電磁石は通常の棒磁石とどう違うのですか？

磁性は、磁石が他の磁石や特定の金属と離れた場所で相互作用することを可能にする自然の力です。 各磁石には、「北」極と「南」極という名前の2つの極があります。 磁極がお互いを押しのけるように、異なる極がお互いを引き寄せます。 すべての磁石はそれらに特定の金属を引き付けます。 二つあります 磁石の種類. 自然に発生する磁石があり、 で作られた磁石 「電磁石」と呼ばれる電気部品。

電気と磁気は、一見2つの別々の力のように見えますが、実際には密接に相互に関連しています。 19世紀に物理学者のマイケルファラデーによって発見された電磁誘導の法則は、移動する電荷が磁場を生成することを示しています。 国立高磁場研究所のクリステン・コインによれば、これが天然に存在する磁石と人工電磁石の存在の基礎です。

天然に存在する磁石では、磁場を生成する移動電荷の電流が磁石の物質の内部で生成されます。 すべての物理的物体を構成する小さな粒子である原子は、核粒子を周回する荷電電子から構成されています。 電子は常に原子核の周りを移動しているため、常に磁場を生成しています。

ほとんどの材料では、これらの小さな原子磁石の北極と南極があらゆる方向を向いています。 これにより、それぞれの効果が互いに打ち消し合い、材料は非磁性のままになります。 一部の材料、主に金属では、これらの小さな磁石が並んで、オブジェクト全体を磁性にします。

電磁石は、3つの単純な部品で構成されるデバイスです。 ワイヤーのコイルは、金属、通常は鉄のコアの周りに巻かれています。 バッテリーまたは他の電源がワイヤーのコイルに接続されています。 ワイヤーは一般的に非常に細く、エナメルで絶縁されているため、サイズをさらに小さくすることができます。

コイルに電圧が印加されると、コイルに電流が流れ始めます。 これにより、ワイヤの周囲に磁界が形成されます。 コイルの形状により、電流の磁場が特別な構成になります。 コイルの各ループのすべての磁場が整列するため、効果は天然の棒磁石の効果になります。 コイルの一方の端はN極で、もう一方の端はS極です。 鉄心はワイヤーの磁場を強化し、電磁石をより強くします。

多くの点で、自然の磁石と電磁石は同じです。 どちらも電流から大きな磁場を発生する物体です。 どちらにも北極と南極があります。 ただし、電磁石は（電流を変えることによって）その強度を変えることができ、天然磁石はできません。 電磁石は（電圧を逆にすることによって）極を切り替えることができますが、自然の磁石はできません。 自然の磁石の磁場は、多くの微視的な電流によって生成されます。 電磁石の磁場は、単一の大規模な電流によって生成されます。