Sisältö
- Sähkömagneettinen vaikutus
- Luonnon magneettikenttien lähde
- Pysyvät magneetit
- Sähkömagneetin osat
- Kuinka sähkömagneetit toimivat
Sähkömagneetti on ihmisen tekemä laite, joka toimii melkein samalla tavalla kuin luonnollinen magneetti. Siinä on pohjoisen ja etelän navat, jotka houkuttelevat ja hylkivät pohjoisen ja etelän navat luonnollisilla magneeteilla. Se voi houkutella siihen tiettyjä metalleja. Ensisijaiset erot sähkömagneetin ja luonnollisen magneetin välillä ovat materiaaleja, joista kukin on valmistettu, ja tosiasia, että kun sähkömagneettien virta katkaistaan, se menettää magneettiset kykynsä, toteaa National High Magnetic Field Laboratory.
Sähkömagneettinen vaikutus
Kuten tanskalainen fyysikko Hans Christian Oersted löysi 1800-luvun alkupuolella, magneettikentät johtuvat sähkövirroista. Laboratoriossa työskennellessään hän huomasi, että kaikki johdot, joiden läpi virtaa virta, pystyivät vaikuttamaan kompassin neuloihin ikään kuin ne olisivat magneetteja. Tätä kutsuttiin sähkömagneettisiksi vaikutuksiksi, toteavat MAGCRAFT-harvinaisten maametallien magneetit.
Luonnon magneettikenttien lähde
Luonnollisten magneettien muodostavat atomit (kuten kaikki atomit) on tehty pienistä negatiivisista sähkövarauksista, joita kutsutaan elektroniksi, ja ympäröivät pienet positiiviset sähköiset varaukset, joita kutsutaan protoneiksi. Elektronit pyörivät ja liikkuvat atomiensa ympärillä, ja tämä tekee niistä pieniä virtauksia. Kaikkien atomien elektronit siis generoivat pieniä magneettikenttiä.
Pysyvät magneetit
Kansallisen magneettikenttälaboratorion mukaan useimmissa aineissa nämä magneettikentät osoittavat joka suuntaan, joten kaikki nämä pienet magneettikentät eivät yleensä muodosta mitään, koska ne toimivat liian paljon toisiaan vastaan. Joissakin materiaaleissa kentät voivat linjautua ja toimia toistensa kanssa, mikä antaa esineelle voimakkaan magneettikentän. Sellaisia esineitä kutsutaan magneteiksi. Pysyvät magneetit on aina valmistettu aineista, kuten magnetiitti, rauta, nikkeli tai neodyymi.
Sähkömagneetin osat
Sähkömagneetti koostuu lankakelasta, akusta ja rautapalasta. Kupari, ei-magneettinen materiaali, on kelattu raudan ympärille, jota kutsutaan ”ytimeksi”. Vaikka rauta voidaan tehdä kestomagneetiksi, sähkömagneetin rautaydin ei ole magneetti. Kaikki materiaalit, joista sähkömagneetti on valmistettu, ovat ei-magneettisia.
Kuinka sähkömagneetit toimivat
Kun akku on kytketty kelaan, virta alkaa virrata sen läpi. Kuten Oersted havaitsi, tämä tekee langan, josta kela on valmistettu, tuottamaan magneettikentän. Koska lanka on kelattu tiukasti, nämä magneettikentät pinottuvat. Koska raudalla on korkea magneettinen läpäisevyys, se vahvistaa langan tuottamaa kenttää. Heti kun akun virta loppuu, virta loppuu, ja tämä tarkoittaa, että magneettikenttä katoaa. Tästä syystä sähkömagneetit ovat väliaikaisia magneetteja, selittää Kansallinen korkea magneettikenttälaboratorio.