Magnētisms ir dabisks spēks, kas ļauj magnētiem savstarpēji mijiedarboties ar citiem magnētiem un dažiem metāliem. Katram magnētam ir divi stabi, kurus sauc par “ziemeļu” un “dienvidu” stabiem. Tāpat kā magnētiskie stabi viens otru atgrūž, un dažādi stabi pievelk viens otru tuvāk. Visi magnēti tiem piesaista noteiktus metālus. Ir divi veidu magnēti. Ir dabiski sastopami magnēti un magnēti no elektriskās daļas, sauktas par “elektromagnētiem”.
Saikne starp elektrību un magnētismu
Elektrība un magnētisms, kaut arī šķietami divi atsevišķi spēki, patiesībā ir cieši saistīti. Fizikas Maikla Faradeja 19. gadsimtā atklātais elektromagnētiskās indukcijas likums parāda, ka kustīgi elektriskie lādiņi rada magnētiskos laukus. Tas ir pamats dabā sastopamo magnētu un cilvēka radīto elektromagnētu esamībai, norāda Kristena Koina no Nacionālās Augsta Magnētiskā Lauka Laboratorijas.
Dabiskie magnēti
Ar dabiski sastopamiem magnētiem magnēta vielas iekšpusē rodas kustīgo elektrisko lādiņu strāva, kas rada magnētisko lauku. Atomi, sīkās daļiņas, kas veido visus fiziskos objektus, sastāv no uzlādētiem elektroniem, kas riņķo ap kodoldaļiņām. Tā kā elektroni nepārtraukti pārvietojas ap kodolu, tie pastāvīgi rada magnētiskos laukus.
Kāpēc dabiskajiem magnētiem ir magnētiskie lauki
Lielākajā daļā materiālu šo sīko atomu magnētu ziemeļu un dienvidu pols ir vērsts katrā virzienā. Tas liek katra efektam atcelt viens otru, un materiāls paliek nemagnētisks. Dažos materiālos, galvenokārt metālos, šie sīkie magnēti sakrīt un visu objektu padara magnētisku.
Elektromagnēta daļas
Elektromagnēts ir ierīce, kas sastāv no trim vienkāršām daļām. Ap metāla, parasti dzelzs, serdi ir savīta stieples spole. Akumulators vai cits strāvas avots ir pievienots stieples spolei. Vads parasti ir ļoti plāns un izolēts ar emalju, lai vēl vairāk saglabātu izmēru.
Kā darbojas elektromagnēti
Kad spolei tiek pielikts spriegums, tad caur to sāk plūst elektriskā strāva. Tas izraisa magnētiskā lauka veidošanos ap vadu. Spoles forma piesaista strāvas magnētisko lauku īpašā konfigurācijā. Visi katras spoles cilpas lauki sakrīt tā, ka efekts ir dabiska stieņa magnēta efekts. Spoles viens gals ir ziemeļu pols, bet otrs - dienvidu pols. Dzelzs serde pastiprina stieples lauku, padarot elektromagnētu stiprāku.
Salīdzinājumā
Daudzos veidos dabiskais magnēts un elektromagnēts ir vienādi. Abi ir objekti, kas rada lielu magnētisko lauku no elektriskās strāvas. Abiem ir ziemeļu un dienvidu pols. Tomēr elektromagnēts var mainīt tā stiprumu (mainot tā strāvu), un dabiskais magnēts nevar. Elektromagnēts var pārslēgt polus (mainot spriegumu), bet dabiskais magnēts nevar. Dabiskā magnēta lauku rada daudzas mikroskopiskas strāvas. Elektromagnēta lauku rada viena liela mēroga strāva.