แม่เหล็กไฟฟ้ากับแม่เหล็กถาวร
แม่เหล็กไฟฟ้าและแม่เหล็กถาวรเป็นสองหัวข้อที่สำคัญในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า บทความนี้จะอธิบายพื้นฐานของแม่เหล็ก แม่เหล็กไฟฟ้า และแม่เหล็กถาวร และอธิบายระหว่างแม่เหล็กทั้งสอง
แม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร
เพื่อให้เข้าใจแม่เหล็กไฟฟ้า ก่อนอื่นต้องเข้าใจทฤษฎีเบื้องหลังแม่เหล็ก แม่เหล็กเกิดขึ้นเนื่องจากกระแสไฟฟ้า ตัวนำพากระแสตรงจะออกแรงซึ่งปกติกับกระแสบนตัวนำพากระแสไฟฟ้าอีกตัวหนึ่งที่วางขนานกับตัวนำตัวแรก เนื่องจากแรงนี้ตั้งฉากกับการไหลของประจุ จึงไม่สามารถเป็นแรงไฟฟ้าได้สิ่งนี้ถูกระบุในภายหลังว่าเป็นแม่เหล็ก
แม่เหล็กแรงดึงดูดหรือน่ารังเกียจแต่ก็เข้ากันได้เสมอ สนามแม่เหล็กออกแรงกับประจุที่เคลื่อนที่ แต่ประจุที่อยู่กับที่จะไม่ได้รับผลกระทบ สนามแม่เหล็กของประจุเคลื่อนที่จะตั้งฉากกับความเร็วเสมอ แรงที่กระทำต่อประจุเคลื่อนที่โดยสนามแม่เหล็กจะแปรผันตามความเร็วของประจุและทิศทางของสนามแม่เหล็ก
แม่เหล็กมีสองขั้ว พวกมันถูกกำหนดให้เป็นขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ เส้นสนามแม่เหล็กเริ่มต้นที่ขั้วโลกเหนือและสิ้นสุดที่ขั้วโลกใต้ อย่างไรก็ตาม เส้นฟิลด์เหล่านี้เป็นสมมุติฐาน ต้องสังเกตว่าไม่มีขั้วแม่เหล็กเป็นโมโนโพล ไม่สามารถแยกเสาได้ สิ่งนี้เรียกว่ากฎของสนามแม่เหล็กของเกาส์ แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบที่ประกอบด้วยห่วงจับกระแส ลูปเหล่านี้สามารถมีรูปร่างใดก็ได้ แต่แม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไปจะมีรูปทรงของโซลินอยด์หรือวงแหวน
แม่เหล็กถาวรคืออะไร
เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเป็นวิธีเดียวในการสร้างแม่เหล็ก แม่เหล็กถาวรจึงต้องประกอบด้วยกระแส ทุกอะตอมมีอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียสของอะตอม และอิเล็กตรอนเหล่านี้มีคุณสมบัติที่เรียกว่าสปินอิเล็กทรอนิกส์ คุณสมบัติทั้งสองนี้มีหน้าที่ในการดึงดูดแม่เหล็กในวัสดุ วัสดุสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามคุณสมบัติของแม่เหล็ก วัสดุพาราแมกเนติก วัสดุไดแม่เหล็ก และวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีประเภทที่พบได้ทั่วไปน้อยกว่า เช่น วัสดุต้านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและวัสดุเฟอร์ริแมกเนติก Diamagnetism แสดงในอะตอมที่มีอิเล็กตรอนคู่เท่านั้น สปินทั้งหมดของอะตอมเหล่านี้เป็นศูนย์ สมบัติทางแม่เหล็กเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในวงโคจรเท่านั้น เมื่อวางวัสดุไดอะแมกเนติกในสนามแม่เหล็กภายนอก มันจะสร้างสนามแม่เหล็กอ่อนที่ต้านขนานกับสนามแม่เหล็กภายนอก วัสดุพาราแมกเนติกมีอะตอมที่มีอิเล็กตรอนไม่คู่ สปินอิเล็กทรอนิกส์ของอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแม่เหล็กขนาดเล็ก ซึ่งแข็งแรงกว่าแม่เหล็กที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในวงโคจรเมื่อวางไว้ในสนามแม่เหล็กภายนอก แม่เหล็กขนาดเล็กเหล่านี้จะวางแนวกับสนามเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กซึ่งขนานกับสนามแม่เหล็กภายนอก วัสดุเฟอร์โรแมกเนติกยังเป็นวัสดุพาราแมกเนติกที่มีโซนไดโพลแม่เหล็กในทิศทางเดียว แม้กระทั่งก่อนที่จะใช้สนามแม่เหล็กภายนอก เมื่อใช้สนามภายนอก โซนแม่เหล็กเหล่านี้จะจัดแนวตัวเองขนานกับสนามเพื่อให้สนามแข็งแกร่งขึ้น Ferromagnetism ยังคงอยู่ในวัสดุแม้หลังจากลบฟิลด์ภายนอกแล้ว แต่ paramagnetism และ diamagnetism จะหายไปทันทีที่ลบฟิลด์ภายนอก แม่เหล็กถาวรนั้นประกอบขึ้นจากวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกดังกล่าว
แม่เหล็กไฟฟ้ากับแม่เหล็กถาวรต่างกันอย่างไร
• แม่เหล็กถาวรยังเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีกระแสไหลอย่างต่อเนื่อง ทำให้ทุกอะตอมกลายเป็นแม่เหล็ก
• แม่เหล็กไฟฟ้าจะหายไปเมื่อกระแสภายนอกหยุดลง แต่แม่เหล็กถาวรยังคงอยู่