Магнит

Так называют тело, способное притягивать железо и некоторые другие металлы и вещества, или, общнее, тело, создающее в окружающем его пространстве магнитное поле (см. Магнетизм). М. может быть временным и постоянным: временным М. делается всякое магнитное вещество, помещенное в магнитном поле другого магнита, — напр. железо, никель, кобальт, марганец и т. д.; некоторые из этих веществ обладают способностью оставаться навсегда намагниченными и по удалении их из сферы действия другого магнита — таковы в особенности сталь, некоторые сорта чугуна, никель и другие; причина этой способности называется задерживательной силой, и такие М. называются постоянными М. Всякий М. имеет по крайней мере две точки, в которых сосредоточена притягательная сила его; эти точки называются полюсами и расположены обыкновенно близ концов М.; между ними лежит полоса, лишенная притягательных свойств и называющаяся полосой безразличия (см. Магнетизм). Первые известные постоянные М. представляли куски магнитной бурой железной руды состава Fe₃O₄, весьма распространенной в природе. Обыкновенно куски этой руды в залежи своей не проявляют магнитных свойств, но, будучи выломанными, более или менее быстро делаются М. Магнитная железная руда находится почти везде, в России в особенности на Урале (гора Благодать); древние находили ее в Лидии у города Магнезии (Гераклеи), почему и назвали ее гераклейским камнем (Платон), лидийским камнем (Софокл). Естественные магниты обладают обыкновенно небольшой притягательной силой; еще в средние века начали снабжать куски магнитной руды оправами (арматурой) из мягкого железа, благодаря чему притягательная их сила увеличивалась. Один из наибольших подобных магнитов хранился в физическом кабинете Дерптского унив.: он весил без арматуры 30 фнт. и способен был держать при посредстве якоря груз в 87 фн. Притягательная сила маленьких магнитов может от оправы увеличиваться в 10, 100 и более раз. Естественным М. придавали обыкновенно форму почти кубических брусков (см. фиг. 1) или шаров (microgea).

Фиг. 1.

К началу XVI стол. относятся первые попытки приготовить искусственные М., но лишь в начале XVIII ст. Савери в Англии указал на метод приготовления стальных искусственных М. Приготовление стали составляло в те времена секрет немногих заводов, различие между железом и сталью было не вполне известно. Первый известный способ состоял в повторном натирании в одном и том же направлении стального бруска одним из полюсов естественного М.; в середине XVIII стол. Найт (Knight) в Англии, Дюгамель и Антом в Париже разработали метод двойного натирания, усовершенствованный затем Эпинусом. По способу Эпинуса стальной брус концами его кладут на разноименный (один N, другой S) полюсные оконечности двух сильных М. и натирают его двумя разными полюсами (N и S) двух других сильных М., заставляя их скользить (под углом в 25° — 30°) от середины бруска (фиг. 2) по противоположным направлениям к концам его; дойдя до концов, снимают магниты, кладут их снова в указанное чертежом положение и снова разводят от середины к концам; такое натирание повторяют большое число раз.

Фиг. 2.

В настоящее время указанными методами пользуются весьма мало и приготовляют М., помещая стальные бруски в сильное магнитное поле, образованное гальваническим током (см. Электромагнетизм); для этой цели бруски кладут внутрь катушки, по которой проходит ток, или на полюсные оконечности сильного электромагнита; для лучшего намагничения их по ним ударяют при этом деревянным молоточком. По Мозеру, три одинаковых стальных бруса, намагниченные по способам Найта, Эпинуса и с помощью электромагнита, получают силы, относящиеся, как 1:6:7,6. Повторным намагничиванием можно достигнуть насыщения М., когда дальнейшее натирание его силы не увеличивает; если (по Кетеле) силу магнита при насыщении назвать через J, то сила его после x-того натирания будет

i = J(1 — 0,36√x).

Сила М. при насыщении зависит от формы его и сорта стали. Наиболее выгодная форма для М. есть удлиненный стальной параллелепипед, толщина которого невелика сравнительно с длиной и сечение которого не квадратно, но представляет удлиненный параллелограмм. Наибольшее же влияние на силу М. и особенно на его постоянство имеет сорт стали, степень ее закалки и способ отпускания; для хороших М. применяют теперь обыкновенно лучшую инструментальную сталь (серебряную), еще лучше вольфрамовую сталь. Относительно закалки и отпускания Струал (Strouhal) и Барус, весьма внимательно исследовавшие этот вопрос, советуют: "закалить магнит по возможности лучше, затем поместить его в парах при 100° Ц. на 20-30 часов и даже на более долгое время, если магнит значительных размеров. После этого намагнитить его насколько возможно лучше и вновь поместить в пары на пять или более часов". Приготовленные таким путем магниты обладают большим постоянством, что весьма важно, особенно если магниты применяются к измерительным инструментам. О влиянии темп. см. Магнетизм. Чтобы усилить подъемную силу М., еще Найт предложил приготовлять подковообразные М. и употреблять составные М., сложенные из нескольких стальных пластин, намагниченных отдельно; в последнее время вопрос этот разработан был Жаменом, которому удалось изготовить весьма сильные М., сгибая в подкову целый ряд тонких, сложенных вместе стальных пластинок и снабдив их внизу арматурой (фиг. 3).

Фиг. 3.

Подъемная сила М. Жамена зависит, понятно, от степени их намагничения и при прочих равных условиях — от числа пластин; приводимые ниже результаты относятся к М. из пластин в 1,2 м длиной.

| Число пластин                       | 20       | 30       | 40       | 45       | 50       | 55       |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Подним. груз в килограммах  | 175     | 316     | 460     | 558     | 600     | 680     |

Зависимость между подъемной силой М. и его массой различные ученые пытались выражать формулами; кроме формулы Ван дер Виллингена (см. Магнетизм), известна еще формула Бернулли-Гекера

,

где W вес магнита, P его подъемная сила, а α (если W и P выражены в фунтах) меняется от 18-24 для подковообразных М. Все эти формулы лишь грубо приблизительны и созданы чисто эмпирическим путем. Влияние формы оконечностей М. на подъемную и притягательную силу следует весьма сложным законам и частью исследовано было Ю. Дубом (см. Электромагнит). Законы магнитной цепи — см. Магнетизм; астазирование. М. — см. Астатическая система стрелок.

А. Г.