كانت المغناطيسات من أكثر المواد المفيدة التي تم اكتشافها وكانت مصدرًا للكثير من الإعجاب والترفيه. منذ اكتشافهم منذ آلاف السنين ، وجد الناس استخدامات للمغناطيس في جميع أنواع المعدات. من البوصلات إلى أبواب الخزائن ، يواجه معظم الناس المغناطيس بشكل يومي ، ومع ذلك لا يفهم الكثير منهم تمامًا كيفية عملها.
يُعرَّف المعدن الحديدي بأنه أي معدن يحتوي على حديد. تعتبر المعادن الحديدية شائعة جدًا بسبب الاستخدام المكثف للحديد في معظم السبائك المعدنية. تحتوي المعادن الحديدية على محتوى كبير بما يكفي من الحديد لإنشاء مجالات كافية لمجال مغناطيسي للعمل عليها وجذبها. المواد الحديدية هي الأشياء الوحيدة التي تنجذب جسديًا إلى المجالات المغناطيسية.
المجالات هي السبب الرئيسي في أن المغناطيس يعمل فقط مع المواد الحديدية. المجالات هي المجالات المغناطيسية الفردية الصغيرة التي تحيط بمجموعة من جزيئات الحديد. كل مجال له محاذاة قطبية فردية خاصة به ويمكن أن يواجه كل خط قطبي في اتجاهات مختلفة عن بقية الجزيئات المحيطة. إن الترتيب المشوش لهذه المجالات هو السبب في أن الحديد ، في حد ذاته ، ليس مغناطيسيًا ولكن يمكن أن يتأثر بمغناطيسات أخرى. توجد المجالات بشكل طبيعي في المعادن الحديدية ويمكن إنشاؤها مؤقتًا بواسطة تيار كهربائي متدفق.
يتم إنشاء المجالات المغناطيسية عندما تصطف العديد من المجالات الفردية من خلال قوى خارجية. يمكن أن تصطف المجالات عن طريق التعرض لتيار كهربائي أو حتى حركة جسدية ضد جسم ممغنط آخر. تنجذب الأجسام الحديدية إلى المجالات المغناطيسية عندما تصطف المجالات الفردية مع المجالات الكهربائية. من الممكن جذب معظم الأجسام الحديدية ببساطة عن طريق فركها على المغناطيس بشكل متكرر. بمجرد محاذاة نطاقات جزيء الحديد ومواجهة نفس الاتجاه القطبي ، يخلق انسجامهما مجالًا مغناطيسيًا خاصًا به يمكن أن يعمل على مادة حديدية أخرى.
المغناطيس الطبيعي هو ما أدى إلى الاكتشاف الأصلي للمغناطيس. المغنتيت هو أحد أكثر المعادن شيوعًا والذي يعتبر مغناطيسًا طبيعيًا. المغنتيت هو معدن يمكن مغناطيس تركيبه الذري بسهولة بمجرد ملامسته للأجسام المعدنية الأخرى. استخدم الفايكنج والصينيون أكسيد الحديد الأسود في البوصلات الأولى.
يتم إنشاء المغناطيسات الكهربائية عن طريق تشغيل تيار كهربائي عبر معدن موصل. يتسبب التيار الكهربائي في حركة سريعة للإلكترونات ، مما يؤدي إلى تكوين مجال مغناطيسي. يمكن إنشاء المجالات الكهرومغناطيسية عن طريق تشغيل تيار كهربائي عبر أي معدن ، بما في ذلك المعادن غير الحديدية الموصلة.