen metallerin ayrılmasında.
  18. Sıvılar içindeki demir bileşiklerinin ayrılmasında.
  19. Ağır ortamlarda oluşturulan ağır ortamın geri kazanılmasında.
  20. Dökümden gelen metalin ayrımında.
  21. Seramik ve Cam sektöründe hammadde ve ara ürünlerde demir ve bileşiklerinin ayrılmasında.
  22. Öğütülmüş endüstriyel hammaddelerin ve gıda ürünlerinin prosess sırasında demir kirliliklerinin ayrımında kullanılır.
  23. Yüksek alan şiddetli magnetik çubuklar, seramik, cam, gıda, plastik, madeni yağ, boyalar, kuru ve sıvı ortamlarda demir ve diğer magnetik metallerin tutulmasını sağlar.
  24. Denizciler pusula ile yönlerini bulurlar.
  25. Hurda yığınları arasındaki demir parçalarının ayıklanmasında.
  26. Vinçler de ağır yükleri kaldırmak için elektro mıknatıs kullanılır.
  27. Elektrik motorlarında, kapı zillerinde, telgraf ve telefon gibi araçlarda.
  28. Elektrik santrallerinde jeneratörlerde elektrik elde etmek için kullanılır.
  29. Hızlı trende raylarda ve treninde sürtünmeyi azaltmak için kullanılır.
  30. Asansör sistemlerinde sayısal kat bilgisi oluşturmak için raylar üzerine yerleştirilir.

Manyetik Kuvvet

[değiştir | kaynağı değiştir]

Mıknatısların belirli bir mesafeden etki edeceği kuvvet olarak tanımlanır.

Bir Mıknatısın Çekim Gücü

[değiştir | kaynağı değiştir]

Bir kalıcı mıknatısın veya elektro mıknatısın bir nesneye uyguladığı kuvvetin hesabı Maxwell denklemlerine göre:

Semboller

F Kuvvet (SI birimi: newton)
A Etki edecek manyetik kutbun alanı (metre kare)
B Mıknatısın manyetik alanı

Eğer mıknatıs dikey konumda bir kütleyi kaldırmak için kullanılacaksa, m kaldırma kuvveti kilogram olarak:

.

Kaynakça

[değiştir | kaynağı değiştir]
  1. ^ "Arşivlenmiş kopya". 14 Eylül 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2014. 
  2. ^ Platonis Opera Webarşiv şablonunda hata: |url= value. Boş., Meyer and Zeller, 1839, p. 989.
  3. ^ The location of Magnesia is debated; it could be the region in mainland Greece or Magnesia ad Sipylum. See, for example, "Magnet". Language Hat blog. 28 Mayıs 2005. 19 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mart 2013. 
  4. ^ Fowler, Michael (1997). "Historical Beginnings of Theories of Electricity and Magnetism". 15 Mart 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Nisan 2008. 
  5. ^ Vowles, Hugh P. (1932). "Early Evolution of Power Engineering". Isis. 17 (2): 412-420 [419-20]. doi:10.1086/346662. 
  6. ^ Li Shu-hua (1954). "Origine de la Boussole II. Aimant et Boussole". Isis. 45 (2): 175-196. doi:10.1086/348315. 
  7. ^ Coey, J. M. D. (2009). Magnetism and magnetic materials. Cambridge: Cambridge University Press. ss. 1-3. ISBN 978-0-511-68515-6. OCLC 664016090. 
  8. ^ "Four Great Inventions of Ancient China". Embassy of the People's Republic of China in the Republic of South Africa. 13 Aralık 2004. 8 Ocak 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Ocak 2023. 
  9. ^ Schmidl, Petra G. (1996–1997). "Two Early Arabic Sources On The Magnetic Compass" (PDF). Journal of Arabic and Islamic Studies. 1: 81-132. CiteSeerX live $2 |citeseerx= değerini kontrol edin (yardım). doi:10.5617/jais.4547. 24 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: free.  Tarih değerini gözden geçirin: |erişimtarihi= (yardım)
  10. ^ Coey, J. M. D. (2009). Magnetism and magnetic materials. Cambridge: Cambridge University Press. ss. 1-3. ISBN 978-0-511-68515-6. OCLC 664016090. 
  11. ^ "The Seven Magnetic Moments - Modern Magnets". Trinity College Dublin. Erişim tarihi: 8 Ocak 2023. 
  12. ^ Sawatzki, Simon; Gauß, Roland; Gutfleisch, Oliver (2021), Coey, J. M. D.; Parkin, Stuart S.P. (Ed.), "Permanent Magnet Materials and Applications", Handbook of Magnetism and Magnetic Materials (İngilizce), Cham: Springer International Publishing, s. 1391, doi:10.1007/978-3-030-63210-6_29, ISBN 978-3-030-63210-6, erişim tarihi: 8 Ocak 2023  Birden fazla yazar-name-list parameters kullanıldı (yardım); Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)
  13. ^ Delaunay, Jean (2008). Ampère, André-Marie. Complete Dictionary of Scientific Biography. 1. Charles Scribner's Sons. ss. 142-149. 
  14. ^ Coey, J. M. D. (2009). Magnetism and magnetic materials. Cambridge: Cambridge University Press. ss. 1-3. ISBN 978-0-511-68515-6. OCLC 664016090. 
  15. ^ "Joseph Henry – Engineering Hall of Fame". Edison Tech Center. 8 Ocak 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Ocak 2023. 
  16. ^ "Arşivlenmiş kopya". 25 Mayıs 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2014. 

Wikimedia Commons'ta Mıknatıs ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunur

Vikisözlük'te mıknatıs ile ilgili tanım bulabilirsiniz.

Dış bağlantılar

[değiştir | kaynağı değiştir]

Ayrıca bakınız

[değiştir | kaynağı değiştir]
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Mıknatıs&oldid=35462016" sayfasından alınmıştır