Magnetizem je naravna sila, ki omogoča magnetom, da na daljavo sodelujejo z drugimi magneti in nekaterimi kovinami. Vsak magnet ima dva pola, imenovana "severni" in "južni" polov. Tako kot magnetni poli se medsebojno potiskajo, različni pa se med seboj približujejo. Vsi magneti vanje pritegnejo določene kovine. Obstajata dve vrste magnetov. Obstajajo naravni magneti in magneti iz električni deli, imenovani "elektromagneti".
Povezava med elektriko in magnetizmom
Elektrika in magnetizem, čeprav sta na videz dve ločeni sili, sta v resnici tesno povezani. Zakon elektromagnetne indukcije, ki ga je v 19. stoletju odkril fizik Michael Faraday, kaže, da gibljivi električni naboji ustvarjajo magnetna polja. To je osnova za obstoj naravnih magnetov in umetnih elektromagnetov, pravi Kristen Coyne iz Nacionalnega laboratorija za visoko magnetno polje.
Naravni magneti
Pri naravnih magnetih se v snovi magneta ustvari tok gibljivih električnih nabojev, ki ustvarjajo magnetno polje. Atomi, drobni delci, ki sestavljajo vse fizične predmete, so sestavljeni iz nabitih elektronov, ki krožijo okoli jedrskih delcev. Ker se elektroni nenehno gibljejo po jedru, nenehno ustvarjajo magnetna polja.
Zakaj imajo naravni magneti magnetna polja
V večini materialov severni in južni pol teh drobnih atomskih magnetov kažeta vsepovsod. Zaradi tega se učinki obeh medsebojno izničijo, material pa ostane nemagneten. V nekaterih materialih, večinoma kovinah, se ti drobni magneti poravnajo in naredijo celoten predmet magnetnim.
Elektromagnetni deli
Elektromagnet je naprava, sestavljena iz treh preprostih delov. Žična tuljava je navita okoli kovinskega jedra, običajno železa. Na tuljavo žice je priključena baterija ali drug vir energije. Žica je na splošno zelo tanka in izolirana z emajlom, da še naprej zmanjšuje velikost.
Kako delujejo elektromagneti
Ko na tuljavo deluje napetost, začne skozinjo teči električni tok. Zaradi tega se okoli žice oblikuje magnetno polje. Oblika tuljave sili magnetno polje toka v posebno konfiguracijo. Vsa polja vsake zanke tuljave se poravnajo tako, da je učinek naravnega magnetnega droga. En konec tuljave je severni pol, drugi konec pa južni pol. Železno jedro ojača polje žice, zaradi česar je elektromagnet močnejši.
V primerjavi
Naravna magnet in elektromagnet sta si v mnogih pogledih enaka. Oba sta predmeta, ki ustvarjata velika magnetna polja iz električnih tokov. Oba imata severni in južni pol. Vendar lahko elektromagnet spreminja svojo moč (s spreminjanjem trenutnega toka), naravni magnet pa ne. Elektromagnet lahko preklopi svoje pola (z obračanjem napetosti), naravni magnet pa ne. Polje naravnega magneta ustvarjajo številni mikroskopski tokovi. Polje elektromagneta ustvarja en sam velik tok.