Магнетизм - это естественная сила, которая позволяет магнитам взаимодействовать с другими магнитами и некоторыми металлами на расстоянии. У каждого магнита есть два полюса, называемые «северным» и «южным» полюсами. Как магнитные полюса отталкивают друг друга, а разные полюса притягивают друг друга. Все магниты притягивают к себе определенные металлы. Есть два виды магнитов. Есть природные магниты и магниты из электрические части, называемые «электромагнитами».
Связь между электричеством и магнетизмом
Электричество и магнетизм, хотя кажутся двумя отдельными силами, на самом деле тесно взаимосвязаны. Открытый физиком Майклом Фарадеем в 19 веке закон электромагнитной индукции показывает, что движущиеся электрические заряды создают магнитные поля. По словам Кристен Койн из Национальной лаборатории сильных магнитных полей, это является основой для существования естественных магнитов и искусственных электромагнитов.
Натуральные магниты
В естественных магнитах ток движущихся электрических зарядов, создающий магнитное поле, генерируется внутри вещества магнита. Атомы, крошечные частицы, из которых состоят все физические объекты, состоят из заряженных электронов, вращающихся вокруг ядерных частиц. Поскольку электроны постоянно движутся вокруг ядра, они постоянно создают магнитные поля.
Почему у природных магнитов есть магнитные поля
В большинстве материалов северный и южный полюса этих крошечных атомных магнитов направлены в разные стороны. Это заставляет эффекты друг друга нейтрализовать друг друга, и материал остается немагнитным. В некоторых материалах, в основном в металлах, эти крошечные магниты выстраиваются в одну линию и делают весь объект магнитным.
Части электромагнита
Электромагнит - это устройство, состоящее из трех простых частей. Катушка проволоки наматывается на сердечник из металла, обычно железа. Батарея или другой источник питания подключен к катушке с проводом. Проволока обычно очень тонкая и изолирована эмалью, чтобы уменьшить размер.
Как работают электромагниты
Когда на катушку подается напряжение, через нее начинает течь электрический ток. Это вызывает формирование магнитного поля вокруг провода. Форма катушки заставляет магнитное поле тока принимать особую конфигурацию. Все поля каждой петли катушки выстраиваются в линию, так что создается эффект естественного стержневого магнита. Один конец катушки - это северный полюс, а другой конец - южный полюс. Железный сердечник усиливает поле провода, делая электромагнит сильнее.
В сравнении
Во многих отношениях природный магнит и электромагнит - одно и то же. Оба являются объектами, генерирующими сильные магнитные поля из электрических токов. У обоих есть северный и южный полюс. Однако электромагнит может изменять свою силу (изменяя ток), а естественный магнит - нет. Электромагнит может переключать свои полюса (изменяя свое напряжение на противоположное), а естественный магнит - нет. Поле естественного магнита создается множеством микроскопических токов. Поле электромагнита создается единичным крупномасштабным током.