Magnes

Magnes

Magnes to ciało lub urządzenie generujące stałe pole magnetyczne. Wyróżniamy dwa główne typy magnesów: magnesy trwałe i elektromagnesy.

Magnes trwały

Magnes trwały, wykonany z materiałów ferromagnetycznych o wysokich właściwościach magnetycznych, wytwarza stałe pole magnetyczne. Istotnymi pojęciami związanymi z magnesami są bieguny magnetyczne, które wskazują miejsca koncentracji linii pola. Podział magnesu na części skutkuje powstaniem dwóch niezależnych magnesów, a podział na najmniejsze fragmenty prowadzi do uzyskania magnesu elementarnego. Moment magnetyczny jest kluczową wielkością charakteryzującą magnesy.

Pierwotnie termin „magnes” odnosił się do naturalnych rud, takich jak magnetyt, które przyciągają żelazo. Obecnie magnesy znalazły zastosowanie w wielu urządzeniach elektrycznych, w tym silnikach, prądnicach i miernikach elektrycznych.

Typy magnesów trwałych

• Magnesy z metali ziem rzadkich:
  • samarowo-kobaltowe
  • neodymowe
• Magnesy ceramiczne – spieki tlenków żelaza
• Magnesy plastyczne – zbudowane z polimerów zawierających nikiel
• Magnesy alnico – złożone z glinu, niklu i kobaltu

Siła oddziaływania biegunów magnetycznych

Siła oddziaływania między dwoma biegunami magnetycznymi opisana jest wzorem:

$F=\backslash frac\{\backslash mu\; q\_\{m1\}\; q\_\{m2\}\}\{4\backslash pi\; r^2\}$

gdzie:

• $F$ – siła (niuton)
• $q\_\{m1\}$ i $q\_\{m2\}$ – „siły” biegunów (amper×metr)
• $\backslash mu$ – przenikalność magnetyczna (tesla×metr/amper)
• $r$ – odległość (metr)

Siła ta podlega zasadzie dynamiki Newtona, co oznacza, że siły oddziaływania są równe, ale przeciwnie skierowane.

Elektromagnes

Elektromagnes to urządzenie, które generuje pole magnetyczne w wyniku przepływu prądu elektrycznego.