Elektromagneti ja püsimagneti erinevus

Elektromagnet vs püsimagnet
 

Elektromagnetid ja püsimagnetid on elektromagnetilise teooria kaks olulist teemat. See artikkel selgitab magnetismi, elektromagneti ja püsimagneti põhialuseid ning kirjeldab kahe magneti vahelist seost.

Mis on elektromagnet?

Elektromagnetide mõistmiseks tuleb kõigepealt mõista magnetismi taga peituvaid teooriaid. Magnetism tekib elektrivoolude mõjul. Sirge voolu kandev juht avaldab voolu suhtes normaalset jõudu teisele voolu kandvale juhile, mis asetseb esimese juhiga paralleelselt. Kuna see jõud on laengute vooluga risti, ei saa see olla elektriline jõud. Hiljem tuvastati see magnetismina.

Magnetjõud võib olla kas atraktiivne või tõrjuv, kuid alati vastastikune. Magnetväli avaldab jõudu igale liikuvale laengule, kuid paikseid laenguid see ei mõjuta. Liikuva laengu magnetväli on kiirusega alati risti. Magnetvälja poolt liikuvale laengule mõjuv jõud on võrdeline laengu kiirusega ja magnetvälja suunaga.

Magnetil on kaks poolust. Neid määratletakse kui põhjapoolust ja lõunapoolust. Magnetvälja jooned algavad põhjapoolusel ja lõpevad lõunapoolusel. Need väljaliinid on siiski hüpoteetilised. Tuleb märkida, et magnetilisi pooluseid ei eksisteeri monopolina. Poste ei saa isoleerida. Seda nimetatakse Gaussi seaduseks magnetismi kohta. Elektromagnet on voolu kandvatest aasadest koosnev komponent. Need silmused võivad olla mis tahes kujuga, kuid tavalistel elektromagnetidel on solenoidide või rõngaste kuju.

Mis on püsimagnet?

Kuna elektrivool on ainus viis magneti loomiseks, peavad püsimagnetid koosnema vooludest. Igal aatomil on aatomi tuuma tiirlevaid elektrone ja neil elektronidel on omadus, mida nimetatakse elektrooniliseks spinniks. Need kaks omadust põhjustavad materjalide magnetilisust. Materjalid võib vastavalt nende magnetilistele omadustele jagada mitmesse kategooriasse. Paramagneetilised materjalid, diamagneetilised materjalid ja ferromagnetilised materjalid on mõned näited. On olemas ka mõned vähem levinud tüübid, näiteks anti-ferromagnetilised materjalid ja ferrimagneetilised materjalid. Diamagnetismi näidatakse aatomites, kus on ainult paaris elektronid. Nende aatomite kogukestus on null. Magnetomadused tekivad ainult elektronide orbitaalse liikumise tõttu. Kui diamagnetiline materjal paigutatakse välisesse magnetvälja, tekitab see nõrga magnetvälja, mis on paralleelne välisväljaga. Paramagneetilistel materjalidel on paarimata elektronidega aatomid. Nende paarimata elektronide elektroonilised spinnid toimivad väikeste magnetitena, mis on tugevamad kui elektronide orbitaalliikumisega loodud magnetid. Välisse magnetvälja paigutatuna joonduvad need väikesed magnetid väljaga, et tekitada välisväljaga paralleelne magnetväli. Ferromagnetilised materjalid on ka paramagneetilised materjalid, mille magnetiliste dipoolide tsoonid asuvad ühes suunas isegi enne välise magnetvälja rakendamist. Välise välja rakendamisel joonduvad need magnetsoonid väljaga paralleelselt, nii et need muudavad välja tugevamaks. Ferromagnetilisus jääb materjali isegi pärast välise välja eemaldamist, kuid paramagnetism ja diamagnetism kaovad kohe, kui väline väli eemaldatakse. Püsimagnetid koosnevad sellistest ferromagnetilistest materjalidest.