Різниця між електромагнітом і постійним магнітом

Електромагніт проти постійного магніту
 

Електромагніти та постійні магніти - дві важливі теми в електромагнітній теорії. Ця стаття пояснить основи магнетизму, електромагніту та постійного магніту та описує між двома магнітами.

Що таке електромагніт?

Щоб зрозуміти електромагніти, треба спочатку розібратися в теоріях магнетизму. Магнетизм виникає через електричні струми. Несучий провідник прямого струму чинить силу, нормальну до струму, на інший провідник струму, розміщений паралельно першому провіднику. Оскільки ця сила перпендикулярна потоку зарядів, це не може бути електричною силою. Пізніше це було визначено як магнетизм.

Магнітна сила може бути привабливою або відштовхуючою, але завжди взаємною. Магнітне поле чинить силу на будь-який рухомий заряд, але на нерухомі заряди це не впливає. Магнітне поле рухомого заряду завжди перпендикулярно швидкості. Сила на рухомий заряд магнітним полем пропорційна швидкості заряду та напрямку магнітного поля.

Магніт має два полюси. Вони визначаються як Північний полюс та Південний полюс. Лінії магнітного поля починаються на Північному полюсі і закінчуються на Південному полюсі. Однак ці польові лінії є гіпотетичними. Слід зазначити, що магнітних полюсів не існує як монополя. Стовпи неможливо ізолювати. Це відомо як закон Гаусса щодо магнетизму. Електромагніт - це компонент, що складається з петель, що несуть струм. Ці петлі можуть бути будь-якої форми, але звичайні електромагніти мають форму соленоїдів або кілець.

Що таке постійний магніт?

Оскільки електричний струм є єдиним способом створення магніту, постійні магніти повинні складатися з струмів. Кожен атом має електрони, які обертаються навколо ядра атома, і ці електрони мають властивість, яку називають електронним спіном. Ці дві властивості відповідають за магнетизм матеріалів. Матеріали можна згрупувати в декілька категорій за своїми магнітними властивостями. Парамагнітні матеріали, діамагнітні матеріали та феромагнітні матеріали можна назвати лише кількома. Існують також деякі менш поширені типи, такі як антиферромагнітні матеріали та ферримагнітні матеріали. Діамагнетизм проявляється в атомах із лише парними електронами. Загальний спін цих атомів дорівнює нулю. Магнітні властивості виникають лише завдяки орбітальному руху електронів. Коли діамагнітний матеріал поміщається у зовнішнє магнітне поле, він створюватиме слабке магнітне поле, паралельне зовнішньому. Парамагнітні матеріали мають атоми з непарними електронами. Електронні спіни цих непарних електронів діють як маленькі магніти, сильніші за магніти, створені орбітальним рухом електронів. Якщо їх розмістити у зовнішньому магнітному полі, ці маленькі магніти вирівнюються із полем для отримання магнітного поля, паралельного зовнішньому. Феромагнітні матеріали - це також парамагнітні матеріали з зонами магнітних диполей в одну сторону ще до нанесення зовнішнього магнітного поля. При застосуванні зовнішнього поля ці магнітні зони будуть вирівнюватися паралельно полю, щоб вони зробили поле сильнішим. Феромагнетизм залишається в матеріалі навіть після видалення зовнішнього поля, але парамагнетизм і діамагнетизм зникають, як тільки видаляється зовнішнє поле. Постійні магніти складаються з таких феромагнітних матеріалів.