آهنربا چیست و چه کاربردهایی دارد؟ (انواع آهنربا)

تحقیق ذرباره کاربرد آهنربا
آهنربا چه کاربردهایی دارد؟

آهنربا چیست؟ | انواع آهنربا | کاربردهای آهنربا

همه ما در طول زندگی خود بارها با آهنرباها سر و کار داشته ایم، این شی مغناطیسی چه به صورت مستقیم و یا پنهان و در پشت صحنه نقش مهمی در زندگی روزمره ما ایفا می کند.

آهنرباها چه آن هایی که بسیار کوچک هستند و به سختی با چشم دیده می شوند و یا آن هایی که همچون هیولاهای صنعتی، بزرگ و غول پیکر به نظر می رسند در زمینه های مختلف صنعت، پزشکی، فناوری و زندگی روزمره کاربردهای زیادی دارند.

در ادامه قصد داریم با تعریف آهنربا، انواع و مهم ترین کاربردهای آن آشنا شویم. با کوکا همراه باشید.

آهنربا چیست؟

آهنربا شی جامدی است که بر اساس یک پدیده فیزیکی به نام مغناطیس عمل کرده و نیرویی تولید می کند که به صورت یک میدان مغناطیسی اطراف آن را فرا گرفته و اشیا آهنی یا فولادی که در این میدان قرار می گیرند را به خود جذب می کند.

آهنربا ممکن است به صورت طبیعی توانایی جذب داشته باشد (مانند سنگ آهنربا) یا پس از ترکیب با سایر عناصر همچون ساماریوم کبالت این ویژگی را به دست آورد.

انواع آهنربا

به طور کلی سه نوع آهنربا وجود دارد که عبارتند از:

1. آهنربای موقت

این نوع آهنربا در حضور یک میدان مغناطیسی خاصیت آهنربایی پیدا می کند و زمانی که از این میدان خارج شود خاصیت مغناطیسی خود را به تدریج از دست می دهد.

برخی آلیاژهای آهنی، آهن ها، گیره های کاغذ و میخ همگی می توانند به عنوان آهنربای موقت عمل کنند.

2. آهنربای دائمی

آهنربای دائمی به راحتی خاصیت مغناطیسی خود را از دست نمی دهد. این آهنربا ممکن است از عنصرهای خاکی کمیاب (rare-earth) یا به واسطه ترکیبات شیمیایی تولید شود.

برخی نمونه های آهنربای دائمی شامل آلنیکو (آلیاژ آلومینیوم، نیکل و کبالت) و فریت ها – مواد سرامیکی مانند ساخته شده از ترکیب اکسیدهای آهن با نیکل، استرانسیوم یا کبالت – می باشد.

3. آهنربای الکتریکی

آهنربای الکتریکی که به نام الکترومغناطیس نیز شناخته شده با عبور جریان الکتریکی از سیم پیچی با هسته فلزی ایجاد می شود و این سیم پیچ یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که با قطع جریان از بین می رود.

از الکترومغناطیس ها برای کاربردهایی که نیاز به قدرت زیادی دارند نظیر مسیرهای ریلی جاده ای، دستگاه های MRI و جرثقیل ها استفاده می شود. آهنربای الکتریکی در سخت افزار کامپیوتر و تلویزیون نیز کاربرد دارد.

کاربردهای آهنربا

1. کامپیوتر و بلندگو

بسیاری از کامپیوترها برای ذخیره داده ها روی هارد دیسک از آهنربا استفاده می کنند. آهنربا در واقع جهت ماده مغناطیسی در بخش هایی از هارد دیسک که حاوی اطلاعات هستند را تغییر می دهد و بعدا کامپیوتر برای دریافت اطلاعات از روی هارد جهت هر بخش از ماده مغناطیسی را می خواند.

از آهنربا در بلندگوهای کوچک داخل کامپیوترها، تلویزیون و رادیوها نیز استفاده می شود و وظیفه اش تبدیل سیگنال های الکتریکی به ارتعاشات صدا می باشد.

