Elektromagnet vs permanentní magnet
Elektromagnety a permanentní magnety jsou dvě důležitá témata elektromagnetické teorie. Tento článek vysvětlí základy magnetismu, elektromagnetu a permanentního magnetu a popíše mezi těmito dvěma magnety.
Co je to elektromagnet?
Abychom pochopili elektromagnety, musíme nejprve pochopit teorie magnetismu. K magnetismu dochází v důsledku elektrických proudů. Vodič nesoucí přímý proud vyvíjí sílu, normální k proudu, na další vodič nesoucí proud umístěný rovnoběžně s prvním vodičem. Protože tato síla je kolmá na tok nábojů, nemůže to být elektrická síla. Toto bylo později identifikováno jako magnetismus.
Magnetická síla může být atraktivní nebo odpudivá, ale vždy vzájemná. Magnetické pole vyvíjí sílu 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 magnetickým polem je úměrná rychlosti náboje a směru magnetického pole.
Magnet má dva póly. Jsou definovány jako severní a jižní pól. Čáry magnetického pole 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 součást složená ze smyček nesoucích proud. Tyto smyčky mohou mít jakýkoli tvar, ale běžné elektromagnety mají tvar solenoidů nebo prstenů.
Co je permanentní magnet?
Protože 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 elektronický spin. Tyto dvě vlastnosti jsou zodpovědné za magnetismus v materiálech. Materiály lze rozdělit do několika kategorií podle jejich magnetických vlastností. Paramagnetické materiály, diamagnetické materiály a feromagnetické materiály. Existují také některé méně běžné typy, jako jsou ant feromagnetické materiály a ferimagnetické materiály. Diamagnetismus se projevuje v atomech pouze s párovými elektrony. Celková rotace těchto atomů je nula. Magnetické vlastnosti vznikají pouze díky orbitálnímu pohybu elektronů. Když je diamagnetický materiál umístěn do vnějšího magnetického pole,bude produkovat slabé magnetické pole antiparalelní s vnějším polem. Paramagnetické materiály mají atomy s nepárovými elektrony. Elektronická otočení těchto nepárových elektronů fungují jako malé magnety, které jsou silnější než magnety vytvořené elektronovým orbitálním pohybem. Když jsou umístěny do vnějšího magnetického pole, tyto malé magnety se vyrovnají 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 aplikací vnějšího magnetického pole. Při použití vnějšího pole se tyto magnetické zóny vyrovnají rovnoběžně s polem, aby pole zesílily. Feromagnetismus zůstává v materiálu i po odstranění vnějšího pole,ale paramagnetismus a diamagnetismus zmizí, jakmile je odstraněno vnější pole. Permanentní magnety jsou vyrobeny z těchto feromagnetických materiálů.
Jaký je rozdíl mezi elektromagnety a permanentními magnety?
• Permanentní magnety jsou také elektromagnety s nepřetržitým proudem, díky nimž je každý atom magnetem.
• Elektromagnetismus zmizí, jakmile se zastaví externí proud, ale permanentní magnetismus zůstane.
