Elektromagnet vs permanentní magnet
Elektromagnety a permanentní magnety jsou dvě důležitá témata v elektromagnetické teorii. Tento článek vysvětlí základy magnetismu, elektromagnetu a permanentního magnetu a popíše mezi těmito dvěma magnety.
Co je elektromagnet?
Abychom porozuměli elektromagnetům, musíme nejprve porozumět teoriím magnetismu. Magnetismus vzniká v důsledku elektrických proudů. Přímý vodič s proudem působí silou, kolmou k proudu, na jiný vodič pod proudem umístěný rovnoběžně s prvním vodičem. Protože tato síla je kolmá na tok nábojů, nemůže se jednat o elektrickou sílu. Toto bylo později identifikováno jako magnetismus.
Magnetická síla může být přitažlivá nebo odpudivá, ale vždy vzájemná. Magnetické pole působí silou na jakýkoli pohybující se náboj, ale stacionární náboje nejsou ovlivněny. Magnetické pole pohybujícího se náboje je vždy kolmé na rychlost. Síla na pohybující se náboj způsobená magnetickým polem je úměrná rychlosti náboje a směru magnetického pole.
Magnet má dva póly. Jsou definovány jako severní a jižní pól. Magnetické siločáry začínají na severním pólu a končí na jižním pólu. Tyto siločáry jsou však hypotetické. Je třeba poznamenat, že magnetické póly neexistují jako monopol. Póly nelze izolovat. Toto je známé jako Gaussův zákon pro magnetismus. Elektromagnet je součástka tvořená proudovými smyčkami. Tyto smyčky mohou mít jakýkoli tvar, ale běžné elektromagnety mají tvar elektromagnetů nebo prstenců.
Co je permanentní magnet?
Jelikož elektrický proud je jediný způsob, jak vytvořit magnet, musí se permanentní magnety skládat z proudů. Každý atom má elektrony obíhající kolem jádra atomu a tyto elektrony mají vlastnost zvanou elektronový spin. Tyto dvě vlastnosti jsou zodpovědné za magnetismus v materiálech. Materiály lze seskupit do několika kategorií podle jejich magnetických vlastností. Paramagnetické materiály, diamagnetické materiály a feromagnetické materiály jsou jen některé. Existují také některé méně běžné typy, jako jsou antiferomagnetické materiály a ferimagnetické materiály. Diamagnetismus se projevuje v atomech pouze s párovanými elektrony. Celkový spin těchto atomů je nulový. Magnetické vlastnosti vznikají pouze díky orbitálnímu pohybu elektronů. Když je diamagnetický materiál umístěn do vnějšího magnetického pole, bude vytvářet slabé magnetické pole antiparalelní s vnějším polem. Paramagnetické materiály mají atomy s nepárovými elektrony. Elektronické spiny těchto nepárových elektronů působí jako malé magnety, které jsou silnější než magnety vytvořené orbitálním pohybem elektronů. Když jsou umístěny ve vnějším magnetickém poli, tyto malé magnety se vyrovnávají s polem a vytvářejí magnetické pole, které je rovnoběžné s vnějším polem. Feromagnetické materiály jsou také paramagnetické materiály se zónami magnetických dipólů v jednom směru ještě před působením vnějšího magnetického pole. Když je aplikováno vnější pole, tyto magnetické zóny se vyrovnají rovnoběžně s polem, takže pole zesílí. Feromagnetismus zůstává v materiálu i po odstranění vnějšího pole, ale paramagnetismus a diamagnetismus mizí, jakmile je vnější pole odstraněno. Permanentní magnety jsou vyrobeny z takových feromagnetických materiálů.
Jaký je rozdíl mezi elektromagnety a permanentními magnety?
• Permanentní magnety jsou také elektromagnety s nepřetržitým proudem, díky kterému je každý atom magnetem.
• Elektromagnetismus zmizí, jakmile se vnější proud zastaví, ale permanentní magnetismus zůstane.