2. برق و سایر صنایع

آهنربا مزیت های فراوانی برای دنیای صنعت به همراه داشته است، از جمله:

  • از آهنربا در ژنراتورهای برقی برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریسته و در برخی موتورها برای تبدیل برق به کار مکانیکی استفاده می شود.
  • در عملیات بازیافت، از آهنربای الکتریکی در جرثقیل ها برای جذب قطعات بزرگ فلزی و جا به جا کردن آن ها استفاده می کنند که برخی از آن ها صدها کیلوگرم وزن دارند.
  • معدنچی ها از دستگاه های مرتب سازی مغناطیسی برای جداسازی سنگ معدن فلزی از سنگ های خرد شده استفاده می کنند.
  • در صنایع غذایی با استفاده از آهنربا ذرات فلزی کوچک موجود در غلات و سایر مواد غذایی را جدا می شود.
  • کشاورزان در مزارع خود برای خارج کردن قطعات کوچک فلزی که گاوها حین غذا خوردن بلعیده اند از آهنربا استفاده می کنند، به این صورت که گاو آهنربا را به همراه غذا قورت داده و آهنربا با پیش رفتن در سیستم گوارشی قطعات فلزی را به خود جذب می کند.

3. سلامت و پزشکی

آهنربا در بعضی تجهیزات پزشکی متداول مانند دستگاه های تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی به کار رفته است.

دستگاه های MRI از میدان های مغناطیسی قدرتمند برای تولید سیگنال رادیویی رادار مانند از داخل بدن برای ایجاد تصویری شفاف و دقیق از استخوان ها، اندام ها یا سایر بافت ها استفاده می کنند.

آهنربای به کار رفته در MRI بسیار قوی و هزاران برابر قدرتمندتر از آهنرباهای معمولی استفاده شده در آشپزخانه ها می باشد.

از دیگر کاربردهای مهم آهنربا در زمینه پزشکی درمان سرطان می باشد، به این صورت که پزشک یک مایع حساس به مغناطیس به ناحیه سرطانی تزریق کرده و از یک آهنربای قدرتمند برای تولید گرما در بدن استفاده می کند. گرما سلول های سرطانی را از بین می برد بدون آن که به اندام های داخلی آسیب بزند.

4. سایر کاربردهای آهنربا

  • بسیاری از ما از حضور آهنربا در زندگی و خانه های خود بی خبر هستیم یا توجهی به آن نمی کنیم در حالی که آهنربا در گوشه و کنار منزل از درب باز کن بطری ها گرفته تا داخل درب یخچال ها، اسباب بازی های کودکانه و تلفن استفاده می شود و جارو برقی، میکسر و ماشین لباس شویی همگی دارای موتور الکتریکی هستند که بر اساس اصول مغناطیسی عمل می کند.
  • یکی از رایج ترین کاربردهای آهنربا نگه داشتن چیزهای کوچک و ساده در کنار هم است، مثلا به کمک آهنربا می توانیم لیست های خرید و گزارش کار روزانه خود یا دکورهای کوچک فانتزی به درب یخچال بچسبانیم.
  • قطب نماهای جیبی از سوزن مغناطیسی برای نشان دادن مسیر شمال استفاده می کنند.
  • نوار مغناطیسی پشت کارت های اعتباری، داده ها را به همان روشی که هارد کامپیوتر عمل می کند ذخیره می کنند.
  • قطارهای مغناطیسی که به قطارهای Mag-Lev نیز مشهور هستند و در حال حاضر در کشور ژاپن راه اندازی و مورد بهره برداری قرار گرفته اند از آهنرباهای ابر رسانا استفاده می کنند و می توانند با سرعت 480 کیلومتر در ساعت حرک کنند.
  • در ادامه بخوانید : کاربرد گوگرد چیست؟

منابع: sciencingstanfordmagnetshomesciencetools