Mıknatıs Nasıl Çalışır?
İki ana farklı mıknatıs türü vardır, kalıcı mıknatıslar ve elektromıknatıslar. Kalıcı mıknatıs, kalıcı mıknatıs olarak adlandırılır çünkü manyetizması 'her zaman açıktır' kendi kalıcı manyetik alanını oluşturur, bunun aksine çelik bir çekirdek etrafına sarılmış bir tel bobininden yapılan bir elektromıknatısı ise bir manyetik alan oluşturmak için bir elektrik akımına ihtiyaç duyar. Burada kalıcı bir mıknatısın nasıl çalıştığını açıklanacaktır.
Kalıcı bir mıknatısın çalışması atomik yapısıyla ilgilidir. Tüm mıknatısların yapıldığı malzeme olan ferro-manyetik malzemeler (demir, nikel ve kobalt gibi metaller) atomlarında bazı eşleşmemiş elektronlara sahiptir. Bu elektronlar her zaman dönerler ve çok zayıf da olsa kendi manyetik alanlarını oluştururlar.
Bu atomların bir kısmı, her biri kendi kuzey ve güney kutuplarına sahip ayrı ayrı manyetik alanlar oluşturmak için bir araya toplanmıştır, bu nedenle esasen her alan minik birer mıknatıs gibidir! Aşağıdaki resim, manyetik alanları farklı yönleri gösteren rastgele hizalanmış ayrı ayrı manyetik alanları göstermektedir.
Bir mıknatıs üretildiğinde, ısıtılırken ve soğutulurken hammaddeye harici bir manyetik alan uygulanır ve bu, tek tek alanları dış manyetik alanın yönüyle hizalanmaya zorlar. Bu alanların çoğu, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi, dış manyetik alan kaldırıldıktan sonra hizalandığı şekilde kalır.
Bölgelerin çoğu şimdi aynı yönü işaret ettiğinden (kuzey ve güney kutupları dahil), tercih edilen bir manyetizma yönüne sahip bir bütün kalıcı mıknatıs yaratılır. Bu şekilde üretilen mıknatıslar, anizotropik bir hizaya sahip olarak adlandırılır. Bir mıknatıs, tüm manyetik alanları maksimum manyetik çıktı sağlayan aynı yönde hizalanmışsa anizotropik olarak tanımlanır. Bu yön, 'manyetik eksen' olarak adlandırılır. Kalıcı mıknatıslar, ideal koşullarda tutulursa, örneğin aşınmasına izin verilmemesi veya maksimum çalışma sıcaklıklarını aşan sıcaklıklarda kullanılmaması halinde, bu hizalamayı ve manyetizmalarını (remanansolarak bilinir) süresiz olarak koruyabilirler.