Atšķirība starp elektromagnētu un pastāvīgo magnētu

Elektromagnēts pret pastāvīgo magnētu
 

Elektromagnēti un pastāvīgie magnēti ir divas svarīgas tēmas elektromagnētiskajā teorijā. Šis raksts izskaidros magnētisma, elektromagnēta un pastāvīgā magnēta pamatus un aprakstīs starp diviem magnētiem.

Kas ir elektromagnēts?

Lai saprastu elektromagnētus, vispirms jāsaprot magnētisma teorijas. Magnētisms rodas elektrisko strāvu dēļ. Taisns strāvas nesošais vadītājs pieliek strāvai normālu spēku citam strāvas nesošajam vadītājam, kas novietots paralēli pirmajam vadītājam. Tā kā šis spēks ir perpendikulārs lādiņu plūsmai, tas nevar būt elektrisks spēks. Vēlāk tas tika identificēts kā magnētisms.

Magnētiskais spēks var būt gan pievilcīgs, gan atbaidošs, taču vienmēr savstarpējs. Magnētiskais lauks iedarbojas uz jebkuru kustīgu lādiņu, bet stacionārie lādiņi netiek ietekmēti. Kustīgas lādiņa magnētiskais lauks vienmēr ir perpendikulārs ātrumam. Spēks, ko magnētiskais lauks ietekmē kustīgai lādiņai, ir proporcionāls lādiņa ātrumam un magnētiskā lauka virzienam.

Magnētam ir divi stabi. Tos definē kā ziemeļpolu un dienvidu polu. Magnētiskā lauka līnijas sākas ziemeļpolā un beidzas ar dienvidu polu. Tomēr šīs lauka līnijas ir hipotētiskas. Jāatzīmē, ka magnētiskie stabi neeksistē kā monopols. Polus nevar izolēt. Tas ir pazīstams kā Gausa likums par magnētismu. Elektromagnēts ir sastāvdaļa, ko veido strāvas nesošās cilpas. Šīs cilpas var būt jebkuras formas, bet parastajiem elektromagnētiem ir solenoīdu vai gredzenu forma.

Kas ir pastāvīgais magnēts?

Tā kā elektriskā strāva ir vienīgais veids, kā radīt magnētu, pastāvīgajiem magnētiem jābūt no strāvas. Katrā atomā ir elektroni, kas riņķo ap atoma kodolu, un šiem elektroniem ir īpašība, ko sauc par elektronisko spin. Šīs divas īpašības ir atbildīgas par materiālu magnētismu. Materiālus var sagrupēt vairākās kategorijās pēc to magnētiskajām īpašībām. Daži no šiem parametriem ir paramagnētiski materiāli, diamagnētiski materiāli un feromagnētiski materiāli. Ir arī daži mazāk izplatīti veidi, piemēram, anti-feromagnētiski materiāli un ferimagnētiski materiāli. Diamagnētisms tiek parādīts atomos, kuros ir tikai pāra elektroni. Šo atomu kopējais spin ir nulle. Magnētiskās īpašības rodas tikai elektronu orbītas kustības dēļ. Kad diamagnētiskais materiāls tiek ievietots ārējā magnētiskajā laukā, tas radīs vāju magnētisko lauku, kas ir paralēls ārējam laukam. Paramagnētiskajos materiālos ir atomi ar nepāra elektroniem. Šo nesapāroto elektronu elektroniskie griešanās darbojas kā mazi magnēti, kas ir stiprāki par magnātiem, kurus rada elektronu orbitāla kustība. Novietojot ārējā magnētiskajā laukā, šie mazie magnēti izlīdzinās ar lauku, iegūstot magnētisko lauku, kas ir paralēls ārējam laukam. Feromagnētiskie materiāli ir arī paramagnētiski materiāli ar magnētisko dipolu zonām vienā virzienā pat pirms ārējā magnētiskā lauka pielietošanas. Kad tiek piemērots ārējais lauks, šīs magnētiskās zonas izlīdzināsies paralēli laukam tā, lai tās padarītu lauku spēcīgāku. Feromagnētisms paliek materiālā pat pēc ārējā lauka noņemšanas, bet paramagnetisms un diamagnētisms pazūd, tiklīdz ārējais lauks tiek noņemts. Pastāvīgos magnētus veido šādi feromagnētiski materiāli.