المغناطيسات تعمل بالطاقة الذرية. يكمن الاختلاف بين المغناطيس الدائم والمغناطيس المؤقت في تركيبهما الذري. المغناطيس الدائم لها ذرات محاذاة طوال الوقت. يتم محاذاة ذرات المغناطيس المؤقت فقط عندما تكون تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي قوي. سيؤدي ارتفاع درجة حرارة المغناطيس الدائم إلى إعادة ترتيب هيكله الذري وتحويله إلى مغناطيس مؤقت.
أساسيات المغناطيس
المواد ذات الخصائص المغناطيسية تمتلك مجالات مغناطيسية. لا يحتوي الظفر الفولاذي النموذجي على مجال مغناطيسي قوي بما يكفي لجذب مشبك ورق معدني. لكن المغنطة يمكن أن تزيد من قوة المجال المغناطيسي للمسمار الفولاذي. سيؤدي وضع مغناطيس دائم قوي بجانب مسمار فولاذي ببساطة إلى أن يكون للظفر مجال مغناطيسي أقوى ويعمل كمغناطيس مؤقت. يشار إلى الظفر على أنه مغناطيس مؤقت لأنه بمجرد إزالة المغناطيس الدائم ، يفقد الظفر مجاله المغناطيسي الذي يجذب مشبك الورق.
مغناطيس دائم
تختلف المغناطيسات الدائمة عن المغناطيسات المؤقتة من خلال قدرتها على البقاء ممغنطة دون تأثير مجال مغناطيسي خارجي قريب. عادةً ما يتم تصنيع المغناطيس الدائم من مواد مغناطيسية "صلبة" حيث تشير كلمة "صلب" إلى قدرة المادة على أن تصبح ممغنطة وتظل ممغنطة. الصلب مثال على مادة مغناطيسية صلبة.
يتم إنشاء العديد من المغناطيسات الدائمة عن طريق تعريض المادة المغناطيسية إلى مجال مغناطيسي خارجي قوي جدًا. بمجرد إزالة المجال المغناطيسي الخارجي ، يتم الآن تحويل المادة المغناطيسية المعالجة إلى مغناطيس دائم.
مغناطيس مؤقت
على عكس المغناطيس الدائم ، لا يمكن للمغناطيسات المؤقتة أن تظل ممغنطة من تلقاء نفسها. لن تجذب المواد المغناطيسية اللينة مثل الحديد والنيكل مشابك الورق بعد إزالة مجال مغناطيسي خارجي قوي.
أحد الأمثلة على المغناطيس الصناعي المؤقت هو المغناطيس الكهربائي المستخدم لتحريك الخردة المعدنية في ساحة الإنقاذ. يؤدي التيار الكهربائي المتدفق عبر ملف يحيط بلوحة حديدية إلى إحداث مجال مغناطيسي يمغنط اللوحة. عندما يتدفق التيار ، تلتقط اللوحة الخردة المعدنية. عندما يتوقف التيار ، تطلق اللوحة المعدن الخردة.
النظرية الذرية الأساسية للمغناطيس
تمتلك المواد المغناطيسية إلكترونات تدور حول نواة الذرة التي تمارس بشكل فردي مجالًا مغناطيسيًا صغيرًا. هذا يجعل كل ذرة مغناطيسًا صغيرًا داخل مغناطيس أكبر. تسمى هذه المغناطيسات الصغيرة ثنائيات الأقطاب لأنها تحتوي على قطب مغناطيسي شمالي وجنوبي. تميل ثنائيات الأقطاب الفردية إلى التكتل مع ثنائيات أقطاب أخرى تشكل ثنائيات أقطاب أكبر تسمى المجالات. هذه المجالات لها مجالات مغناطيسية أقوى من ثنائيات الأقطاب الفردية.
المواد المغناطيسية غير الممغنطة لها مجالاتها الذرية مرتبة في اتجاهات مختلفة. ومع ذلك ، عندما تكون المادة المغناطيسية ممغنطة ، فإن المجالات الذرية ترتب نفسها بشكل مشترك التوجه وبالتالي العمل كمجال واحد كبير يحتوي على مجال مغناطيسي أقوى من أي مجال مغناطيسي واحد نطاق. هذا ما يعطي المغناطيس قوته.
الفرق بين المغناطيس الدائم والمغناطيس المؤقت هو أنه بمجرد توقف المغنطة ، ستبقى المجالات الذرية للمغناطيس الدائم محاذاة ولها مجال مغناطيسي قوي ، في حين أن مجالات المغناطيس المؤقت ستعيد ترتيب نفسها بطريقة غير محاذاة ولها مغناطيس ضعيف مجال.
تتمثل إحدى طرق إتلاف المغناطيس الدائم في ارتفاع درجة حرارته. تؤدي الحرارة الزائدة إلى اهتزاز ذرات المغناطيس بعنف وتعطيل محاذاة المجالات الذرية وثنائيات أقطابها. بمجرد تبريد المجالات ، لن يتم إعادة تنظيمها كما كان من قبل بمفردها وستصبح من الناحية الهيكلية مغناطيسًا مؤقتًا.