Jaka jest różnica między magnesem trwałym a elektromagnesem?
W elektromagnesie pole magnetyczne jest wytwarzane przez prąd elektryczny w cewce z drutu i wzmacniane przez rdzeń z miękkiego żelaza.
Gdy tylko prąd zostanie wyłączony, rdzeń z miękkiego żelaza traci swoją magnetyzację.
Magnes trwały składa się z materiału ferromagnetycznego, który zostaje namagnesowany przez silne zewnętrzne pole magnetyczne.
Zastosowany materiał twardomagnetyczny zachowuje część swojej magnetyzacji po wyłączeniu zewnętrznego pola magnetycznego.
Uwaga: W naszym sklepie oferujemy wyłącznie magnesy trwałe, nie elektromagnesy.
Spis treści
Pola magnetyczne (pola B) – informacje ogólne
Wszystkie pola magnetyczne (pola B) są wytwarzane przez poruszające się ładunki elektryczne, czyli prądy elektryczne. Już pojedynczy poruszający się elektron wytwarza pole B.Elektromagnesy
Przewód, w którym płynie prąd (poruszające się elektrony), wytwarza w swoim otoczeniu pole magnetyczne.
Siła pola magnetycznego zależy od natężenia prądu i kształtu przewodu.
Każdy przewód, przez który płynie prąd, jest w gruncie rzeczy elektromagnes.
Pomarańczowa strzałka wskazuje techniczny kierunek przepływu prądu.
Ze względów historycznych jest on przeciwny kierunkowi ruchu elektronów.
Cewki
Jeśli wygnie się przewód z prądem w okrąg, powstaje pole magnetyczne z biegunami (patrz rysunek). Prąd płynący po okręgu tworzy więc magnes z biegunem północnym i południowym.
Jeśli wygnie się przewód z prądem w okrąg, powstaje pole magnetyczne z biegunami (patrz rysunek). Prąd płynący po okręgu tworzy więc magnes z biegunem północnym i południowym.
W typowych elektromagnesach przewód nawijany jest w często wielowarstwową cewkę, zwaną także solenoidem.
Cewka z drutu z biegunem północnym i południowym
Rdzeń z miękkiego żelaza (szary) z cewką (pomarańczowa)
Rdzeń z miękkiego żelaza
Najczęściej w elektromagnesach do cewki wkłada się rdzeń z miękkiego żelaza, co znacznie wzmacnia jego pole magnetyczne. Dzieje się tak dlatego, że pole magnetyczne w cewce magnesuje rdzeń z miękkiego żelaza, czyli czyni go dodatkowym magnesem. Rdzeń z miękkiego żelaza po wyłączeniu prądu traci swoją magnetyzację. Jest to pożądane, ponieważ dzięki temu magnes można włączać i wyłączać.
Najczęściej w elektromagnesach do cewki wkłada się rdzeń z miękkiego żelaza, co znacznie wzmacnia jego pole magnetyczne. Dzieje się tak dlatego, że pole magnetyczne w cewce magnesuje rdzeń z miękkiego żelaza, czyli czyni go dodatkowym magnesem. Rdzeń z miękkiego żelaza po wyłączeniu prądu traci swoją magnetyzację. Jest to pożądane, ponieważ dzięki temu magnes można włączać i wyłączać.
Żelazo miękko- i twardomagnetyczne
Określenie „miękko”-magnetyczne wynika z faktu, że mechanicznie miękkie żelazo traci swoją magnetyzację, podczas gdy wzbogacone w węgiel, mechanicznie twarde żelazo (stal) zachowuje część magnetyzacji. Mówimy o remanencji. „Remanere” to po łacinie „pozostawać”. Materiał o dużej remanencji określa się jako „twardomagnetyczny”.
Określenie „miękko”-magnetyczne wynika z faktu, że mechanicznie miękkie żelazo traci swoją magnetyzację, podczas gdy wzbogacone w węgiel, mechanicznie twarde żelazo (stal) zachowuje część magnetyzacji. Mówimy o remanencji. „Remanere” to po łacinie „pozostawać”. Materiał o dużej remanencji określa się jako „twardomagnetyczny”.
Za pomocą zasilanych prądem solenoidów magnesuje się swoją drogą magnesy trwałe, jak również nasze supermagnesy, które wszystkie są wykonane z materiałów twardomagnetycznych.
W naszym słowniku magnetyzmu znajdą Państwo szczegółowe informacje o zasadzie działania i zastosowaniach technicznych elektromagnesów.
Magnesy trwałe
Elektron ze spinem: mikroskopijny magnes
Spiny elektronów
Również w przypadku magnesów trwałych pola B są wytwarzane przez prądy. Nie są to jednak makroskopowe prądy, w których naładowane cząstki płyną w jednym kierunku, lecz mikroskopowe prądy elektryczne. Te mikroskopowe prądy powstają w przypadku ferromagnetyzmu wskutek obrotów niektórych elektronów w materiale wokół własnej osi (spiny elektronów). Spin elektronu można traktować jako mikroskopowy prąd kołowy.
Również w przypadku magnesów trwałych pola B są wytwarzane przez prądy. Nie są to jednak makroskopowe prądy, w których naładowane cząstki płyną w jednym kierunku, lecz mikroskopowe prądy elektryczne. Te mikroskopowe prądy powstają w przypadku ferromagnetyzmu wskutek obrotów niektórych elektronów w materiale wokół własnej osi (spiny elektronów). Spin elektronu można traktować jako mikroskopowy prąd kołowy.
W naszym słowniku pojęć dotyczących magnetyzmu znajdą Państwo szczegółowe informacje na temat magnesów trwałych oraz spinów elektronów.
Siła elektromagnesów i magnesów trwałych
Siła pola magnetycznego elektromagnesu zależy od materiału rdzenia, liczby zwojów solenoidu oraz natężenia prądu. Przy wystarczającym natężeniu prądu elektromagnes może wytworzyć znacznie silniejsze pole magnetyczne niż magnes trwały.
Po lewej: magnes trwały z liniami pola.
Po prawej: elektromagnes ze źródłem prądu (po lewej), solenoidem (pomarańczowy) i rdzeniem z miękkiego żelaza (w środku)
Dalsze informacje na ten temat znajdą Państwo pod następującymi linkami:
oraz ogólnie w Magnetyzm od A do Z.
