Küçük yaşlarda ilgimizi en çok çeken maddelerden birisi mıknatıstır. Bazı metalleri çekme özelliği tespit edilen bu maddenin, kuzey ve güney olarak iki ayrı kutup noktası bulunuyor. Demir, nikel, kobalt gibi metalleri çeken ve manyetik bir alan ortaya getiren mıknatıslar ile ilgili ayrıntılı bulgular bu yazıda sizi bekliyor.

Günlük yaşamın çoğu bölümünde farkında olmadan mıknatıs kullanılır. Evimizde kullandığımız çoğu ev aletinde bile bu maddeden bulunuyor. Oluşturduğu manyetik alandan faydalanarak çoğu cihazın tüketimi sağlanmaktadır. Kuzey ve güney olarak iki ayrı kutbu tespit edilen mıknatıs, hem yapay hem de natural maddelerden oluşabilmektedir.

Birçok türü tespit edilen mıknatıs, yapay ve natural ana kategori olarak ayrılmaktadır. Manyetik alan özelliğine sahip olan ve karşılıklı iki kutbu simgeleyen maddelerdir. İki ayrı uç kutup sahip olan mıknatısın çekim kısmına demir, nikel ve kobalt gibi metaller girmektedir. Doğal yapıda olan mıknatıslar, itme ve çekme güçleri kendinden meydana gelen kuvvettir.

Dışarıdan tesir eden nesneler aracılığı ile çekme ve itme özelliği kazanan mıknatıs türü ise yapay olarak isimlendirilir. Uygulanan kuvvet yardımıyla yapay mıknatıslar geçici ya da sıksık mıknatıs olma özelliği taşırlar. Elektromıknatıs özelliğinde olanlar da bulunuyor ve şunlar, demir çubuğun çevresine sarılan geçirgen özellikli bir sargıdan geride bıraktığımız akım neticesinde itme ve çekme özelliği kazanmaktadır.

Özgül ağırlığı 2.7 gr/cm3 olan mıknatıs; demir, kobalt, nikel gibi metalleri çeken ve manyetik alan ortaya getiren bir maddedir. Dünyanın çoğu bölgesinde natural olarak tespit edilen ve yapay ortamda da yapılabilen mıknatıslar yaşamın çoğu bölümünde gereksinim duyulan maddelerdir. İsveç, Cezayir ve Ural dağları gibi yerlerde natural durumda tespit edilen mıknatıslar yer almaktadır.

Mıknatısın kuzeyi gösteren ucu N (North) ve güneyi gösteren ucu S (South) ile gösterilir. Mıknatısın karşıt kutupları birbirini çeker, aynı kutupları ise birbirini iter. Her mıknatısın etrafında meydana gelen bir manyetik alan bulunuyor.

Mıknatısın manyetik alan kuvvet çizgileri, kuzey kutbundan çıkar ve güney kutbunda son bulur. Bir maddenin mıknatıs özelliği kazanabilmesi amacıyla manyetik bir madde olması gerekmektedir. Yani demir, nikel, kobalt gibi metallere manyetik madde adı verilir.

İnsanların ilk mıknatısı keşfetmesinin Manisa’da 2800 sene evvelce bulunduğu düşünülmektedir. O vakitlerde Magnesia olarak anılan Manisa’da eski Yunanlıların bir takım demir cevheri parçalarının, birtakım maddeleri çektiği gözlenmiş. Bu taşlara manyetit adı verilmiştir.

Mıknatıs Nasıl Yapılır?

Su katılarak çelikten oluşturulan mıknatıslar, yüksek ısıda ısıtıldıktan sonra süratle soğutma prosedürü ardından elde edilir. Mıknatıs yapımında gereksinim duyulan bir başka mühim madde ise alnicodur. Kobalt, nikel ve alüminyum karşımı bir madde olan alnico, çoğu endüstri pazarında sarfedilen bir maddedir.

Ortaya çıkarılan yapay mıknatıslar genelde uzun vakitli kullanım amacıyla uygundur. Etki kısmı amacıylae giren çoğu demir ve çelik gibi malzemeleri çekme özelliğine sahip olan yapay mıknatıs, rastgele bir ucunun kırılması neticesinde yeniden kutuplaşma özelliği gösteren yapıdadır.

