Innehåll
- Länk mellan el och magnetism
- Naturliga magneter
- Varför naturliga magneter har magnetfält
- Elektromagnetdelar
- Hur elektromagneter fungerar
- I jämförelse
Magnetism är en naturlig kraft som tillåter magneter att interagera med andra magneter och vissa metaller på avstånd. Varje magnet har två poler, kallade polerna “nord” och “söder”. Liksom magnetiska poler skjuter varandra bort och olika poler drar varandra närmare. Alla magneter lockar vissa metaller till dem. Det finns två typer av magneter. Det finns naturligt förekommande magneter och magneter tillverkade av elektriska delar, kallad "elektromagneter."
Länk mellan el och magnetism
Elektricitet och magnetism, fastän till synes två separata krafter, är faktiskt nära sammankopplade. Upptäckt av fysikern Michael Faraday på 1800-talet visar lagen om elektromagnetisk induktion att rörliga elektriska laddningar skapar magnetfält. Detta är grunden för förekomsten av naturligt förekommande magneter och konstgjorda elektromagneter, enligt Kristen Coyne från National High Magnetic Field Laboratory.
Naturliga magneter
Med naturligt förekommande magneter genereras strömmen av rörliga elektriska laddningar som skapar magnetfältet inuti magnetens substans. Atomer, de små partiklarna som utgör alla fysiska föremål, består av laddade elektroner som kretsar kring kärnpartiklar. Eftersom elektronerna ständigt rör sig runt kärnan skapar de ständigt magnetfält.
Varför naturliga magneter har magnetfält
I de flesta material pekar norra och södra polerna av dessa små atommagneter på vilket sätt som helst. Detta gör att effekterna av varandra avbryter varandra och materialet lämnas icke-magnetiskt. I vissa material, mestadels metaller, ställer dessa små magneter ihop och gör hela objektet magnetiskt.
Elektromagnetdelar
En elektromagnet är en enhet som består av tre enkla delar. En trådspole lindas runt en kärna av metall, vanligtvis järn. Ett batteri eller annan strömkälla är ansluten till trådspolen. Tråden är i allmänhet mycket tunn och isolerad av emalj för att ytterligare hålla storleken nere.
Hur elektromagneter fungerar
När spänning appliceras på spolen börjar en elektrisk ström flyta genom den. Detta får ett magnetfält att bildas runt tråden. Spolformen tvingar strömmens magnetfält till en speciell konfiguration. Alla fält i varje slinga i spolen rader sig upp så att effekten blir av en naturlig stångmagnet. Den ena änden av spolen är en nordpol och den andra änden är en sydpol. Järnkärnan förstärker trådens fält, vilket gör elektromagneten starkare.
I jämförelse
På många sätt är en naturlig magnet och en elektromagnet densamma. Båda är föremål som genererar stora magnetfält ur elektriska strömmar. Båda har en nordpol och en sydpol. En elektromagnet kan dock variera sin styrka (genom att variera sin ström) och en naturlig magnet kan inte. En elektromagnet kan växla polerna (genom att vända spänningen) medan en naturlig magnet inte kan. Fältet för en naturlig magnet genereras av många mikroskopiska strömmar. Fältet för en elektromagnet genereras av en enda storskalig ström.