Magnetism on looduslik jõud, mis võimaldab magnetitel suhelda teiste magnetite ja teatud metallidega eemal. Igal magnetil on kaks poolust, mida nimetatakse põhja- ja lõunapooluseks. Nagu magnetpoolused lükkavad üksteist eemale ja erinevad poolused tõmbavad üksteist lähemale. Kõik magnetid meelitavad teatud metalle enda juurde. On kaks erinevaid magneteid. On looduslikult esinevaid magneteid ja valmistatud magnetid elektrilised osad, nn elektromagnetid.
Seos elektri ja magnetismi vahel
Elekter ja magnetism, ehkki näiliselt kaks eraldiseisvat jõudu, on tegelikult tihedalt seotud. Füüsik Michael Faraday poolt 19. sajandil avastatud elektromagnetilise induktsiooni seadus näitab, et liikuvad elektrilaengud loovad magnetvälju. See on looduslikult esinevate magnetite ja inimese loodud elektromagnetite olemasolu alus, vahendab Kristen Coyne Riikliku Kõrgete Magnetväljade Laborist.
Looduslikud magnetid
Looduslikult esinevate magnetite korral tekib magnetvälja tekitavate liikuvate elektrilaengute vool magneti aine sees. Aatomid, pisikesed osakesed, mis moodustavad kõik füüsikalised objektid, koosnevad laetud elektronidest, mis tiirlevad tuumaosakeste ümber. Kuna elektronid liiguvad pidevalt tuuma ümber, tekitavad nad pidevalt magnetvälju.
Miks looduslikel magnetitel on magnetväljad?
Enamikus materjalides on nende pisikeste aatomimagnetite põhja- ja lõunapoolus suunatud igale poole. See paneb üksteise mõju üksteist tühistama ja materjal jääb mittemagnetiliseks. Mõnes materjalis, peamiselt metallides, on need väikesed magnetid rivis ja muudavad kogu objekti magnetiliseks.
Elektromagnetosad
Elektromagnet on seade, mis koosneb kolmest lihtsast osast. Traadimähis keeratakse ümber metallist südamiku, tavaliselt rauast. Traadi mähisega on ühendatud aku või muu toiteallikas. Traat on üldiselt väga õhuke ja isoleeritud emailiga, et hoida suurust veelgi allapoole.
Kuidas elektromagnetid töötavad
Kui mähisele rakendatakse pinget, hakkab sellest läbi voolama elektrivool. See põhjustab traadi ümber magnetvälja moodustumise. Mähise kuju sunnib voolu magnetvälja spetsiaalsesse konfiguratsiooni. Mähise iga silmuse kõik väljad asuvad ühel joonel nii, et selle efekt on loodusliku vardamagnetiga. Spiraali üks ots on põhjapoolus ja teine ots lõunapoolus. Raudtuum tugevdab traadi välja, muutes elektromagneti tugevamaks.
Võrreldes
Looduslik magnet ja elektromagnet on paljuski ühesugused. Mõlemad on objektid, mis tekitavad elektrivooludest suuri magnetvälju. Mõlemal on põhja- ja lõunapoolus. Kuid elektromagnet võib oma tugevust muuta (muutes selle voolu) ja looduslik magnet mitte. Elektromagnet saab oma pooluseid vahetada (pinget ümber pöörates), looduslik magnet aga mitte. Loodusliku magneti välja tekitavad paljud mikroskoopilised voolud. Elektromagnetvälja genereerib üks suuremahuline vool.