Magnetismul este o forță naturală care permite magneților să interacționeze cu alți magneți și cu anumite metale la distanță. Fiecare magnet are doi poli, denumiți poli „nord” și „sud”. Ca și polii magnetici, se împing unul pe celălalt și polii diferiți se apropie reciproc. Toți magneții atrag anumite metale către ei. Sunt două feluri de magneți. Există magneți naturali și magneți din piese electrice, numite „electro-magneți”.
Legătura dintre electricitate și magnetism
Electricitatea și magnetismul, deși aparent două forțe separate, sunt de fapt strâns interconectate. Descoperită de fizicianul Michael Faraday în secolul al XIX-lea, legea inducției electromagnetice arată că sarcinile electrice în mișcare creează câmpuri magnetice. Aceasta este baza pentru existența magneților naturali și a electromagnetilor antropici, potrivit lui Kristen Coyne de la National High Magnetic Field Laboratory.
Magneți naturali
Cu magneții naturali, curentul sarcinilor electrice în mișcare care creează câmpul magnetic este generat în interiorul substanței magnetului. Atomii, particulele minuscule care alcătuiesc toate obiectele fizice, sunt alcătuite din electroni încărcați care orbitează particulele nucleare. Deoarece electronii se mișcă constant în jurul nucleului, ei creează în mod constant câmpuri magnetice.
De ce magneții naturali au câmpuri magnetice
În majoritatea materialelor, polii nordici și sudici ai acestor mici magneți atomici indică în toate direcțiile. Acest lucru face ca efectele fiecăruia să se anuleze reciproc și materialul să fie lăsat nemagnetic. În unele materiale, mai ales metale, acești mici magneți se aliniază și fac ca întregul obiect să fie magnetic.
Piese electromagnet
Un electromagnet este un dispozitiv format din trei părți simple. O bobină de sârmă este înfășurată în jurul unui miez de metal, de obicei fier. O baterie sau altă sursă de alimentare este conectată la bobina de sârmă. Firul este în general foarte subțire și izolat de smalț, pentru a menține în continuare dimensiunea scăzută.
Cum funcționează electromagnetii
Când se aplică tensiune bobinei, atunci începe să curgă prin ea un curent electric. Acest lucru face ca un câmp magnetic să se formeze în jurul firului. Forma bobinei forțează câmpul magnetic al curentului într-o configurație specială. Toate câmpurile fiecărei bucle ale bobinei se aliniază astfel încât efectul să fie acela al unui magnet natural. Un capăt al bobinei este un pol nord și celălalt capăt este un pol sud. Miezul de fier întărește câmpul firului, făcând electromagnetul mai puternic.
In comparatie
În multe privințe, un magnet natural și un electromagnet sunt la fel. Ambele sunt obiecte care generează câmpuri magnetice mari din curenții electrici. Ambele au pol nord și sud. Cu toate acestea, un electromagnet își poate varia puterea (variind curentul) și un magnet natural nu. Un electromagnet își poate schimba polii (inversându-și tensiunea) în timp ce un magnet natural nu poate. Câmpul unui magnet natural este generat de mulți curenți microscopici. Câmpul unui electromagnet este generat de un singur curent pe scară largă.