Sıradan bir manyetik maddede, her biri mıknatıs gibi davranan milyonlarca bölgecik yer alır ve şunlar düzensiz durumdadir. Bu bölgeciklerin birbirlerinin manyetik tesirini yok etmelerinden ötürü madde mıknatıs özelliği göstermemektedir.

Manyetik maddeler, bir mıknatısın manyetik kısmına girdiğinde ise bölgecikler derli toplu duruma gelir. Bunun neticesinde madde mıknatıslanır. Birkaç değişik yöntemle mıknatıslanma gerçekleşebilir; fakat bu yöntemlerin en denetimli ve kuvvetlisü elektrik akımı kullanmaktır.

Mıknatıslandırma yöntemleri; tesir, dokunma ve sürtünme şeklindedir.

Mıknatısın Özellikleri Nelerdir?

İçeriğinde demir, nikel ve karbon olan nesneleri çekme özelliğine sahip olan mıknatıslar, kullanım alanlarına göre pek çok çeşidi olan magnetik maddelerdir. Doğada natural olarak bulunması olası olan mıknatısların yanı sıra, çeşitli bileşimlerle elde edilen yapay mıknatıslar da vardır.

Yapay mıknatıslar, çubuk, at nalı ve U şeklinde olmak üzere çeşitli şekillerde yapılmaktadır. Mıknatıs özelliğinin kazandırılması olası olan bir madde üstüne tel sararak elektRomanyetik akım verilmesi neticesinde meydana gelen mıknatıs türü ise elektromıknatıs olarak adlandırılır.

Mıknatıs Çeşitleri Nelerdir?

Kullanım alanları ve gereksinimleri değişiklik gösteren mıknatıslar, taşıdığı özellikleri ile çeşitlenmektedir. Doğal olarak taş şeklinde tabiatta bulunması olası olan natural mıknatıs çeşidi, günlük hayatta  mıknatısa gereksinim duyulan çoğu alanda sıkça kullanılmaktadır. Yapay mıknatıs ise daha evvelce mıknatıs özelliği olmayan bir madde iken, çeşitli müdadurumaler ile mıknatıs özelliği gösteren maddelerdir.

Mıknatıslar 2 gruba ayrılmaktadır:

Sabit Mıknatıs

Çelik ve demirin ham madde olarak kullanıldığı yapay mıknatıslar, kullanılacakları alanlara göre, şekilleri ve boyutları değişiklik göstermektedir. Etrafında kuvvetli bir manyetik alan ortaya getiren yapay mıknatıslar genelde at nalı, silindir, U şeklinde ve çubuk şeklinde olabilir.

Sabit mıknatıslar, tabiatta mıknatıslanmış durumda tespit edilen maddelerden oluşabilir. Bunun yanısıra alnico, NdFeB, Sm-Co,Sm-Fe gibi maddelerin alaşımından da oluşabilmektedir. Bu mıknatıs çeşitleri genelde, elektrik enerjisini hareket enerjisine ya da tam tersi, hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren işlerde kullanılmaktadır.

Elektromıknatıs

Çelik ya da demir bir maddeye elektrik akımını yaşamış bir tel sarılarak mıknatıs özelliği kazandırılan mıknatıs türü ise elektromıknatıs ismini alır. Bunların mıknatıs özelliği yalnızca telden akım geçtiği prosese vardır. Elektromıknatısların kullanım alanlarına baktığımızda ise tekrar elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştürmek ve yüklü parçacıkları saptırmak bulunduğunu görmekteyiz.

Elektromıknatıslar evlerde sarfedilen tesirleşim cihazlarının mikrofon ve hoparlörlerinde kullanılmaktadır. Aynı vakitte çamaşır makinesi, buzdolabı gibi cihazların motorlarında, çoğu elektronik cihazın adaptörlerinde yer alırlar. Kaçak ve aşırı akım rölelerinde, elektrik sigortalarında, kumanda rölelerinde, kontaktörlerde de elektromıknatıs kullanılmaktadır.

