Bir Elektromıknatıs Normal Bir Çubuk Mıknatıstan Nasıl Farklıdır?

Manyetizma, mıknatısların belirli bir mesafede diğer mıknatıslarla ve belirli metallerle etkileşime girmesine izin veren doğal bir kuvvettir. Her mıknatısın “kuzey” ve “güney” kutupları olarak adlandırılan iki kutbu vardır. Manyetik kutupların birbirini itmesi gibi, farklı kutuplar da birbirini daha yakına çeker. Tüm mıknatıslar belirli metalleri kendilerine çeker. İki tane mıknatıs çeşitleri. Doğal olarak oluşan mıknatıslar vardır ve yapılmış mıknatıslar "elektromıknatıs" adı verilen elektrikli parçalar.

Elektrik ve manyetizma, görünüşte iki ayrı kuvvet olsa da, aslında birbirine yakından bağlıdır. 19. yüzyılda fizikçi Michael Faraday tarafından keşfedilen elektromanyetik indüksiyon yasası, hareketli elektrik yüklerinin manyetik alanlar oluşturduğunu gösteriyor. Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı'ndan Kristen Coyne'e göre bu, doğal olarak oluşan mıknatısların ve insan yapımı elektromıknatısların varlığının temelidir.

Doğal olarak oluşan mıknatıslarda, manyetik alanı oluşturan hareketli elektrik yüklerinin akımı, mıknatısın içinde üretilir. Tüm fiziksel nesneleri oluşturan küçük parçacıklar olan atomlar, nükleer parçacıkların yörüngesinde dönen yüklü elektronlardan oluşur. Elektronlar sürekli olarak çekirdeğin etrafında hareket ettikleri için sürekli olarak manyetik alanlar yaratırlar.

Çoğu malzemede, bu küçük atom mıknatıslarının kuzey ve güney kutupları her yöne işaret eder. Bu, her birinin etkilerinin birbirini iptal etmesini sağlar ve malzeme manyetik değildir. Bazı malzemelerde, çoğunlukla metallerde, bu küçük mıknatıslar sıralanır ve tüm nesneyi manyetik hale getirir.

Elektromıknatıs, üç basit parçadan oluşan bir cihazdır. Genellikle demir olan bir metal çekirdeğin etrafına bir tel bobin sarılır. Tel bobinine bir pil veya başka bir güç kaynağı bağlanır. Tel genellikle çok incedir ve boyutu daha da küçük tutmak için emaye ile yalıtılmıştır.

Bobine voltaj uygulandığında, içinden bir elektrik akımı akmaya başlar. Bu, telin etrafında bir manyetik alan oluşmasına neden olur. Bobin şekli, akımın manyetik alanını özel bir konfigürasyona zorlar. Bobinin her bir döngüsünün tüm alanları, etki doğal bir çubuk mıknatısınki olacak şekilde sıralanır. Bobinin bir ucu kuzey kutbu, diğer ucu ise güney kutbudur. Demir çekirdek, telin alanını güçlendirerek elektromıknatısı daha güçlü hale getirir.

Birçok yönden doğal bir mıknatıs ve bir elektromıknatıs aynıdır. Her ikisi de elektrik akımlarından büyük manyetik alanlar üreten nesnelerdir. Her ikisinin de kuzey ve güney kutbu vardır. Bununla birlikte, bir elektromıknatıs gücünü değiştirebilir (akımını değiştirerek) ve doğal bir mıknatıs değiştiremez. Bir elektromıknatıs kutuplarını değiştirebilir (voltajını tersine çevirerek), doğal bir mıknatıs yapamaz. Doğal bir mıknatısın alanı birçok mikroskobik akım tarafından üretilir. Bir elektromıknatısın alanı, tek bir büyük ölçekli akım tarafından üretilir.