Létezik olyan gyűrűmágnes, amelynek az északi pólusa a gyűrűn kifelé, a déli pedig azon belülre mutat?

Kedves #10!

A légrések nem gyártástechnológiai okokból vannak, hanem azért mert így lehet megcsinálni, és a légrések miatt nem romlik olyan gyorsan le a mágnes, mintha nem lenne.

Ahoz, hogy megértsd miért megpróbálom szemléletesen leírni miért nem működik homogén mágnesként.

először azt kell megérteni, hogy alakul ki egy mágneses pólus.

Megpróbálom megúszni, hogy lerajzoljam, beszúrok két ábrát egy rúdmágnes északi és déli pólusának kialakulásáról:

[link]

Ez a mágnes belsejében lévő elemi molekuláris köráramok elhelyezkedése egy mágnesben.

idézek az eredeti szövegből:

"A belső szomszédos részekben az ellenkező irányu áramok egymás hatását ellensulyozzák s igy a molekularis áramok összes hatása kifelé egyedül a metszet kerületén lévő áramrészektől ered; ezeket minden egyes keresztmetszetben egyetlenegy, a kerületen végig haladó körárammá egyesítve képzelhetjük (7. ábra) s igy magát a mágnest szolenoidnak tekinthetjük. Ezen elmélet értelmében földünk mágnességét is benne keletről nyugatfelé folytonosan keringő áramokból eredőnek kell tekintenünk."

A szövegben megnevezett 7. ábra:

[link]

Az egyszerűség kedvéért függőleges tengelyű geometriában tárgyaljuk a jelenséget, egy adott B külső és A belső átmérőjű gyűrű alakú mágnes esetében.

[link]

Elég suta kép, de ide megteszi.

nos akkor a megértés következő fázisát az jelenti, hogy képzeljünk el a 7. ábrához hasonló rúdmágneseket, amik szegmens alakúak, és egy elemi domén szélességű körcikkek- mint a Wadmalac által beszerkesztett képen látható - azonban légrés nélkül homogén anyaggá egyesítenénk őket.

Ekkor a sugár irányú felületeken lévő elemi áramok - pont úgy mint a legelső lépésben - mivel egymásal szembe mutatnak (!!!) lerontják egymás hatását.

Tehát, ha megkísérelnénk iyen elemi mágnesekből összerakni ezt a gyűrűt, a mágneses pólusai akkor sem mutatnának befelé!

Most vizsgáljuk meg valójában milyen alakja lesz ennek a mágnesnek a mágneses tere!

Az áramok összegzésével a gyűrű alsó és felső felületén egymással ellentétes irányú áramok keletkeznek, és ennek a mágneses térnek az irányát is a jobbcsavar szabály ("dugóhúzó elv" ) mutatja meg.

Az első kérdés, hogy létezhet-e ilyen terű mágnes?

(amit ilyen szegmensek összerakásából kaphatunk)

A válaszom hogy IGEN, mert ennek a mégnesnek a tere két gyűrű alakú mágnes egymást taszító végeinek összeszorításával előállítható.( a fekvő gyűrű alakuú mágnes alsó és felső felülete a két mágneses pólus) (itt látható, hogy a tömörség kérdése irreleváns.)

És itt válik érthetővé, hogy miért is kell a légrés!

A légrés azért kell, hogy a külső és belső felületek (henger felületek sugárirányban) ne alakuljanak ki, így a felületi áramok ne semlegesítsék egymárst! Továbbá azért kell a légrésnek diamágneses anyagból lennie, hogy az erővonalak ki tudjanak lépni a márnesből anélkól, hogy a másik mágnes erővonalaival keresztezniük kéne egymást.

Az erővonalak tulajdonságairól ez az egyszerű jegyzet 8-9 oldalán találod leírva a részleteket:

www.kepzesevolucioja.hu/dmdocuments/4ap/6_0917_007_101030.pdf

(ha nem tanultad volna)

Szóval, a második kérdés, hogy stabil e ez az erőtér?

Kisérleti úton igazolható, és a magyarázat nélkül a tapasztalatra hivatkozom:

Az állandó mágnesek nem szeretik a másik mágnes azonos pólusaival való érintkezést. Taszítják őket, a természet már csak ilyen. Ha megerőszakolják őket, a mágnes koercitív ereje "mágesessége" leromlik.

Vagyis a légrés nem azért van hogy olcsóbb legyen a mágnes, hanem azért, hogy ne romoljon le az eredeti mágnes részek koercitív ereje!!!

