האם מגנטים נצמדים לאלומיניום -

ניסיתם פעם להדביק מגנט לחתיכת אלומיניום ושמתם לב שהוא לא נצמד כמו לפלדה? הניסוי הקטן הזה מעלה לעתים קרובות שאלות גדולות. מגנטים הם חלק מחיי היומיום, מדלתות מקרר ועד אוזניות, אבל לא כל המתכות מגיבות אליהם באותה צורה.

במדריך זה תלמדו מדוע אלומיניום מתנהג אחרת ומה באמת קורה כאשר מגנטים ואלומיניום מקיימים אינטראקציה. בסופו של דבר, תבינו לא רק אם מגנטים נדבקים לאלומיניום אלא גם למה זה חשוב הן בשימוש היומיומי והן בתעשייה.

Do Magnets Stick to Aluminum

מגנט הוא חומר מיוחד המייצר כוח בלתי נראה הנקרא שדה מגנטי. שדה מגנטי זה יכול למשוך או לדחוף מתכות מסוימות, לרוב ברזל, ניקל וקובלט. כאשר אתה מביא מגנט ליד המתכות האלה, הם נמשכים חזק בגלל האופן שבו האטומים שלהם מסודרים.

אתה כנראה הכי מכיר את פשוטמגנטים לסרגלאוֹמגנטים למקרר, אבל מגנטים מגיעים בצורות רבות. חלקם טבעיים, כמו אבן ריחנית, בעוד שאחרים נוצרים באופן מלאכותי ממתכות וסגסוגות. למשל, חזקמגנטים של ניאודימיוםנמצאים בשימוש נפוץ באלקטרוניקה, מנועים ואפילו מכשירים רפואיים.

בקיצור, מגנט הוא יותר מסתם חתיכת מתכת; זה עצם שיש לו כוח משיכה או דוחה, תלוי בחומר שהוא קרוב אליו.

magnet

אלומיניום היא מתכת קלת משקל שנמצאת כמעט בכל היבט של חיי היומיום. מפחי סודה ונייר כסף למטבח ועד למטוסים ואופניים, הערך שלו טמון בעמידות ובקלות העיצוב שלו. בניגוד למתכות כבדות יותר כמו פלדה, האלומיניום אינו מחליד, מה שהופך אותו לאידיאלי לשימוש חיצוני ולשימוש ארוך טווח.-

מבחינה כימית, אלומיניום נחשב למתכת לא-ברזלית. זה אומר שהוא אינו מכיל ברזל, שיקול מכריע כאשר דנים במגנטים. מכיוון שמגנטים נמשכים בעיקר לסגסוגות על בסיס ברזל וסגסוגות-, האלומיניום מגיב בצורה שונה כשהוא נמצא בקרבת הסגסוגות הללו.

לפיכך, בעוד שאלומיניום היא אחת המתכות המעשיות והנפוצות ביותר בעולם, הקשר שלו עם מגנטים מורכב יותר ממה שאתה חושב.

aluminum

למגנטים ולמתכות יש קשר ייחודי, אך לא כל המתכות מגיבות באותה צורה. כדי להבין מדוע, חשוב להבין כיצד מגנטים פועלים בפועל ולאילו מתכות יש משיכה חזקה ולאילו לא.

מגנטים פועלים על ידי יצירת שדה מגנטי סביבם. שדה בלתי נראה זה מקורו בתנועת אלקטרונים בתוך החומר. כאשר אטומים רבים מתיישרים באותו כיוון, הכוח המגנטי חזק מספיק כדי למשוך או לדחוף מתכות מסוימות. אולי שמתם לב שמגנטים למקרר נדבקים בקלות למשטחי פלדה.

How Magnets Work

עכשיו כשאתה מבין את היסודות של איך מגנטים עובדים, קל יותר להבין מדוע מתכות מסוימות נמשכות אליהם. מתכות אלו נקראות מתכות פרומגנטיות. הדוגמאות הנפוצות ביותר הן:

ברזל: המתכת החזקה והנפוצה ביותר עם המגנטיות החזקה ביותר.

ניקל: משמש במטבעות, סוללות וציפויים.

קובלט: משמש בכלים וסגסוגות-בעלות ביצועים גבוהים. למתכות אלו יש משיכה חזקה למגנטים והן משמשות לרוב לייצור עצמים מגנטיים.

מצד שני, מתכות רבות מתנהגות בצורה שונה. לחלק מהמתכות, כגון אלומיניום, נחושת, זהב וכסף, אין מגנטיות כלל. מתכות אלו נקראות מתכות לא ברזליות מכיוון שהן אינן מכילות ברזל. גם אם הם לא מגיבים לשדות מגנטיים כפי שהם מגיבים בדרך כלל, עדיין יש להם תכונות יקרות ערך אחרות, כמו היותם קל משקל, עמיד בפני חלודה או מוליכים חשמליים טובים.