Mıknatısın Kullanım Alanları Nelerdir?

Birçok endüstri pazarında ve günlük hayatta  sıkça karşımıza çıkan mıknatıslar, akla gelmeyecek yerlerde yaşamı basitleştiren maddelerdir. Günümüzde mühim bir yere sahip olan elektronik cihazların yapımından, ağır nesnelerin taşınmasına kadar çoğu hususta mıknatıslara gereksinim duyulur. Mıknatısın kullanım alanlarını şu şekilde bir sıralayacak olursak;

  •     Denizcilikte pusula vazifesi gören mıknatıs, yaşamı basitleştiren örneklerden yalnızca biridir.
  •     Önemli bir kullanım kısmı olarak, çöp yığınları arasındaki elle ayıklanması olası olmayan metaller, mıknatıslar yardımıyla ayıklanmakta ve çoğu alanda geri dönüşüm olarak değerlendirilmektedir.
  •     Her evde tespit edilen kapı zillerinden çıkan sesler elektromıknatıs yardımıyla oluşmaktadır.
  •     Kil ve cam temizleme gibi işlemlerde demir minerallerinin ayrımında kullanılır.
  •     Kireç taşı ve dolomit temizlemede
  •     Refrakter hammaddelerinin işlenmesinde
  •     Sıvılarda yer alan demir gibi metallerin ayrıştırılmasında
  •     Asansörlerdeki rayların yapımında
  •     Elektrik santrallerinde elektrik üretmek amacıyla
  •     Tren raylarında sürtünmeyi azaltmak amacıyla
  •     Yine yukarıda anlatılan geri dönüşüm kullanım kısmına benzer şekilde, hurda yığınlarındaki metalleri çıkarmak amacıyla de mıknatıslardan yararlanılmaktadır.

Mıknatıs Nasıl Çalışır?

Mıknatıslanmanın bölge teoriyi ile nasıl çalıştıkları açıklanabilmektedir. Bu teoriye göre; mıknatıslık özelliği maddenin iç yapısından kaynaklanmaktadır. Birbirleriyle tesirleşen ufak moleküller mıknatıslardan oluşur.

Bu moleküller mıknatısların binlercesi aynı yöne yöneldiklerinde bir bölge ya da bölgecik oluşturur. Mıknatıslarda bu bölgeler derli toplu bir şekilde aynı tarafı göstermektedir. Bu şekilde milyonlarca bölgenin tesiri ile makro civarda mıknatıs ortaya gelir.

Manyetik bölge teoriyi, çeşitli maddelerin manyetik özelliklerini de açıklamaktadır. Demir, nikel, kobalt gibi ferRomanyetik maddeler, mıknatıslanmadan en çok büyülenen maddelerdir. Altın, bakır, elmas, gümüş gibi diamanyetik maddeler ise az büyülenenlerdir. Sodyum, magnezyum, kalsiyum, alüminyum gibi paramanyetik maddeler de hiç tesirlenmeyenlerdir.

Elektrik akımının tesiri ile mıknatıs özelliği gösterebilen manyetik maddelere elektromıknatıs denmektedir. Bunlar, yalıtılmış ince kabloların ham demire sarılması ve kablolardan akım geçirilmesiyle oluşur.

Elektromıknatıslar, her vakit mıknatıs özellikleri göstermemektedir. Akım kesildiği vakit bu özellikleri kaybolmaktadır. Bu amaçla tanımlarını daha kapsamlı bir şekilde yaptığımız vakit çalışma prensipleri de anlaşılmaktadır.

Kobalt, demir ve nikel gibi maddelerden yapılarak, kısa vakit içersinde manyetik duruma gelen mıknatıslayıcıdır. Geçici mıknatıs adıyla da anılan bu maddelerin yapısı, bobin amacıylae silisli yumUşak demir yerleştirilerek elde edilir.

Bobinden akım geçtikçe mıknatıslık özellikleri devam eden elektromıknatıslardan sağlanan manyetik alan, sıksık mıknatıslardan sağlanan manyetik alandan daha büyüktür.