Aký je rozdiel medzi permanentným magnetom a elektromagnetom?
Pri elektromagnete sa magnetické pole vytvára elektrickým prúdom v drôtovej cievke a zosilňuje ho mäkké železné jadro.
Hneď ako sa prúd vypne, mäkké železné jadro stratí svoju magnetizáciu.
Permanentný magnet pozostáva z feromagnetického materiálu, ktorý sa zmagnetizuje silným externým magnetickým poľom.
Použité tvrdé magnetické materiály si po vypnutí externého magnetického poľa zachovajú časť svojej magnetizácie.
Poznámka: V našom obchode ponúkame iba permanentné magnety, nie elektromagnety.
Obsah
Magnetické polia (B‑polia) všeobecne
Všetky magnetické polia (B‑polia) vznikajú pohybujúcimi sa elektrickými nábojmi, teda elektrickými prúdmi. Už jediný pohybujúci sa elektrón vytvára B‑pole.Elektromagnety
Vodič, ktorým preteká prúd (pohybujúce sa elektróny), vytvára vo svojom okolí magnetické pole.
Sila magnetického poľa závisí od prúdu a od tvaru vodiča.
Každý vodič, ktorým preteká prúd, je v podstate elektromagnet.
Oranžová šípka ukazuje technický smer prúdu.
Z „historických dôvodov“ je opačný k smeru pohybu elektrónov.
Cievky
Ak sa vodič, ktorým preteká prúd, ohne do kruhu, vytvorí sa tým magnetické pole s pólmi (pozri obrázok). Kruhový prúd teda tvorí magnet s severným a južným pólom.
Ak sa vodič, ktorým preteká prúd, ohne do kruhu, vytvorí sa tým magnetické pole s pólmi (pozri obrázok). Kruhový prúd teda tvorí magnet s severným a južným pólom.
V bežných elektromagnetoch sa vodič navíja do často viacvrstvovej cievky, ktorá sa nazýva aj solenoid.
Cievka z drôtu so severným a južným pólom
Mäkké železné jadro (sivé) s cievkou (oranžové)
Jadro z mäkkej ocele
V elektromagnetoch sa väčšinou do cievky zasúva jadro z mäkkej ocele, ktoré jeho magnetické pole výrazne zosilní. Je to preto, že magnetické pole v cievke jadro z mäkkej ocele zmagnetuje, teda z neho urobí dodatočný magnet. Po vypnutí prúdu jadro z mäkkej ocele svoju magnetizáciu opäť stratí. To je žiaduce, pretože tak možno magnet zapínať a vypínať.
V elektromagnetoch sa väčšinou do cievky zasúva jadro z mäkkej ocele, ktoré jeho magnetické pole výrazne zosilní. Je to preto, že magnetické pole v cievke jadro z mäkkej ocele zmagnetuje, teda z neho urobí dodatočný magnet. Po vypnutí prúdu jadro z mäkkej ocele svoju magnetizáciu opäť stratí. To je žiaduce, pretože tak možno magnet zapínať a vypínať.
Mäkké a tvrdé magnetické železo
Označenie „mäkko“ magnetické pochádza z toho, že mechanicky mäkké železo stráca svoju magnetizáciu, zatiaľ čo uhlíkom obohatené, mechanicky tvrdé železo (oceľ) si časť magnetizácie zachováva. Hovorí sa o remanencii. „Remanere“ je po latinsky a znamená „zotrvať“. Materiál s vysokou remanenciou sa označuje ako „tvrdomagnetický“.
Označenie „mäkko“ magnetické pochádza z toho, že mechanicky mäkké železo stráca svoju magnetizáciu, zatiaľ čo uhlíkom obohatené, mechanicky tvrdé železo (oceľ) si časť magnetizácie zachováva. Hovorí sa o remanencii. „Remanere“ je po latinsky a znamená „zotrvať“. Materiál s vysokou remanenciou sa označuje ako „tvrdomagnetický“.
Permanentné magnety, rovnako ako naše supermagnety, ktoré sú všetky z tvrdomagnetických materiálov, sa mimochodom magnetizujú solenoidmi, ktorými preteká prúd.
V našom glosári magnetizmu nájdete podrobné informácie o princípe činnosti a technických aplikáciách Elektromagnetov.
Permanentné magnety
Elektrón so spinom: mikroskopický magnet
Spin elektrónu
Aj pri permanentných magnetoch vznikajú B‑polia pôsobením prúdov. Tieto prúdy však nie sú makroskopické prúdy, pri ktorých sa nabité častice pohybujú jedným smerom, ale mikroskopické elektrické prúdy. Tieto mikroskopické prúdy vznikajú v prípade Ferromagnetizmu vďaka otáčaniu určitých elektrónov v materiáli okolo vlastnej osi (spiny elektrónov). Spin elektrónu možno považovať za mikroskopicky malý kruhový prúd.
Aj pri permanentných magnetoch vznikajú B‑polia pôsobením prúdov. Tieto prúdy však nie sú makroskopické prúdy, pri ktorých sa nabité častice pohybujú jedným smerom, ale mikroskopické elektrické prúdy. Tieto mikroskopické prúdy vznikajú v prípade Ferromagnetizmu vďaka otáčaniu určitých elektrónov v materiáli okolo vlastnej osi (spiny elektrónov). Spin elektrónu možno považovať za mikroskopicky malý kruhový prúd.
V našom glosári magnetizmu nájdete podrobné informácie o permanentných magnetoch a spinových elektrónov.
Sila elektro- a permanentných magnetov
Sila magnetického poľa elektromagnetu závisí od materiálu jadra, od počtu závitov solenoidu a od prúdu. Pri dostatočne veľkom prúde môže elektromagnet vytvoriť podstatne silnejšie magnetické pole než permanentný magnet.
Vľavo: permanentný magnet s indukčnými čiarami.
Vpravo: elektromagnet so zdrojom prúdu (vľavo), solenoidom (oranžový) a mäkkým železným jadrom (uprostred)
Ďalšie informácie k tejto téme nájdete na nasledujúcich odkazoch:
a všeobecne v časti Magnetizmus A – Z.