אם אתה לוקח מגנט רגיל ולוחץ אותו על פיסת אלומיניום, כמעט שום דבר לא קורה. זה לא מושך כמו שהוא מושך פלדה או ברזל. הסיבה לכך היא שאלומיניום אינו מתכת פרומגנטית, ולכן אין לו את המבנה האטומי הדרוש למגנטים למשוך.

אבל זה לא אומר שמגנטים ואלומיניום לעולם אינם מתקשרים. במקרים מסוימים, כגון כאשר מגנט חזק מתקרב מהר מאוד לאלומיניום, תראה אפקטים חריגים, כגון גרירה או האטה. הסיבה לכך היא שזרם חשמלי נוצר בתוך האלומיניום, לא בגלל שהאלומיניום עצמו מגנטי.

לכן, בעוד שמגנטים לא "מושכים" אלומיניום, הקשר מעניין יותר ממה שהוא עשוי להיראות במבט ראשון, כפי שנחקור בסעיף הבא.

למרות שמגנטים לא נדבקים לאלומיניום במובן הרגיל, זה לא אומר שהשניים לא מקיימים אינטראקציה. בתנאים מסוימים, למגנטים חזקים יכולים להיות השפעות מפתיעות על מתכת קלה זו.

אלומיניום נחשב למתכת לא-מגנטית, או פרמגנטית. האטומים שלו אינם מסתדרים בצורה שיוצרת שדה מגנטי מתמשך. לכן מגנט בר לא ייצמד אליו. ברמה האטומית, האלקטרונים באלומיניום מבטלים זה את זה, ולא משאירים משיכה חזקה למגנטים.

דברים משתנים כאשר מגנט עובר במהירות על פני פיסת אלומיניום. תנועת השדה המגנטי דרך המתכת גורמת לזרמים חשמליים זעירים, המכונים זרמי מערבולת. זרמים אלו זורמים בתוך האלומיניום ויוצרים שדות מגנטיים משלהם, הנדחפים לאחור כנגד המגנט הנע. במקום להידבק, המגנט מרגיש התנגדות או מאט. אפקט זה נמצא בשימוש נרחב בטכנולוגיה, כגון במערכות בלימה לרכבות הרים או לרכבות.

אתה יכול לנסות את זה בבית עם מגנט ניאודימיום חזק וצינור אלומיניום עבה. זרוק את המגנט דרך הצינור, ובמקום ליפול מהר, הוא ייסחף לאט לתחתית. מה שאתה רואה הוא אפקט זרם המערבולת בפעולה, דוגמה ברורה לאופן שבו מגנטים יכולים להשפיע על אלומיניום מבלי להיצמד אליו.

magnet falling slowly through aluminum tube

קל יותר להבין את התנהגות האלומיניום עם מגנטים כאשר אתה משווה אותו זה לצד זה עם מתכות נפוצות אחרות. הטבלה שלהלן מראה כיצד מתכות שונות מגיבות למגנטים ומה מייחד אותם.

מַתֶכֶת	מַגנֶטִי	למה זה מגיב (או לא)	שימושים נפוצים שתכירו
אֲלוּמִינְיוּם	לֹא	אטומים לא-ברזליים אינם מתיישרים מגנטית	נייר כסף, קופסאות שימורים, מטוסים, אופניים
בַּרזֶל	כֵּן	פרומגנטי חזק; אטומים מסתדרים בקלות	קורות בנייה, כלים וחלקי רכב
פְּלָדָה(מבוסס-ברזל)	כן (תלוי בסוג)	רוב הפלדות מכילות ברזל, מה שהופך אותן למגנטיות	מכשירי חשמל, מסמרים, גשרים
נִיקֵל	כֵּן	פרומגנטי; משיכה חזקה למגנטים	מטבעות, סוללות, אלקטרוניקה
קובלט	כֵּן	פרומגנטי; שומר היטב על מגנטיות	מגנטים, סגסוגות-חוזק גבוה
נְחוֹשֶׁת	לֹא	לא-ברזל, ללא שדה מגנטי מתמשך	חיווט, אינסטלציה, אלקטרוניקה
זָהָב	לֹא	אטומים אינם מתיישרים עם מגנטים	תכשיטים, אלקטרוניקה ומחברים
כֶּסֶף	לֹא	לא-מגנטי אבל מוליך מאוד	תכשיטים, אלקטרוניקה, מראות

לא בטוח אם חתיכת מתכת היא מגנטית? אתה לא צריך כלי מעבדה מיוחדים. עם כמה פריטים פשוטים ברחבי הבית שלך, אתה יכול לגלות במהירות.

התחל עם כל מגנט בסיסי, כמו אחד מהמקרר שלך. מגנט חזק ייתן לך תוצאות ברורות יותר, אבל גם קטנות עובדות.

