Elektromıknatıs ve Kalıcı Mıknatıs
Elektromıknatıslar ve kalıcı mıknatıslar, elektromanyetik teoride iki önemli konudur. Bu makale manyetizma, elektromıknatıs ve kalıcı mıknatısın temellerini açıklayacak ve iki mıknatıs arasındaki ilişkiyi açıklayacaktır.
Elektromıknatıs Nedir?
Elektromıknatısları anlamak için önce manyetizmanın arkasındaki teorileri anlamak gerekir. Elektrik akımları nedeniyle manyetizma oluşur. Düz akım taşıyan bir iletken, birinci iletkene paralel yerleştirilmiş başka bir akım taşıyan iletkene akıma normal bir kuvvet uygular. Bu kuvvet yüklerin akışına dik olduğundan, bu bir elektrik kuvveti olamaz. Bu daha sonra manyetizma olarak tanımlandı.
Manyetik kuvvet çekici veya itici olabilir, ancak her zaman karşılıklıdır. Bir manyetik alan, herhangi bir hareketli yüke kuvvet uygular, ancak sabit yükler etkilenmez. Hareketli bir yükün manyetik alanı her zaman hıza diktir. Manyetik alan tarafından hareketli bir yük üzerindeki kuvvet, yükün hızı ve manyetik alanın yönü ile orantılıdır.
Bir mıknatısın iki kutbu vardır. Kuzey Kutbu ve Güney Kutbu olarak tanımlanırlar. Manyetik alan çizgileri Kuzey Kutbu'nda başlar ve Güney Kutbu'nda biter. Ancak, bu alan çizgileri varsayımsaldır. Manyetik kutupların bir monopol olarak var olmadığına dikkat edilmelidir. Kutuplar izole edilemez. Bu, manyetizma için Gauss yasası olarak bilinir. Elektromıknatıs, akım taşıyan döngülerden oluşan bir bileşendir. Bu döngüler herhangi bir şekilde olabilir, ancak yaygın elektromıknatıslar solenoid veya halka şeklindedir.
Kalıcı Mıknatıs Nedir?
Mıknatıs oluşturmanın tek yolu elektrik akımı olduğundan, kalıcı mıknatıslar akımlardan oluşmalıdır. Her atomun, atomun çekirdeği etrafında dönen elektronları vardır ve bu elektronların elektronik spin adı verilen bir özelliği vardır. Bu iki özellik, malzemelerdeki manyetizmadan sorumludur. Malzemeler, manyetik özelliklerine göre birkaç kategoriye ayrılabilir. Paramanyetik malzemeler, Diamanyetik malzemeler ve Ferromanyetik malzemeler bunlardan birkaçıdır. Anti-ferromanyetik malzemeler ve ferrimanyetik malzemeler gibi daha az yaygın olan bazı türleri de vardır. Diamanyetizma, yalnızca elektron çiftleri olan atomlarda gösterilir. Bu atomların toplam spini sıfırdır. Manyetik özellikler yalnızca elektronların yörüngesel hareketi nedeniyle ortaya çıkar. Diyamanyetik bir malzeme harici bir manyetik alana yerleştirildiğinde, dış alana paralel olarak zayıf bir manyetik alan üretecektir. Paramanyetik malzemeler, eşleşmemiş elektronlara sahip atomlara sahiptir. Bu eşleşmemiş elektronların elektronik dönüşleri, elektron yörünge hareketinin yarattığı mıknatıslardan daha güçlü olan küçük mıknatıslar gibi davranır. Bir dış manyetik alana yerleştirildiğinde, bu küçük mıknatıslar, dış alana paralel olan bir manyetik alan üretmek için alanla hizalanır. Ferromanyetik malzemeler ayrıca, harici manyetik alan uygulanmadan önce bile bir yönde manyetik dipol bölgeleri olan paramanyetik malzemelerdir. Dış alan uygulandığında, bu manyetik bölgeler, alanı daha güçlü hale getirmek için kendilerini alana paralel olarak hizalayacaklardır. Ferromanyetizma, dış alan kaldırıldıktan sonra bile malzemede kalır, ancak dış alan kaldırılır kaldırılmaz paramanyetizma ve diamanyetizma kaybolur. Kalıcı mıknatıslar bu tür ferromanyetik malzemelerden yapılmıştır.
Elektromıknatıslar ve kalıcı mıknatıslar arasındaki fark nedir?
• Kalıcı mıknatıslar aynı zamanda sürekli bir akım akan elektromıknatıslardır ve her atomu bir mıknatıs yapar.
• Elektromanyetizma, harici akım durdurulduğunda kaybolur, ancak kalıcı manyetizma kalır.
