Электромагнит против постоянного магнита
Электромагниты и постоянные магниты - две важные темы в теории электромагнетизма. В этой статье будут объяснены основы магнетизма, электромагнита и постоянного магнита, а также описаны отношения между двумя магнитами.
Что такое электромагнит?
Чтобы понять электромагниты, нужно сначала понять теории, лежащие в основе магнетизма. Магнетизм возникает из-за электрических токов. Прямой проводник с током действует перпендикулярно току к другому проводнику с током, размещенному параллельно первому проводнику. Поскольку эта сила перпендикулярна потоку зарядов, это не может быть электрическая сила. Позже это было идентифицировано как магнетизм.
Магнитная сила может быть притягивающей или отталкивающей, но всегда взаимной. Магнитное поле воздействует на любой движущийся заряд, но на неподвижные заряды это не влияет. Магнитное поле движущегося заряда всегда перпендикулярно скорости. Сила, действующая на движущийся заряд со стороны магнитного поля, пропорциональна скорости заряда и направлению магнитного поля.
У магнита два полюса. Они определяются как Северный полюс и Южный полюс. Силовые линии магнитного поля начинаются на Северном полюсе и заканчиваются на Южном полюсе. Однако эти силовые линии являются гипотетическими. Следует отметить, что магнитные полюса не существуют как монополь. Полюса нельзя изолировать. Это известно как закон Гаусса для магнетизма. Электромагнит - это компонент, состоящий из токоведущих петель. Эти петли могут иметь любую форму, но обычные электромагниты имеют форму соленоидов или колец.
Что такое постоянный магнит?
Поскольку электрический ток - единственный способ создать магнит, постоянные магниты должны состоять из токов. У каждого атома есть электроны, вращающиеся вокруг ядра атома, и эти электроны обладают свойством, называемым электронным спином. Эти два свойства ответственны за магнетизм материалов. Материалы можно разделить на несколько категорий в соответствии с их магнитными свойствами. Парамагнитные материалы, диамагнетики и ферромагнитные материалы - это лишь некоторые из них. Есть также некоторые менее распространенные типы, такие как антиферромагнитные материалы и ферримагнетики. Диамагнетизм проявляется в атомах только с парными электронами. Полный спин этих атомов равен нулю. Магнитные свойства возникают только за счет орбитального движения электронов. Когда диамагнитный материал помещается во внешнее магнитное поле,это создаст слабое магнитное поле, антипараллельное внешнему полю. Парамагнитные материалы имеют атомы с неспаренными электронами. Электронные спины этих неспаренных электронов действуют как небольшие магниты, которые сильнее, чем магниты, созданные орбитальным движением электронов. Когда эти небольшие магниты помещены во внешнее магнитное поле, они выравниваются по полю, создавая магнитное поле, параллельное внешнему полю. Ферромагнитные материалы также являются парамагнитными материалами с зонами магнитных диполей в одном направлении еще до приложения внешнего магнитного поля. При приложении внешнего поля эти магнитные зоны выстраиваются параллельно полю, чтобы усилить поле. Ферромагнетизм остается в материале даже после удаления внешнего поля,но парамагнетизм и диамагнетизм исчезают, как только снимается внешнее поле. Постоянные магниты сделаны из таких ферромагнитных материалов.
В чем разница между электромагнитами и постоянными магнитами?
• Постоянные магниты - это также электромагниты, по которым течет непрерывный ток, который делает каждый атом магнитом.
• Электромагнетизм исчезает после прекращения подачи внешнего тока, но постоянный магнетизм остается.
