Sisältö
Magneetit ovat atomivoimaisia. Ero kestomagneetin ja väliaikaisen magneetin välillä on niiden atomirakenteissa. Pysyvien magneettien atomien on kohdistettu koko ajan. Väliaikaisten magneettien atomit ovat kohdistettuja vain voimakkaan ulkoisen magneettikentän vaikutuksen alaisena. Kestomagneetin ylikuumeneminen muuttaa sen atomirakennetta uudelleen ja muuttaa siitä väliaikaisen magneetin.
Magneetin perusteet
Materiaaleilla, joilla on magneettisiä ominaisuuksia, on magneettikenttiä. Tyypillisellä teräsnaulalla ei ole tarpeeksi vahvaa magneettikentää houkutellakseen metallista paperiliitintä. Mutta magnetointi voi lisätä teräsnaulan magneettikentän lujuutta. Yksinkertaisesti asettamalla voimakas kestomagneetti teräsnaulan viereen saadaan kynnellä voimakkaampi magneettikenttä ja se toimii kuin väliaikainen magneetti. Naulaan viitataan väliaikaisena magneettina, koska kun pysyvä magneetti on poistettu, kynnet menettävät magneettikentän voimakkuutensa, joka veti paperiliitin.
Pysyvät magneetit
Pysyvät magneetit eroavat väliaikaisista magneeteista kyvyllä pysyä magnetoituneina ilman lähellä olevan ulkoisen magneettikentän vaikutusta. Tyypillisesti kestomagneetit valmistetaan "kovista" magneettisista materiaaleista, joissa "kovat" tarkoittavat materiaalien kykyä tulla magnetoitumaan ja pysymään magnetoituneina. Teräs on esimerkki kovasta magneettisesta materiaalista.
Monet kestomagneetit luodaan altistamalla magneettinen materiaali erittäin voimakkaalle ulkoiselle magneettikentälle. Kun ulkoinen magneettikenttä on poistettu, käsitelty magneettimateriaali muuttuu nyt kestomagneteiksi.
Väliaikaiset magneetit
Toisin kuin kestomagneetit, väliaikaiset magneetit eivät voi pysyä magnetoituneina yksinään. Pehmeät magneettiset materiaalit, kuten rauta ja nikkeli, eivät houkuttele paperiliittimiä voimakkaan ulkoisen magneettikentän poistamisen jälkeen.
Yksi esimerkki väliaikaisesta teollisuusmagneetista on sähkömagneetti, jota käytetään romun siirtämiseen pelastuspihalla. Rautalevyä ympäröivän kelan läpi virtaava sähkövirta indusoi magneettikentän, joka magnetoi levyn. Kun virta virtaa, levy poimii romumetallin. Kun virta pysähtyy, levy vapauttaa romun.
Magneettien perusatomiteoria
Magneettisissa materiaaleissa on kehruuelektroneja atomien ytimen ympärillä, jotka erikseen aiheuttavat pienen magneettikentän. Tämä tekee olennaisesti jokaisesta atomista pienen magneetin suuremmassa magneetissa. Näitä pieniä magneetteja kutsutaan dipoleiksi, koska niillä on magneettinen pohjois- ja etelänapa. Yksittäisillä dipoleilla on taipumus klumpua muiden dipolien kanssa muodostaen suurempia dipoleja, joita kutsutaan domeeneiksi. Näillä domeeneilla on voimakkaammat magneettikentät kuin yksittäisillä dipoleilla.
Magneettisten materiaalien, joita ei magnetoida, atomidomeenit on järjestetty eri suuntiin. Kuitenkin kun magneettimateriaali magnetoidaan, atomidomeenit järjestäytyvät yhteiseen suuntaan ja toimivat siten yhtenä suurena domeenina, jolla on vielä voimakkaampi magneettikenttä kuin millään yksittäisellä domeenilla. Juuri tämä antaa magneetille voiman.
Ero kestomagneetin ja väliaikaisen magneetin välillä on, että kun magnetointi pysähtyy, pysyvien magneettien atomidomeenit pysyvät kohdistettuina ja niillä on vahva magneettikenttä, kun taas väliaikaiset magneetit domeenit järjestäytyvät uudelleen kohdistamatta ja heikolla magneettikenttä.
Yksi tapa pilata kestomagneetti on ylikuumentaa se. Liiallinen lämpö aiheuttaa magneettien atomien värähtelyn voimakkaasti ja häiritsevän atomidomeenien ja niiden dipolien kohdistusta. Jäähdytettynä domeenit eivät kohdistu uudelleen samalla tavalla kuin aikaisemmin yksinään ja niistä tulee rakenteellisesti väliaikainen magneetti.