Magnes trwały to kawałek żelaza lub podobnego metalu posiadający własne pole magnetyczne. W idealnych warunkach zachowa swoją siłę magnetyczną przez wiele lat. Osłabiają ją częste upadki, uderzenia lub wysokie temperatury. Kawałek żelaza, zwany strażnikiem, pasuje do biegunów magnesu, pomagając mu zachować magnetyzm podczas długich okresów przechowywania.
Ferromagnetyzm
Wszystkie magnesy trwałe wykazują to, co naukowcy nazywają ferromagnetyzmem, kiedy pole magnetyczne wytwarza w metalu silną siłę przyciągania. W odpowiednich warunkach fragment metalu ferromagnetycznego uzyskuje własne pole magnetyczne, ulegając magnesowaniu. Inne rodzaje metali, takie jak miedź i aluminium, są paramagnetyczne, słabo przyciągają magnesy i nigdy nie mają stałego pola. Uchwyt magnetyczny to kawałek materiału ferromagnetycznego, który sam nie jest namagnesowany.
Przechowywanie magnesów
We wszystkich materiałach ferromagnetycznych mikroskopijne kawałki metalu, zwane domenami, mają niewielkie pola magnetyczne. Jeśli ich magnetyczne bieguny północny i południowy zbiegają się, współpracują ze sobą i tworzą duże pole wokół całego obiektu. Uderzenia i ciepło zakłócają orientację domen, osłabiając pole. Długie okresy czasu również osłabiają magnesy. Podczas przechowywania bramkarz wzmacnia pole magnetyczne, utrzymując jego siłę przez dłuższy czas.
Kształty magnesów
Magnesy trwałe mają różne kształty: sztabki, podkowy, pierścienie i płaskie paski. Niezależnie od kształtu, każdy magnes ma dokładnie jeden biegun północny i jeden biegun południowy, umieszczone magnetycznie na przeciwległych końcach pola. Linie siły magnetycznej wychodzą z magnesu na biegunie północnym, zakrzywiają się i ponownie wchodzą do niego na biegunie południowym i przechodzą przez materiał magnesu do bieguna północnego, tworząc ciągłą pętlę. Magnes podkowy ma swoje bieguny północny i południowy blisko siebie, po jednym na każdym końcu w kształcie litery „U”. Jest idealnym kandydatem na bramkarza, ponieważ leży na obu biegunach, tworząc między nimi magnetyczny most.
Obwód magnetyczny
Pole magnetyczne zachowuje swoją siłę najlepiej, gdy cała pętla magnetyczna lub obwód przechodzi przez metal ferromagnetyczny we wszystkich punktach. Magnes podkowy ma szczelinę powietrzną między dwoma biegunami; bramkarz zamyka tę lukę. Magnes sztabkowy pozostawiony sam przez kilka miesięcy traci swoją siłę. Chociaż magnes sztabkowy nie ma „trzymacza”, jeśli ułożysz dwie sztabki obok siebie, z biegunem północnym jednego dotykając bieguna południowego drugiego, tworzą pętlę magnetyczną w żelazie i zachowują siłę obu magnesy.
