Elektromagnet vs püsimagnet
Elektromagnetid ja püsimagnetid on elektromagnetiteoorias kaks olulist teemat. Selles artiklis selgitatakse magnetismi, elektromagneti ja püsimagneti põhialuseid ning kirjeldatakse kahe magneti vahelisi erinevusi.
Mis on elektromagnet?
Elektromagnetite mõistmiseks tuleb kõigepealt mõista magnetismi taga olevaid teooriaid. Magnetism tekib elektrivoolude tõttu. Sirgvoolu kandev juht juhib voolu suhtes normaalset jõudu teisele esimese juhiga paralleelselt asetatud voolujuhile. Kuna see jõud on laengute vooluga risti, ei saa see olla elektriline jõud. Hiljem tuvastati see magnetismina.
Magnetjõud võib olla kas atraktiivne või tõrjuv, kuid alati vastastikune. Magnetväli avaldab jõudu igale liikuvale laengule, kuid statsionaarseid laenguid see ei mõjuta. Liikuva laengu magnetväli on alati kiirusega risti. Magnetvälja poolt liikuvale laengule mõjuv jõud on proportsionaalne laengu kiiruse ja magnetvälja suunaga.
Magnetil on kaks poolust. Need on määratletud kui põhjapoolus ja lõunapoolus. Magnetvälja jooned algavad põhjapoolusel ja lõpevad lõunapoolusel. Need väljajooned on siiski hüpoteetilised. Tuleb märkida, et magnetpooluseid ei eksisteeri monopoolsena. Pooluseid ei saa isoleerida. Seda tuntakse kui magnetuse Gaussi seadust. Elektromagnet on komponent, mis koosneb voolu kandvatest silmustest. Need silmused võivad olla mis tahes kujuga, kuid tavalistel elektromagnetitel on solenoidide või rõngaste kuju.
Mis on püsimagnet?
Kuna elektrivool on ainus viis magneti loomiseks, peavad püsimagnetid koosnema vooludest. Igal aatomil on aatomi tuuma ümber tiirlevad elektronid ja neil elektronidel on omadus, mida nimetatakse elektrooniliseks pöörlemiseks. Need kaks omadust vastutavad materjalide magnetismi eest. Materjale saab nende magnetiliste omaduste järgi rühmitada mitmesse kategooriasse. Paramagnetilised materjalid, Diamagnetilised materjalid ja Ferromagnetilised materjalid on mõned nimed. Samuti on mõned vähem levinud tüübid, näiteks ferromagnetilised materjalid ja ferrimagnetilised materjalid. Diamagnetismi näidatakse aatomites, kus on ainult paaritatud elektronid. Nende aatomite kogu spin on null. Magnetomadused tekivad ainult elektronide orbiidi liikumise tõttu. Kui diamagneetiline materjal asetatakse välisele magnetväljale,see tekitab välise väljaga paralleelselt nõrka magnetvälja. Paramagnetilistel materjalidel on paardumata elektronidega aatomid. Nende paarimata elektronide elektroonilised pöörlemised toimivad väikeste magnetitena, mis on tugevamad kui elektronide orbiidi liikumise tekitatud magnetid. Välisele magnetväljale asetatuna joonduvad need väikesed magnetid väljaga, et tekitada magnetväli, mis on paralleelne välise väljaga. Ferromagnetilised materjalid on ka paramagnetilised materjalid, mille magnetdipoolide tsoonid on ühes suunas juba enne välise magnetvälja rakendamist. Välise välja rakendamisel joonduvad need magnetvööndid väljaga paralleelselt, nii et nad muudaksid välja tugevamaks. Ferromagnetism jääb materjali alles ka pärast välivälja eemaldamist,kuid paramagnetism ja diamagnetism kaovad kohe, kui väliväli eemaldatakse. Püsimagnetid koosnevad sellistest ferromagnetilistest materjalidest.
Mis vahe on elektromagnetitel püsimagnetitel?
• Püsimagnetid on ka pideva vooluga elektromagnetid, mis muudavad iga aatomi magnetiks.
• Elektromagnetism kaob, kui välisvool on peatatud, kuid püsimagnetism jääb püsima.
