Разлика между електромагнит и постоянен магнит

Електромагнит срещу постоянен магнит
 

Електромагнитите и постоянните магнити са две важни теми в електромагнитната теория. Тази статия ще обясни основите на магнетизма, електромагнита и постоянния магнит и ще опише между двата магнита.

Какво е електромагнит?

За да разберем електромагнитите, първо трябва да разберем теориите зад магнетизма. Магнетизмът се появява поради електрически токове. Носещият проводник с прав ток упражнява сила, нормална спрямо тока, върху друг токов носещ проводник, поставен успоредно на първия проводник. Тъй като тази сила е перпендикулярна на потока от заряди, това не може да бъде електрическа сила. По-късно това бе определено като магнетизъм.

Магнитната сила може да бъде привлекателна или отблъскваща, но винаги взаимна. Магнитното поле упражнява сила върху всеки движещ се заряд, но неподвижните заряди не се влияят. Магнитното поле на движещ се заряд винаги е перпендикулярно на скоростта. Силата върху движещ се заряд от магнитно поле е пропорционална на скоростта на заряда и посоката на магнитното поле.

Един магнит има два полюса. Те се определят като Северен полюс и Южен полюс. Линиите на магнитното поле започват в Северния полюс и завършват на Южния полюс. Тези полеви линии обаче са хипотетични. Трябва да се отбележи, че магнитните полюси не съществуват като монопол. Полюсите не могат да бъдат изолирани. Това е известно като закон на Гаус за магнетизъм. Електромагнитът е компонент, съставен от контури, носещи ток. Тези контури могат да бъдат с всякаква форма, но обикновените електромагнити имат формата на соленоиди или пръстени.

Какво е перманентен магнит?

Тъй като електрическият ток е единственият начин за създаване на магнит, постоянните магнити трябва да се състоят от токове. Всеки атом има електрони, които обикалят около ядрото на атома и тези електрони имат свойство, наречено електронно спин. Тези две свойства са отговорни за магнетизма в материалите. Материалите могат да бъдат групирани в няколко категории според техните магнитни свойства. Парамагнитни материали, диамагнитни материали и феромагнитни материали са само няколко. Съществуват и някои по-рядко срещани видове като антиферомагнитни материали и феримагнитни материали. Диамагнетизмът е показан в атоми със само сдвоени електрони. Общият спин на тези атоми е нула. Магнитните свойства възникват само поради орбиталното движение на електрони. Когато диамагнитният материал се постави във външно магнитно поле, той ще произведе слабо магнитно поле, паралелно на външното поле. Парамагнитните материали имат атоми с несдвоени електрони. Електронните завъртания на тези несдвоени електрони действат като малки магнити, които са по-силни от магнитите, създадени от движението на орбитата на електроните. Когато се поставят във външно магнитно поле, тези малки магнити се изравняват с полето, за да се получи магнитно поле, което е успоредно на външното поле. Феромагнитните материали също са парамагнитни материали със зони на магнитни диполи в една посока, дори преди да се приложи външното магнитно поле. Когато се приложи външното поле, тези магнитни зони ще се подравнят паралелно на полето, така че да направят полето по-силно. Феромагнетизмът се оставя в материала дори след отстраняването на външното поле, но парамагнетизмът и диамагнетизмът изчезват веднага след като външното поле бъде отстранено. Постоянните магнити са изградени от такива феромагнитни материали.