הנח בעדינות את המגנט על פני המתכת.

אם הוא נדבק מיד, המתכת היא מגנטית.

אם לא, המתכת אינה-מגנטית.

לחלק מהחפצים יש ציפויים או חומרים מעורבים. בדוק יותר מנקודה אחת כדי שתדע בוודאות.

שמור פיסת פלדה קטנה, אלומיניום או נחושת בקרבת מקום לעיון. זה עוזר לך ללמוד איך כל אחד מגיב.

בדיקת מתכות בבית היא מהירה ובטוחה. רק בעזרת מגנט וקצת סקרנות תוכלו להבין האם המתכת שבידיכם שייכת למשפחת המגנטים או לא.

מגנטים ואלומיניום מקיימים אינטראקציה בדרכים מעניינות, והאפקטים הללו משמשים הן בתעשייה והן בחיי היומיום. הבנת השימושים הללו גם עוזרת לך להישאר בטוח בעת טיפול במתכות סביב מגנטים.

במפעלים ובמעבדות, מגנטים ואלומיניום ממלאים תפקיד חשוב ביחד. למרות שאלומיניום אינו מגנטי, הוא מגיב עם שדות מגנטיים נעים דרך זרמי מערבולת. זו הסיבה:

אלומיניום משמש ברכבות מהירות-עבור מערכות בלימה מגנטית.

מפעלי מיחזור מסתמכים על מפרידי זרם מערבולת כדי למיין אלומיניום מחומרים אחרים.

הנדסת חשמל משתמשת באלומיניום בחיווט ובחלקי מנוע, שבהם יש צורך בחומרים קלים ומוליכים.

יישומים אלה מראים כיצד מתכות לא-מגנטיות עדיין יכולות להיות חיוניות בשילוב עם טכנולוגיית מגנט.

אתה גם רואה את האינטראקציה הזו בדרכים פשוטות יותר בבית או בשכונה שלך. מחבתות אלומיניום אינן נדבקות למגנטים למקרר, אך חישוקי אלומיניום לאופניים ומכשירי חשמל עשויים עדיין להרגיש השפעות מגנטיות כאשר הם נעים ליד שדות חזקים.

בעת טיפול במגנטים ואלומיניום:

הרחק מגנטים רבי עוצמה ממכשירי אלקטרוניקה או מכרטיסי אשראי.

הימנע מלאפשר לילדים לשחק עם מגנטים חזקים ללא השגחה.

לבש כפפות אם אתה עובד עם מגנטים בחנות או במוסך.

על ידי שימת לב הן ליישומים והן לבטיחות, אתה יכול להעריך טוב יותר כיצד מגנטים ואלומיניום מעצבים את הטכנולוגיה ואת חיי היומיום.

ש: האם כל סוגי האלומיניום אינם-מגנטיים?

ת: באופן כללי, כן. אלומיניום סטנדרטי ורוב סגסוגות האלומיניום אינן-מגנטיות. כמה סגסוגות מיוחדות עם כמויות זעירות של מתכות מגנטיות עשויות להראות משיכה חלשה, אבל זה נדיר.

ש: האם יש חששות בטיחותיים בעת שימוש במגנטים ליד אלומיניום?

ת: אלומיניום בטוח למגע עם מגנטים. הזהירות העיקרית היא בעת שימוש במגנטים חזקים מאוד, שעלולים לצבוט עור או להזיק לאלקטרוניקה אם מטפלים בהם ברשלנות.

ש: למה האלומיניום לא מחליד כשהוא ליד מגנטים?

ת: אלומיניום יוצר באופן טבעי שכבת תחמוצת דקה המגנה עליו מפני קורוזיה. מגנטים אינם משפיעים על תכונה זו, מה שהופך את האלומיניום לעמיד ביישומים רבים.

עכשיו אתה יודע שמגנטים לא נדבקים לאלומיניום כמו שהם נדבקים לברזל או פלדה. אלומיניום הוא מתכת לא-מגנטית וקלת משקל, אך היא עדיין יכולה לקיים אינטראקציה עם מגנטים נעים באמצעות זרמי מערבולת. זה יוצר אפקטים מרתקים שימושיים הן בתעשייה והן בחיי היומיום.

הבנת האופן שבו מגנטים ומתכות מתקשרים עוזרת לך להבין מדוע חומרים מסוימים נמשכים למגנטים בעוד שאחרים לא. זה גם נותן לך ידע מעשי לבדיקת מתכות בבית, שימוש בטוח במגנטים וזיהוי היישומים האמיתיים-של אלומיניום.

אז בפעם הבאה שאתם מנסים מגנט על אלומיניום, זכרו: הוא לא ייצמד, אבל הסיפור לא נגמר שם. עם קצת סקרנות, אתה יכול לחקור את הדרכים המפתיעות ששני החומרים הללו משפיעים זה על זה.