الکترومغناطیس در مقابل آهنربای دائم
الکترومغناطیس و آهنرباهای دائمی دو موضوع مهم در نظریه الکترومغناطیسی هستند. این مقاله اصول مغناطیس، الکترومغناطیس و آهنربای دائمی را توضیح می دهد و بین این دو آهنربا را توضیح می دهد.
الکترومغناطیس چیست؟
برای درک آهنرباهای الکتریکی، ابتدا باید نظریه های پشت مغناطیس را درک کرد. مغناطیس به دلیل جریان الکتریکی رخ می دهد. یک هادی حامل جریان مستقیم، نیرویی را که نسبت به جریان جریان دارد، به هادی حامل جریان دیگری که موازی با رسانای اول است، وارد می کند. از آنجایی که این نیرو بر جریان بارها عمود است، نمی تواند نیروی الکتریکی باشد.این بعدها به عنوان مغناطیس شناخته شد.
نیروی مغناطیسی می تواند جذاب یا دافعه باشد اما همیشه متقابل است. یک میدان مغناطیسی بر هر بار متحرک نیرو وارد می کند، اما بارهای ثابت تحت تأثیر قرار نمی گیرند. میدان مغناطیسی یک بار متحرک همیشه عمود بر سرعت است. نیروی وارد بر یک بار متحرک توسط میدان مغناطیسی با سرعت بار و جهت میدان مغناطیسی متناسب است.
یک آهنربا دو قطب دارد. آنها به عنوان قطب شمال و قطب جنوب تعریف می شوند. خطوط میدان مغناطیسی از قطب شمال شروع و به قطب جنوب ختم می شود. با این حال، این خطوط میدانی فرضی هستند. لازم به ذکر است که قطب های مغناطیسی به صورت تک قطبی وجود ندارند. قطب ها را نمی توان جدا کرد. این به عنوان قانون گاوس برای مغناطیس شناخته می شود. الکترومغناطیس قطعه ای است که از حلقه های حامل جریان تشکیل شده است. این حلقه‌ها می‌توانند به هر شکلی باشند، اما الکترومغناطیس‌های معمولی شکل شیر برقی یا حلقه‌ای دارند.
مگنت دائمی چیست؟
از آنجایی که جریان الکتریکی تنها راه ایجاد آهنربا است، آهنرباهای دائمی باید از جریان تشکیل شوند. هر اتمی دارای الکترون هایی است که به دور هسته اتم می چرخند و این الکترون ها دارای خاصیتی به نام اسپین الکترونیکی هستند. این دو ویژگی مسئول مغناطیس در مواد هستند. مواد را می توان با توجه به خواص مغناطیسی به چند دسته دسته بندی کرد. مواد پارامغناطیس، مواد دیامغناطیس و مواد فرومغناطیسی چند مورد هستند. همچنین برخی از انواع کمتر رایج مانند مواد ضد فرومغناطیسی و مواد فری مغناطیسی وجود دارد. دیامغناطیس در اتم هایی که فقط الکترون های جفت دارند نشان داده می شود. اسپین کل این اتم ها صفر است. خواص مغناطیسی فقط به دلیل حرکت مداری الکترون ها ایجاد می شود. هنگامی که یک ماده دیامغناطیسی در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرد، میدان مغناطیسی ضعیفی را به موازات میدان خارجی تولید می کند. مواد پارامغناطیس دارای اتم هایی با الکترون های جفت نشده هستند. اسپین های الکترونیکی این الکترون های جفت نشده مانند آهنرباهای کوچکی عمل می کنند که قوی تر از آهنرباهای ایجاد شده توسط حرکت مداری الکترون هستند.هنگامی که در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرند، این آهنرباهای کوچک با میدان همسو می شوند تا میدان مغناطیسی تولید کنند که موازی با میدان خارجی است. مواد فرومغناطیسی نیز مواد پارامغناطیس با مناطق دوقطبی مغناطیسی در یک جهت حتی قبل از اعمال میدان مغناطیسی خارجی هستند. هنگامی که میدان خارجی اعمال می شود، این مناطق مغناطیسی خود را به موازات میدان تراز می کنند تا میدان را قوی تر کنند. فرومغناطیس حتی پس از حذف میدان خارجی در ماده باقی می ماند، اما پارامغناطیس و دیامغناطیس به محض حذف میدان خارجی ناپدید می شوند. آهنرباهای دائمی از چنین مواد فرومغناطیسی تشکیل شده اند.
تفاوت بین آهنرباهای الکتریکی و آهنرباهای دائمی چیست؟
• آهنرباهای دائمی نیز آهنرباهای الکتریکی با جریان پیوسته هستند که هر اتم را به آهنربا تبدیل می کند.
• الکترومغناطیس با قطع جریان خارجی ناپدید می شود، اما مغناطیس دائمی باقی می ماند.
