Indhold
Spins og kredsløb af elektroner gør i virkeligheden ethvert atom til en lille barmagnet. For de fleste materialer peger de magnetiske øjeblikke af disse atomer i tilfældige retninger, og deres felter annulleres og frembringer ingen netmagnetisme.
I modsætning hertil er visse stoffer ferromagnetisk og deres magnetiske øjeblikke samles spontant, så deres felter er parallelle med hinanden og tilføjes sammen. Denne tilpasning er begrænset til en lille region kaldet a domæne, med mange sådanne domæner, der udgør et ferromagnetisk materiale.
Selvom de har styrket magnetfelter, er domænerne i sig selv tilfældigt orienteret, hvilket igen resulterer i ingen overordnet magnetisme. Et eksternt magnetfelt kan imidlertid justere domænerne, så deres egne magnetfelter forstærker hinanden, hvilket producerer et netfelt i et objekt og derfor skaber en magnet. Dette fænomen, kaldet ferromagnetism, er grundlaget for hverdagsmagneter. Ved stuetemperatur er kun fire elementer ferromagnetiske og har denne opførsel: jern, kobolt, nikkel og gadolinium.
Brug af magnetisme
Bløde magnetiske materialer som jern er lette at magnetisere, men domænerne randomiseres, så snart det ydre felt forsvinder; følgelig mister materialet hurtigt sin magnetisme. Denne egenskab er nyttig til elektromagneter og enheder som båndoptagelse eller sletning af hoveder, som har behov for at generere midlertidige eller hurtigt skiftende magnetfelter.
Hårdmagnetiske materialer som stål er vanskeligere at magnetisere og også vanskeligere at afmagnetisere; efter fjernelse af det ydre felt kan de bevare deres magnetisme i lang tid - nogle gange i millioner af år, et kendetegn, der hjælper med den geologiske datering af klipper. Hårde magnetiske materialer bruges derfor til at fremstille permanente magneter.
Denne magnetiseringsproces har store praktiske anvendelser med båndoptageren som kun et eksempel. Optagebånd består af en lang, tynd Mylar-strimmel belagt med fine partikler af jernoxid eller chromdioxid. Når båndet bevæger sig under pladehovedet, justeres et magnetfelt domæner på denne belægning som respons på musikken eller datasignalet. Derefter beholder domænerne det imponerede magnetfelt til senere gentagelse.
Computer harddiske bruger i det væsentlige den samme proces til magnetisk datalagring på hurtigt roterende plader.
Uønsket magnetisme
Efter at have kommet i kontakt med magneter eller magnetiske spændeborde, kan stålgenstande blive utilsigtet magnetiseret. Bearbejdning, svejsning, slibning og endda vibrationer kan også magnetisere stål. Uønskede effekter inkluderer værktøjer, der tiltrækker metalflis og spån, en ru overflade efter galvanisering og svejsninger, der kun trænger ind på den ene side.
Tilsvarende kan konstant kontakt med magnetbånd overføre en resterende magnetisme til registreringsudstyr, hvilket øger støj og forårsager unøjagtig lydoptagelse.
For at blive genbrugt kan et lydbånd gendannes til en tom tilstand ved at køre længden af det forbi et slettehoved, en kedelig og upraktisk proces, især i stor skala. Kasserede computerharddiske kan have ejendomsretlige eller følsomme data, som ikke burde være tilgængelige for andre. I disse tilfælde skal registreringsmediet demagnetiseres i bulk.
Hvorfor bruge en demagnetizer?
Ubehag af uønsket magnetisme har ført til udviklingen af både små og industrielle demagnetizers. En afmagnetizer, også kendt som en degausser, bruger elektromagneter til at generere intense højfrekvente AC-magnetfelter. Som svar tilpasser de enkelte domæner tilfældigt, så deres magnetiske felter annullerer eller næsten annullerer, eliminerer eller reducerer uønsket magnetisme væsentligt.
Nogle degaussere bruger ikke elektricitet eller elektromagneter, men har sjældne jordartsmagneter i stedet for at give de nødvendige kraftfulde magnetfelter.
Dette afmagnetiseringsprincip bruges også båndoptagere. Når båndet passerer under et slettehoved, vil en høj amplitude, højfrekvent magnetfelt randomisere domænerne som forberedelse til optagelse af ny lyd eller data. I større skala sletter massedemagnetisatorer hele spoler af magnetbånd eller harddiske i et enkelt trin.
En demagnetizer-maskine kan have en af flere almindelige konfigurationer, afhængigt af formålet. Et bærbart afmagnetiseringsværktøj ville degauss bor, mejsler eller små dele, der hviler på en plan overflade eller passerer gennem et hul.
Tykke materialer eller store faste genstande skal muligvis passere gennem en afmagnetiserende tunnel, der er stor nok til at passe til en stående person. Frekvens, afmagnetiserende feltstyrke og gennemløbshastighed skal tilpasses objektet og det resterende magnetfelt, der slettes.