Razlika med trajnim magnetom in elektromagnetom

Pri elektromagnetu se magnetno polje ustvari z električnim tokom v žični tuljavi in ga okrepi mehko železno jedro. Takoj ko je tok izklopljen, mehko železno jedro izgubi magnetizacijo.

Trajni magnet je iz feromagnetnega materiala, ki se magnetizira z močnim zunanjim magnetnim poljem. Uporabljen trdomagnetni material ohrani del svoje magnetizacije tudi po izklopu zunanjega magnetnega polja.

Opomba: V naši trgovini imamo na voljo le trajne magnete, ne pa tudi elektromagnetov.

Kazalo vsebine

Magnetna polja (B-polja) na splošno

Vsa magnetna polja (B-polja) nastanejo zaradi gibajočih se električnih nabojev, torej električnih tokov. Že en sam gibajoči se elektron ustvari B-polje.

Elektromagneti

Žica, po kateri teče tok (gibajoči se elektroni), v svoji okolici ustvarja magnetno polje. Jakost magnetnega polja je odvisna od jakosti toka in oblike žice. Vsaka z električnim tokom prežeta žica je v osnovi elektromagnet.

Oranžna puščica prikazuje tehnično smer toka. Ta je iz zgodovinskih razlogov nasprotna smeri gibanja elektronov.

Tuljave
Če ukrivimo z električnim tokom prežeto žico v krog, nastane magnetno polje s poli (glejte sliko). Krožni tok torej tvori magnet z severnim in južnim polom.

V običajnih elektromagnetih je žica navita v pogosto večslojno tuljavo, ki jo imenujemo tudi solenoid.

Tuljava iz žice z severnim in južnim polom

Jedro iz mehke železa (sivo) s tuljavo (oranžno)

Mekanoželezno jedro
Pri elektromagnetih je v večini primerov v tuljavo vstavljen mekanoželezni jedrnik, kar njegovo magnetno polje močno okrepi. Razlog je v tem, da magnetno polje v tuljavi mekanoželezno jedro magnetizira in ga tako spremeni v dodatni magnet. Po izklopu toka mekanoželezno jedro svojo magnetizacijo ponovno izgubi. To je zaželeno, saj lahko tako magnet vklapljamo in izklapljamo.

Mehko- in trdomagnetno železo
Oznaka „mehko“-magnetno izhaja iz tega, da mehansko mehko železo izgubi svojo magnetizacijo, medtem ko z ogljikom obogateno, mehansko trdo železo (jeklo) del magnetizacije ohrani. To imenujemo remanenca. „Remanere“ je latinsko in pomeni „ostati“. Material z visoko remanenco označujemo kot „trdomagneten“.

S tokovno prežetimi solenoidi se, mimogrede, magnetizirajo trajni magneti, kot tudi naši supermagneti, ki so vsi iz trdomagnetnih materialov.

V našem glosarju o magnetizmu najdete podrobne informacije o načelu delovanja in tehničnih uporabah elektromagnetov.

Trajni magneti

Elektron s spinom: mikroskopski magnet

Vrtenje elektronov
Tudi pri trajnih magnetih B-polja nastanejo zaradi tokov. Ti tokovi pa niso makroskopski tokovi, pri katerih se nabiti delci gibljejo v eno smer, temveč mikroskopski električni tokovi. Ti mikroskopski tokovi pri feromagnetizmu nastanejo zaradi vrtenja določenih elektronov v materialu okoli svoje osi (vrtenje elektronov). Vrtenje elektrona lahko razumemo kot mikroskopsko majhen krožni tok.

V našem glosarju o magnetizmu najdete podrobne informacije o trajnih magnetih in vrtenju elektronov.

Jakost elektromagnetov in trajnih magnetov

Jakost magnetnega polja elektromagneta je odvisna od jedrnega materiala, števila ovojev solenoida in jakosti toka. Ob zadostni jakosti toka lahko elektromagnet ustvari občutno močnejše magnetno polje kot trajni magnet.