Sisältö
Sähkömagneetti on magneetti, jonka magneettikenttä syntyy, kun sähkö virtaa. Tämäntyyppinen magneetti eroaa tavallisesta jääkaapimagneetista, jota käytetään asioiden koristamiseen ja ripustamiseen. Jääkaappimagneetti on eräänlainen kestomagneetti. Pysyvät magneetit on valmistettu magneettisesta materiaalista, joka emittoi jatkuvasti magneettikenttää. Sähkömagneetit on rakennettu ja ne tuottavat magneettikentän vain tarvittaessa. Niiden teho ja monipuolisuus tekevät niistä sopivia monenlaisiin käyttötarkoituksiin.
Sähkömagneettihistoria
Tanskalainen tutkija, nimeltään Hans Oersted, löysi sähkömagneettisuuden ensimmäisen kerran vuonna 1819. Löytö tapahtui, kun Oersted huomasi neulan liikkuvan magneettisen kompassin kohdalla, jos se oli lähellä suoraa johtoa, joka kuljettaa sähköä. Ennen löytöjään sähkön ja magneettisuuden ajateltiin olevan täysin erillisiä ilmiöitä. Englantilainen fyysikko nimeltä William Sturgeon käytti näitä tietoja tuottaakseen ensimmäisen käyttökelpoisen sähkömagneetin vuonna 1825. Hänen seitsemän unssin magneettinsa pystyi tukemaan yhdeksän kiloa painavaa rautapalaa. Seuraava varhainen edelläkävijä oli amerikkalainen tiedemies Joseph Henry, joka paransi Sturgeons-suunnittelua ja loi 21-kiloisen magneetin, joka kykeni tukemaan 750-kiloisen painoa.
Kuinka sähkömagneetit toimivat
Sähkömagneetti luodaan kelaamalla johtava lanka ytimen ympärille, joka on valmistettu materiaaleista, kuten raudasta, nikkelistä tai koboltista. Näitä materiaaleja käytetään, koska niitä on helppo magnetoida. Virtaava sähkö tuottaa magneettikentän, joka ympäröi virtaa kuljettavan langan. Niin kauan kuin sähköä virtaa edelleen, magneettikenttä ympäröi edelleen kelattua johtoa. Useat tekijät voivat vaikuttaa magneettikentän voimakkuuteen. Magneettinen ydin keskittää kelatun langan tuottaman kentän, mikä tekee sähkömagneetista tehokkaamman.Oikean ydinmateriaalin käyttäminen, ytimen ympärille käärittyjen johdinsilmukoiden lisääminen ja johtimien läpi kulkevan sähkövirran lisääminen ovat kaikki tapoja vahvistaa sähkömagneettista kenttää.
Sähkömagneetin edut
Sähkömagneettien monipuolisuus on etuna, joka heillä on kestomagneetteihin nähden. Sähkömagneettien monipuolisuuteen vaikuttavia tekijöitä ovat säädettävä lujuus, parempi magneettikentän hallinta ja kestävyys. Sähkömagneettien etuna on, että ne voivat tuottaa paljon voimakkaampia magneettikenttiä kuin kestomagneetit. Yhden sähkömagneetin tehoa voidaan säätää yksinkertaisesti muuttamalla vastaanottamansa virran määrää, kun taas kestomagneetin lujuus on sidottu sen materiaalimekaan. Säädettävän voimakkuuden magneettikenttä voidaan myös kytkeä pois päältä, toisin kuin kestomagneetti, joka tuottaa aina magneettikentän. Viimeiseksi kestomagneettien lujuus kuluu luonnollisesti ajan myötä. Tätä prosessia nopeutetaan altistamalla korkeille lämpötiloille tai kosteille olosuhteille, jotka aiheuttavat korroosiota.
Sähkömagneetti käyttö
Sähkömagneetteilla on laaja käyttöalue. Monet nykymaailman laitteet vaativat sähkömagneetteja. Esimerkkejä ovat matkaviestimet, kuten matkapuhelimet, jotka luottavat puhelimen signaalin ja puhelimen sisällä olevan sähkömagneetin tuottaman magneettisen pulssin vuorovaikutukseen. Toinen esimerkki on magneettikuvauslaite. MRI-laitteet käyttävät sähkömagneettia tuottamaan magneettisia aaltoja, jotka voivat tunkeutua kehoon tuottamaan kuvan pehmytkudoksesta.