Электромагнит пен тұрақты магнит
Электромагниттер мен тұрақты магниттер электромагниттік теорияның екі маңызды тақырыбы болып табылады. Бұл мақала магнетизмнің, электромагниттің және тұрақты магниттің негіздерін түсіндіреді және екі магниттің арасын сипаттайды.
Электромагнит дегеніміз не?
Электромагниттерді түсіну үшін алдымен магнетизмнің артындағы теорияларды түсіну керек. Магнитизм электр тогының әсерінен пайда болады. Тікелей ток өткізгіш бірінші өткізгішке параллель орналасқан басқа ток өткізгішке токқа қалыпты күш түсіреді. Бұл күш зарядтар ағынына перпендикуляр болғандықтан, бұл электрлік күш бола алмайды. Бұл кейінірек магнетизм ретінде анықталды.
Магниттік күш тартымды немесе итеруші болуы мүмкін, бірақ әрқашан өзара. Магнит өрісі кез келген қозғалатын зарядқа күш түсіреді, бірақ қозғалмайтын зарядтарға әсер етпейді. Қозғалыстағы зарядтың магнит өрісі әрқашан жылдамдыққа перпендикуляр болады. Қозғалыстағы зарядқа магнит өрісі әсер ететін күш зарядтың жылдамдығына және магнит өрісінің бағытына пропорционал.
Магниттің екі полюсі бар. Олар Солтүстік және Оңтүстік полюс ретінде анықталады. Магнит өрісінің сызықтары Солтүстік полюстен басталып, Оңтүстік полюсте аяқталады. Дегенмен, бұл өріс сызықтары гипотетикалық болып табылады. Айта кету керек, магниттік полюстер монополь ретінде болмайды. Полюстерді оқшаулау мүмкін емес. Бұл магнетизмге арналған Гаусс заңы ретінде белгілі. Электромагнит - бұл ток өткізгіш контурлардан тұратын құрамдас бөлік. Бұл ілмектер кез келген пішінде болуы мүмкін, бірақ қарапайым электромагниттердің пішіні соленоидтар немесе сақиналар.
Тұрақты магнит дегеніміз не?
Электр тогы магнит жасаудың жалғыз жолы болғандықтан, тұрақты магниттер токтардан тұруы керек. Әрбір атомның атом ядросын айналып өтетін электрондары бар және бұл электрондардың электронды спин деп аталатын қасиеті бар. Бұл екі қасиет материалдардағы магнетизмге жауап береді. Материалдарды магниттік қасиеттеріне қарай бірнеше санатқа топтастыруға болады. Парамагниттік материалдар, диамагниттік материалдар және ферромагниттік материалдар бірнешеуін атауға болады. Антиферромагниттік материалдар және ферримагниттік материалдар сияқты азырақ таралған түрлері де бар. Диамагнетизм тек жұпталған электрондары бар атомдарда көрінеді. Бұл атомдардың жалпы айналымы нөлге тең. Магниттік қасиеттер электрондардың орбиталық қозғалысының арқасында ғана пайда болады. Диамагниттік материалды сыртқы магнит өрісіне қойғанда, ол сыртқы өріске қарсы параллель әлсіз магнит өрісін тудырады. Парамагниттік материалдарда жұпталмаған электрондары бар атомдар болады. Бұл жұпталмаған электрондардың электронды спиндері электронды орбиталық қозғалыс нәтижесінде пайда болған магниттерден күштірек шағын магниттер ретінде әрекет етеді. Сыртқы магнит өрісіне орналастырылған кезде, бұл кішкентай магниттер сыртқы өріске параллель болатын магнит өрісін жасау үшін өріспен тураланады. Ферромагниттік материалдар сонымен қатар сыртқы магнит өрісі әсер еткенге дейін бір бағытта магниттік диполь аймақтары бар парамагниттік материалдар болып табылады. Сыртқы өріс қолданылғанда, бұл магниттік аймақтар өрісті күшейтетін етіп өріске параллель болады. Сыртқы өріс жойылғаннан кейін де ферромагнетизм материалда қалады, бірақ сыртқы өріс жойылғаннан кейін парамагнетизм мен диамагнетизм жойылады. Тұрақты магниттер осындай ферромагниттік материалдардан жасалған.
Электромагниттердің тұрақты магниттерден айырмашылығы неде?
• Тұрақты магниттер де үздіксіз ток жүретін электромагниттер болып табылады, бұл әрбір атомды магнитке айналдырады.
• Сыртқы ток тоқтатылғаннан кейін электромагнетизм жоғалады, бірақ тұрақты магнетизм сақталады.
