Elektromagnetas ir nuolatinis magnetas
Elektromagnetai ir nuolatiniai magnetai yra dvi svarbios elektromagnetinės teorijos temos. Šis straipsnis paaiškins magnetizmo, elektromagneto ir nuolatinio magneto pagrindus ir apibūdins tarp dviejų magnetų.
Kas yra elektromagnetas?
Norint suprasti elektromagnetus, pirmiausia reikia suprasti magnetizmo teorijas. Magnetizmas atsiranda dėl elektros srovių. Tiesios srovės laidininkas daro jėgą, normalią srovei, kitam srovės laidininkui, lygiagrečiam pirmajam laidininkui. Kadangi ši jėga yra statmena krūvių srautui, tai negali būti elektrinė jėga. Vėliau tai buvo įvardyta kaip magnetizmas.
Magnetinė jėga gali būti patraukli arba atstumianti, bet visada abipusė. Magnetinis laukas veikia bet kokį judantį krūvį, tačiau stacionariems krūviams tai neturi įtakos. Judančio krūvio magnetinis laukas visada yra statmenas greičiui. Magnetinio lauko judančio krūvio jėga yra proporcinga krūvio greičiui ir magnetinio lauko krypčiai.
Magnetas turi du polius. Jie apibrėžiami kaip Šiaurės ašigalis ir Pietų ašigalis. Magnetinio lauko linijos prasideda Šiaurės ašigalyje ir baigiasi Pietų ašigalyje. Tačiau šios lauko linijos yra hipotetinės. Reikia pažymėti, kad magnetiniai poliai neegzistuoja kaip monopolis. Stulpai negali būti izoliuoti. Tai yra žinoma kaip Gauso magneto dėsnis. Elektromagnetas yra komponentas, sudarytas iš srovės perdavimo kilpų. Šios kilpos gali būti bet kokios formos, tačiau įprasti elektromagnetai turi solenoidų arba žiedų formą.
Kas yra nuolatinis magnetas?
Kadangi vienintelis būdas sukurti magnetą yra elektros srovė, nuolatiniai magnetai turi susidaryti iš srovių. Kiekvienas atomas turi elektronus, skriejančius apie atomo branduolį, ir šie elektronai turi savybę, vadinamą elektroniniu sukiniu. Šios dvi savybės yra atsakingos už medžiagų magnetizmą. Medžiagos gali būti sugrupuotos į kelias kategorijas pagal jų magnetines savybes. Paramagnetinės medžiagos, Diamagnetinės medžiagos ir Feromagnetinės medžiagos yra keletas tokių pavyzdžių. Taip pat yra keletas mažiau paplitusių tipų, tokių kaip antiferromagnetinės medžiagos ir ferrimagnetinės medžiagos. Diamagnetizmas rodomas atomuose, kuriuose yra tik suporuoti elektronai. Bendras šių atomų sukimas yra lygus nuliui. Magnetinės savybės atsiranda tik dėl orbitinio elektronų judėjimo. Kai į išorinį magnetinį lauką įdedama diamagnetinė medžiaga,jis sukurs silpną magnetinį lauką, lygiagretų išoriniam laukui. Paramagnetinės medžiagos turi atomus su nesuporuotais elektronais. Šių nesuporuotų elektronų elektroniniai sukiniai veikia kaip maži magnetai, kurie yra stipresni už elektronų orbitos judesio sukurtus magnetus. Patekę į išorinį magnetinį lauką, šie nedideli magnetai susilygina su lauku ir sukuria magnetinį lauką, kuris yra lygiagretus išoriniam laukui. Feromagnetinės medžiagos taip pat yra paramagnetinės medžiagos, turinčios magnetinių dipolių zonas viena kryptimi dar prieš taikant išorinį magnetinį lauką. Pritaikius išorinį lauką, šios magnetinės zonos susilygins lygiagrečiai su lauku, kad jos sustiprintų lauką. Feromagnetizmas lieka medžiagoje net pašalinus išorinį lauką,tačiau paramagnetizmas ir diamagnetizmas išnyksta, kai tik pašalinamas išorinis laukas. Nuolatiniai magnetai yra sudaryti iš tokių feromagnetinių medžiagų.
Kuo skiriasi elektromagnetai nuo nuolatinių magnetų?
• Nuolatiniai magnetai taip pat yra elektromagnetai, kurių srovė nuolat teka, todėl kiekvienas atomas tampa magnetu.
• Sustabdžius išorinę srovę, elektromagnetizmas išnyksta, tačiau nuolatinis magnetizmas išlieka.
