Razlika između elektromagneta i trajnog magneta

Elektromagnet vs trajni magnet
 

Elektromagneti i stalni magneti dvije su važne teme u elektromagnetskoj teoriji. Ovaj članak će objasniti osnove magnetizma, elektromagneta i trajnog magneta i opisati između dva magneta.

Što je elektromagnet?

Da bismo razumjeli elektromagnete, prvo moramo razumjeti teorije iza magnetizma. Magnetizam nastaje zbog električne struje. Nositelj ravne struje ima snagu, normalnu od struje, na drugi strujni nosač struje postavljen paralelno s prvim vodičem. Budući da je ta sila okomita na tok naboja, to ne može biti električna sila. To je kasnije identificirano kao magnetizam.

Magnetska sila može biti ili privlačna ili odbojna, ali uvijek uzajamna. Magnetsko polje djeluje na bilo koji pomični naboj, ali na nepomične naboje ne utječu. Magnetsko polje pokretnog naboja uvijek je okomito na brzinu. Sila na pomicanje naboja magnetskim poljem proporcionalna je brzini naboja i smjeru magnetskog polja.

Magnet ima dva pola. Oni su definirani kao Sjeverni i Južni pol. Linije magnetskog polja počinju na Sjevernom polu i završavaju na Južnom polu. Međutim, ove su polja hipotetske. Valja napomenuti da magnetski polovi ne postoje kao monopol. Stupovi se ne mogu izolirati. To je poznato kao Gaussov zakon za magnetizam. Elektromagnet je komponenta sastavljena od strujnih petlji. Ove petlje mogu biti bilo kojeg oblika, ali uobičajeni elektromagneti imaju oblik solenoida ili prstenova.

Što je trajni magnet?

Kako je električna struja jedini način stvaranja magneta, trajni magneti moraju se sastojati od struje. Svaki atom ima elektrone koji kruže oko jezgre atoma, a ti elektroni imaju svojstvo koje se naziva elektronski spin. Ova dva svojstva odgovorna su za magnetizam u materijalima. Materijali se mogu grupirati u nekoliko kategorija prema magnetskim svojstvima. Paramagnetske materijale, dijamagnetske materijale i feromagnetske materijale nabrojimo samo nekoliko. Postoje i neke manje uobičajene vrste kao što su anti-feromagnetski materijali i ferrimagnetski materijali. Dijagnetizam se pokazuje u atomima sa samo uparenim elektronima. Ukupni spin tih atoma je nula. Magnetska svojstva nastaju samo zbog orbitalnog gibanja elektrona. Kad se dijamagnetski materijal postavi u vanjsko magnetsko polje, proizvest će slabo magnetsko polje anti-paralelno s vanjskim poljem. Paramagnetni materijali imaju atome s neparnim elektronima. Elektronski spinovi tih nesparenih elektrona djeluju kao mali magneti, jači od magneta stvorenih orbitalnim gibanjem elektrona. Ako se postave u vanjsko magnetsko polje, ti se mali magneti poravnavaju s poljem za stvaranje magnetskog polja, paralelnog s vanjskim poljem. Feromagnetski materijali također su paramagnetni materijali s zonama magnetskih dipola u jednom smjeru čak i prije primjene vanjskog magnetskog polja. Kada se primijeni vanjsko polje, ove se magnetske zone poravnavaju paralelno s poljem tako da bi jačalo polje. Feromagnetizam ostaje u materiji čak i nakon uklanjanja vanjskog polja, ali paramagnetizam i dijamagnetizam nestaju čim se ukloni vanjsko polje. Stalni magneti sastoje se od takvih feromagnetskih materijala.