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一块永磁铁对外做功,磁铁本身有没有能量损失?

作者:机械网
文章来源:本站

  首先,我要强调一点,现在同学们接触到的电磁理论,以本科生的水平而言,大部分集中在一百四十多年前的理论;而高中生水平的同学,则是将一百四十多年前的理论再简单化粗暴化精简的结果。

  所以,才有无数用磁铁去制造永动机的“天才”想法诞生嘛。还是教育惹的祸。

  磁性的简单解释

  我们简单粗暴的将原子的模型理解为,原子是由原子核和围绕原子核的电子组成。

  每个电子的绕圈运动会使得物质的单个原子产生各自的磁场。而物质层面的磁性,是由每个原子表现出来的磁场叠加而成。

  一般的物质由于电子磁场排列的杂乱无章,所以将相互抵消,对外无法表现出磁性。而磁性物体,例如铁,则由于其原子排列的规律性特殊,使得电子磁场可以叠加,而表现出物质宏观磁性。

  永磁体或者磁铁间的吸引作用形式

  把一块铁放在永磁磁铁附近,铁就会被磁化,然后形成磁矩。宏观的表现就是,铁就会吸引过去。

  这个过程中,原来的铁产生了动能,这样当然是——做功。按照题主的讲法,这是磁力在做功!

  换个学术点多讲法,磁矩在不均匀磁场中受力,做功。

  磁铁的能量会损失吗?

  我们也尽量简化模型来讲吧。

  磁性物质具备磁力,是物质本身的一种属性。我们可以把磁力看做一种场,而且是一个保守力场——磁力场。本质上,整个系统中,没有能量的传递,只是将受力物体的能量存在形式进行了转换,将被吸引铁块的动能,转化为了它自身的磁势能。没有能量的传递,当然就没有能量损失一说了。

  好吧,我知道同学们理解会比较迷惘,那么,换一个说法——地球和一个苹果!

  引力是地球自身的属性,它是由地球质量决定的。现在高处有一个悬空的苹果,苹果当然会被地球吸引,做自由落体下落,那么,地球也是对苹果做了功!你会觉得地球损失了能量吗?

  地球的引力作用不会减少地球的引力。

  磁体的磁力作用,也不会减少磁体的磁力。

  结语

  如果还需要更详细深入,那么我们将进入量子论,我看还是结束算了!

  我是猫先生,欢迎关注,感谢阅读。

  长期使用永久磁铁,磁力会有损失的。举两个例子:1,选矿厂选铁粉时用的磁选机内部都是用的永久磁铁叠成,用过一段时间后,磁力会减弱使之报废或重新更换磁块;2,步进电机或伺服电机的转子是由永磁体镶嵌而成,随着使用时间的增加,电机出力会减小即永久磁铁磁力减弱而更新电机。这两个例子使用的环境温度都不超磁铁的失磁温度。

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