Elektromágnes vs állandó mágnes
Az elektromágnesek és az állandó mágnesek az elektromágneses elmélet két fontos témája. Ez a cikk elmagyarázza a mágnesesség, az elektromágnes és az állandó mágnes alapjait, és leírja a két mágnes közötti különbségeket.
Mi az az elektromágnes?
Az elektromágnesek megértéséhez először meg kell értenünk a mágnesesség mögött rejlő elméleteket. A mágnesesség az elektromos áram miatt következik be. Egy egyenáramú vezető az árammal normális erőt fejt ki az első vezetővel párhuzamosan elhelyezett másik áramvezető vezetőn. Mivel ez az erő merőleges a töltések áramlására, ez nem lehet elektromos erő. Ezt később mágnességként azonosították.
A mágneses erő lehet vonzó vagy visszataszító, de mindig kölcsönös. A mágneses tér erőt fejt ki minden mozgó töltésre, de az álló töltéseket ez nem befolyásolja. A mozgó töltés mágneses tere mindig merőleges a sebességre. A mágneses tér által mozgó töltésre gyakorolt erő arányos a töltés sebességével és a mágneses tér irányával.
A mágnesnek két pólusa van. Északi-sark és Déli-sark. A mágneses mező vonalai az Északi-sarkon kezdődnek és a Déli-sarkon végződnek. Ezek a mezővonalak azonban hipotetikusak. Meg kell jegyezni, hogy a mágneses pólusok nem léteznek monopolként. A pólusok nem különíthetők el. Ez a mágnesség Gaus-törvényeként ismert. Az elektromágnes az áramhordó hurkokból álló komponens. Ezek a hurkok bármilyen alakúak lehetnek, de a közös elektromágnesek mágnesszelepek vagy gyűrűk alakúak.
Mi az állandó mágnes?
Mivel a mágnes létrehozásának egyetlen módja az elektromos áram, az állandó mágneseknek áramokból kell állniuk. Minden atomnak vannak elektronjai, amelyek az atom körül keringenek, és ezeknek az elektronoknak van egy tulajdonságuk, amelyet elektronikus spinnek neveznek. Ez a két tulajdonság felelős az anyagok mágnesességéért. Az anyagokat több kategóriába lehet csoportosítani mágneses tulajdonságaik szerint. A paramágneses anyagok, a gyémánt és a ferromágneses anyagok csak néhányat említenek. Van néhány kevésbé elterjedt típus is, például ferromágneses anyagok és ferrimágneses anyagok. A Diamagnetizmus olyan atomokban mutatkozik meg, amelyek csak párosult elektronokkal rendelkeznek. Ezen atomok teljes spinje nulla. A mágneses tulajdonságok csak az elektronok orbitális mozgása miatt keletkeznek. Amikor egy diamágneses anyagot egy külső mágneses mezőbe helyezünk,gyenge mágneses teret állít elő, párhuzamosan a külső mezővel. A paramágneses anyagok atomjai párosítatlan elektronokkal rendelkeznek. Ezeknek a párosítatlan elektronoknak az elektronikus pörgése kis mágnesként működik, amelyek erősebbek, mint az elektronpálya mozgása által létrehozott mágnesek. Külső mágneses mezőbe helyezve ezek a kis mágnesek a mezőhöz igazodva mágneses teret hoznak létre, amely párhuzamos a külső mezővel. A ferromágneses anyagok paramágneses anyagok is, amelyek mágneses dipólusainak zónái egy irányban vannak, még a külső mágneses mező alkalmazása előtt. A külső mező alkalmazásakor ezek a mágneses zónák párhuzamosan igazodnak a mezővel, így erősebbé teszik a mezőt. A ferromágnesesség a külső mező eltávolítása után is megmarad az anyagban,de a paramágnesesség és a diamágnesesség eltűnik, amint a külső mezőt eltávolítják. Az állandó mágnesek ilyen ferromágneses anyagokból állnak.
Mi a különbség az elektromágnesek és az állandó mágnesek között?
• Az állandó mágnesek egyben folyamatos áramú elektromágnesek is, amelyek minden atomot mágnessé tesznek.
• Az elektromágnesesség eltűnik, ha a külső áram leáll, de az állandó mágnesesség megmarad.
