A mágnesesség egy olyan természetes erő, amely lehetővé teszi a mágnesek számára, hogy távolról kölcsönhatásba lépjenek más mágnesekkel és bizonyos fémekkel. Mindegyik mágnesnek két pólusa van, az úgynevezett „északi” és „déli” pólus. Mint a mágneses pólusok eltolják egymást, és a különböző pólusok közelebb húzzák egymást. Minden mágnes vonzza magukhoz bizonyos fémeket. Van két fajta mágnesek. Vannak természetesen előforduló mágnesek és készült mágnesek elektromos alkatrészek, úgynevezett „elektromágnesek”.
Kapcsolat az áram és a mágnesség között
Az áram és a mágnesség, bár látszólag két különálló erő, valójában szorosan összekapcsolódik. Michael Faraday fizikus által a 19. században felfedezett elektromágneses indukció törvénye azt mutatja, hogy a mozgó elektromos töltések mágneses tereket hoznak létre. Ez az alapja a természetesen előforduló mágnesek és az ember alkotta elektromágnesek létezésének - állítja Kristen Coyne, az Országos Magas Mágneses Tér Laboratórium.
Természetes mágnesek
A természetben előforduló mágneseknél a mágneses teret létrehozó mozgó elektromos töltések áramát a mágnes anyaga alkotja. Az atomok, az apró részecskék, amelyek minden fizikai tárgyat alkotnak, töltött atomokból keringenek a magrészecskék körül. Mivel az elektronok folyamatosan mozognak a mag körül, folyamatosan mágneses mezőket hoznak létre.
Miért van a természetes mágneseknek mágneses terük?
A legtöbb anyagban ezen apró atommágnesek északi és déli pólusa mindkét irányba mutat. Ez kiküszöböli egymás hatásait, és az anyag nem mágneses marad. Egyes anyagokban, főleg fémekben ezek az apró mágnesek felsorakoznak és mágnesessé teszik az egész tárgyat.
Elektromágnes alkatrészek
Az elektromágnes egy olyan eszköz, amely három egyszerű részből áll. Huzaltekercs van tekercselve egy fémmag, általában vas. Akkumulátor vagy más áramforrás van csatlakoztatva a huzaltekercshez. A huzal általában nagyon vékony és zománcszigetelt, hogy tovább csökkentse a méretet.
Hogyan működnek az elektromágnesek
Amikor a tekercsre feszültséget adunk, akkor elektromos áram kezd átfolyni rajta. Ez mágneses mezőt képez a vezeték körül. A tekercs alakja az áram mágneses terét speciális konfigurációba kényszeríti. A tekercs minden hurokjának minden mezője egybeesik úgy, hogy a hatás egy természetes rúdmágnesé legyen. A tekercs egyik vége északi, a másik vége déli pólus. A vasmag megerősíti a huzal terét, erősebbé téve az elektromágneset.
Összehasonlítva
Sok szempontból a természetes mágnes és az elektromágnes ugyanaz. Mindkettő nagy áramú mágneses tereket generáló tárgy. Mindkettőnek van egy északi és egy déli pólusa. Az elektromágnes azonban változtathatja az erejét (áramerősségének változtatásával), a természetes mágnes pedig nem. Az elektromágnes képes megváltoztatni pólusait (a feszültség megfordításával), míg a természetes mágnes nem. A természetes mágnes mezőjét sok mikroszkopikus áram generálja. Az elektromágnes mezőjét egyetlen nagy áram generálja.