Summázva a válaszom:

Elemi mágnesből homogén mágnes ami gyűrű alakú és bent van az egyik pólus és kint a másik nem rakható össze.

Ha összerakjuk mégis, az eredő pólusok nem belül és kívül lesznek, hanem alul és felül.

Ha a gyűrűmágnes nem homogén, vagyis mágnesekből légrésekkel rakjuk ösze, a mágneses erőtér akkor sem belső északi külső déli pólusúak lesznek, hanem pont mint a villamos forgógépek tekercselt álórészeiben - több mágneses pólus alakul ki.

(beláthetó a belső körhenger felületét a pólusoknál egyik irányban, a légrésekben ezzel ellenkező irányban döfik át)

Vagyis minden igyekezet ellenére sem a kívánt - a kérdés kiírásában szereplő - mágneses teret kapjuk.

A természet már csak ilyen.

Néhány napja Wadmalac "kolléga" írt néhány sort az ostoba pontozókról. az ő kedvükért próbáltam meg kvázi középiskolás módon - az integrál fogalmat elemi domének áramai összegzésével - kikerülni, hogy figyelmes olvasó számára azonnal érthető legyek.

Ja és ha valaki kételkedik, vegyen egy ilyen mágnest, és üveglap + vaspor segítségével nyugodtan ellenőrízze a maxwell egyenleteket!

Jó éjt #tizes!

#11:

Gyanítom, hogy ez úgy, ahogy van megállja a helyét.

Hogy mennyire tudna megmaradni egy tömör ilyen gyűrű mágnes változatlan polaritással, azt nem tudom felmérni, de azt, hogy létrehozni felmágnesezéssel gyakorlatilag lehetetlen, azt igen.

Az általam linkelt gyűrűk is főleg gyártástechnológiai okból szegmensesek. A légréseknek meg éppen simánlehet az a dolga, amit W_D írt.

Hozzátenném, én színtisztán funkcionálisan nézem a kérdést, vagyis csak azzal foglalkoztam, hogy létezhet-e olyan gyűrű mágnes, ahol befelé csak az egyik, kifelé csak a másik pólus néz.

Hogy a valódi erővonal kép egy ilyen szegmenses gyűrűs mágnesnél valójában sokkal bonyolultabb, azt aláírom.

nos, akkor a kérdés eldötésére érdemes a maxwell egyenletek közül aa 3. törvény integrális alakját kell segítségül hívni: 3 dimenzióban gondolkodva a következőképp értelmezem:

bármely, tetszőleges, zárt térrészt határoló felületen a körülzárt térfogatba befelé és kifelé mutató indukcióvonalak száma előjelesen összegezve (a befelé legyen pozitív, a kifelé mutató negatív) éppen zérus.

Mert az ilyen.

Ha van egy rúdmágnesünk és a gömbükkel egyik pólusát bekerítjük, ugy hogy a pólus felülete beleessen a térrészt határoló felületbe- a pólusból kilépő erővonalak mondjuk ha befelé halladnak a gömbbe, akkor pont ugyanennyi erővonalnak a gömb maradék felületén kifelé kell halladnia.

Ezt mondja ki a maxwell 3 (gauss törvénynek is mondjuk)

[link]

Nos, ha a belső oldalon csak egyféle pólusok vannak, akkor a kégrésekben , alul felül a másik pólusok (vagyis a szegmensekből ki/be lépő erővonalakkal ellentétes irányban átdöfött felületek - amik a felület szempontjából ugyanúgy pólusként viselkednek, csak mivel más a felületük mérete, a fluxussűrűségük is más lesz) is kialakulnak, és ezek is a középpont felé néznek.

ha nem így lenne, akkor a befelé mutató pólusok határfelületeit magába foglaló zárt gömbfelületet csak egy irányba mutató erővonalak lépnék át, ami - mint az közismert- ellentmond a korábban emlegetett természettörvénynek.

Az egypólusú mágnes a perpetuum mobile gyártók egyik kedvenc témája, és mert nem nyilvánvaló - mert nem az- sokak kedvenc gumicsontja. Ettől még nem létezik. A másik pólus nyilvánvalóan a mágnespólusok közt szabadon maradó térrészben alakul ki - és kialakul mindíg, mert a mágneses tér forrásmentes, erővonalai hosszirányban rövudülnek, önmagukban záródnak és nem keresztezik egymást.