Elektromagnet vs trajni magnet
Elektromagneti i trajni magneti dvije su važne teme u elektromagnetskoj teoriji. Ovaj će članak objasniti osnove magnetizma, elektromagneta i trajnog magneta te opisati između dva magneta.
Što je elektromagnet?
Da bismo razumjeli elektromagnete, prvo moramo razumjeti teorije iza magnetizma. Magnetizam nastaje uslijed električnih struja. Provodnik s ravnom strujom vrši silu, normalnu na struju, na drugi provodnik struje postavljen paralelno s prvim vodičem. Budući da je ta sila okomita na protok naboja, to ne može biti električna sila. To je kasnije identificirano kao magnetizam.
Magnetska sila može biti privlačna ili odbojna, ali uvijek obostrana. Magnetsko polje vrši silu na bilo koji pomični naboj, ali stacionarni naboji ne utječu. Magnetsko polje pokretnog naboja uvijek je okomito na brzinu. Sila magnetskog polja na pokretni naboj proporcionalna je brzini naboja i smjeru magnetskog polja.
Magnet ima dva pola. Definirani su kao Sjeverni i Južni pol. Linije magnetskog polja započinju na sjevernom polu i završavaju na južnom polu. Međutim, ove linije polja su hipotetičke. Mora se napomenuti da magnetski polovi ne postoje kao monopol. Polovi se ne mogu izolirati. To je poznato kao Gaussov zakon za magnetizam. Elektromagnet je komponenta koja se sastoji od strujnih petlji. Te petlje mogu biti bilo kojeg oblika, ali uobičajeni elektromagneti imaju oblik solenoida ili prstenova.
Što je trajni magnet?
Budući da je električna struja jedini način za stvaranje magneta, trajni magneti moraju se sastojati od struja. Svaki atom ima elektrone koji kruže oko jezgre atoma, a ti elektroni imaju svojstvo koje se naziva elektronički spin. Ova su dva svojstva odgovorna za magnetizam u materijalima. Materijali se mogu grupirati u nekoliko kategorija prema njihovim magnetskim svojstvima. Paramagnetski materijali, dijamagnetski materijali i feromagnetski materijali su samo neki. Postoje i neke manje uobičajene vrste kao što su anti-feromagnetski materijali i ferrimagnetski materijali. Dijamagnetizam se pokazuje u atomima koji imaju samo uparene elektrone. Ukupni spin ovih atoma je nula. Magnetska svojstva nastaju samo zbog orbitalnog gibanja elektrona. Kada se dijamagnetski materijal stavi u vanjsko magnetsko polje,stvorit će slabo magnetsko polje suprotno paralelnom vanjskom polju. Paramagnetski materijali imaju atome s nesparenim elektronima. Elektronički spinovi ovih nesparenih elektrona djeluju kao mali magneti, koji su jači od magneta stvorenih orbitalnim gibanjem elektrona. Kada se postave u vanjsko magnetsko polje, ti se mali magneti poravnaju s poljem da bi stvorili magnetsko polje, koje je paralelno s vanjskim poljem. Feromagnetski materijali su također paramagnetski materijali sa zonama magnetskih dipola u jednom smjeru i prije nego što se primijeni vanjsko magnetsko polje. Kada se primijeni vanjsko polje, ove magnetske zone poravnat će se paralelno s poljem kako bi ojačale polje. Ferromagnetizam ostaje u materijalu čak i nakon uklanjanja vanjskog polja,ali paramagnetizam i dijamagnetizam nestaje čim se ukloni vanjsko polje. Trajni magneti sastoje se od takvih feromagnetskih materijala.
Koja je razlika između elektromagneta i trajnih magneta?
• Stalni magneti također su elektromagneti s neprekidnom strujom koja teče od svakog atoma.
• Elektromagnetizam nestaje kad se zaustavi vanjska struja, ali trajni magnetizam ostaje.
