Οι μαγνήτες είναι ατομικοί. Η διαφορά μεταξύ ενός μόνιμου μαγνήτη και ενός προσωρινού μαγνήτη είναι στις ατομικές δομές τους. Οι μόνιμοι μαγνήτες έχουν τα άτομα ευθυγραμμισμένα συνεχώς. Οι προσωρινοί μαγνήτες έχουν τα άτομα ευθυγραμμισμένα μόνο υπό την επίδραση ενός ισχυρού εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Η υπερθέρμανση ενός μόνιμου μαγνήτη θα αναδιατάξει την ατομική του δομή και θα τον μετατρέψει σε προσωρινό μαγνήτη.
Βασικά στοιχεία μαγνήτη
Τα υλικά με μαγνητικές ιδιότητες έχουν μαγνητικά πεδία. Ένα τυπικό χάλυβα καρφί δεν έχει αρκετά ισχυρό μαγνητικό πεδίο για να προσελκύσει ένα μεταλλικό συνδετήρα. Αλλά ο μαγνητισμός μπορεί να αυξήσει την αντοχή του μαγνητικού πεδίου των χαλύβδινων νυχιών. Η απλή τοποθέτηση ενός ισχυρού μόνιμου μαγνήτη δίπλα σε ένα ατσάλινο καρφί θα προκαλέσει το καρφί να έχει ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο και να ενεργεί σαν προσωρινός μαγνήτης. Το καρφί αναφέρεται ως προσωρινός μαγνήτης επειδή μόλις αφαιρεθεί ο μόνιμος μαγνήτης, το καρφί χάνει την ισχύ του μαγνητικού πεδίου που προσέλκυσε το συνδετήρα.
Μόνιμοι μαγνήτες
Οι μόνιμοι μαγνήτες διαφέρουν από τους προσωρινούς μαγνήτες λόγω της ικανότητάς τους να παραμένουν μαγνητισμένοι χωρίς την επίδραση ενός κοντινού εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Συνήθως, οι μόνιμοι μαγνήτες κατασκευάζονται από "σκληρά" μαγνητικά υλικά όπου το "σκληρό" αναφέρεται στην ικανότητα ενός υλικού να μαγνητιστεί και να παραμείνει μαγνητισμένο. Ο χάλυβας είναι ένα παράδειγμα σκληρού μαγνητικού υλικού.
Πολλοί μόνιμοι μαγνήτες δημιουργούνται εκθέτοντας το μαγνητικό υλικό σε ένα πολύ ισχυρό εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Μόλις αφαιρεθεί το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, το επεξεργασμένο μαγνητικό υλικό μετατρέπεται τώρα σε μόνιμο μαγνήτη.
Προσωρινοί μαγνήτες
Σε αντίθεση με τους μόνιμους μαγνήτες, οι προσωρινοί μαγνήτες δεν μπορούν να παραμείνουν μαγνητισμένοι από μόνοι τους. Μαλακά μαγνητικά υλικά όπως σίδηρος και νικέλιο δεν θα προσελκύσουν συνδετήρες μετά την αφαίρεση ενός ισχυρού εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.
Ένα παράδειγμα βιομηχανικού προσωρινού μαγνήτη είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης που χρησιμοποιείται για την μετακίνηση παλιοσίδερου σε ένα ναυπηγείο διάσωσης. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσω ενός πηνίου που περιβάλλει μια σιδερένια πλάκα προκαλεί ένα μαγνητικό πεδίο που μαγνητίζει την πλάκα. Όταν το ρεύμα ρέει, η πλάκα μαζεύει παλιοσίδερα. Όταν το ρεύμα σταματά, η πλάκα απελευθερώνει το παλιοσίδερο.
Βασική ατομική θεωρία μαγνητών
Τα μαγνητικά υλικά διαθέτουν περιστρεφόμενα ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου που ασκούν μεμονωμένα ένα μικρό μαγνητικό πεδίο. Αυτό ουσιαστικά κάνει κάθε άτομο έναν μικροσκοπικό μαγνήτη μέσα σε έναν μεγαλύτερο μαγνήτη. Αυτοί οι μικροσκοπικοί μαγνήτες ονομάζονται δίπολα επειδή έχουν μαγνητικό βόρειο και νότιο πόλο. Τα μεμονωμένα δίπολα τείνουν να συσσωρεύονται με άλλα δίπολα σχηματίζοντας μεγαλύτερα δίπολα που ονομάζονται τομείς. Αυτά τα πεδία έχουν ισχυρότερα μαγνητικά πεδία από μεμονωμένα δίπολα.
Τα μαγνητικά υλικά που δεν είναι μαγνητισμένα έχουν τα ατομικά τους πεδία διατεταγμένα σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Ωστόσο, όταν το μαγνητικό υλικό μαγνητίζεται, τα ατομικά πεδία τακτοποιούνται σε ένα κοινό προσανατολισμός και ως εκ τούτου ενεργεί ως ένας μεγάλος τομέας που έχει ακόμη ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο από οποιοδήποτε άλλο τομέα. Αυτό δίνει στον μαγνήτη τη δύναμή του.
Η διαφορά μεταξύ ενός μόνιμου μαγνήτη και ενός προσωρινού μαγνήτη είναι ότι μόλις σταματήσει ο μαγνητισμός, θα παραμείνουν τα ατομικά πεδία ενός μόνιμου μαγνήτη ευθυγραμμισμένα και έχουν ισχυρό μαγνητικό πεδίο, ενώ οι περιοχές ενός προσωρινού μαγνήτη θα αναδιατάσσονται με μη ευθυγραμμισμένο τρόπο και θα έχουν ασθενές μαγνητικό πεδίο.
Ένας τρόπος για να καταστρέψετε έναν μόνιμο μαγνήτη είναι να τον υπερθερμάνετε. Η υπερβολική θερμότητα προκαλεί τα άτομα του μαγνήτη να δονούνται βίαια και να διαταράσσουν την ευθυγράμμιση των ατομικών περιοχών και των διπόλων τους. Μόλις κρυώσουν, οι τομείς δεν θα ευθυγραμμιστούν ξανά όπως και μόνοι τους και θα γίνουν δομικά ένας προσωρινός μαγνήτης.