Electroimant vs imant permanent
Els electroimants i els imants permanents són dos temes importants en la teoria electromagnètica. En aquest article s'explicaran els fonaments del magnetisme, l'electroimant i l'imant permanent i descriurà l'entre els dos imants.
Què és l'electroimant?
Per entendre els electroimants, primer cal entendre les teories darrere del magnetisme. El magnetisme es produeix a causa dels corrents elèctrics. Un conductor de corrent recte exerceix una força, normal al corrent, sobre un altre conductor de corrent col·locat paral·lel al primer conductor. Com que aquesta força és perpendicular al flux de càrregues, aquesta no pot ser una força elèctrica. Més tard es va identificar com a magnetisme.
La força magnètica pot ser atractiva o repulsiva, però sempre mútua. Un camp magnètic exerceix força sobre qualsevol càrrega en moviment, però les càrregues estacionàries no es veuen afectades. Un camp magnètic d'una càrrega en moviment és sempre perpendicular a la velocitat. La força d'un camp magnètic sobre una càrrega en moviment és proporcional a la velocitat de la càrrega i la direcció del camp magnètic.
Un imant té dos pols. Es defineixen com a pol nord i pol sud. Les línies del camp magnètic comencen al pol nord i acaben al pol sud. Tanmateix, aquestes línies de camp són hipotètiques. Cal tenir en compte que els pols magnètics no existeixen com a monopoli. Els pols no es poden aïllar. Això es coneix com la llei de Gauss per al magnetisme. Un electroimant és un component format per llaços que transporten corrent. Aquests bucles poden tenir qualsevol forma, però els electroimants comuns tenen la forma de solenoides o anells.
Què és l'imant permanent?
Com que el corrent elèctric és l'única manera de crear un imant, els imants permanents han de consistir en corrents. Cada àtom té electrons que orbiten al voltant del nucli de l'àtom, i aquests electrons tenen una propietat anomenada espín electrònic. Aquestes dues propietats són les responsables del magnetisme dels materials. Els materials es poden agrupar en diverses categories segons les seves propietats magnètiques. Els materials paramagnètics, els materials diamagnètics i els materials ferromagnètics són per citar-ne alguns. També hi ha alguns tipus menys comuns, com els materials antiferromagnètics i els materials ferrimagnètics. El diamagnetisme es mostra en àtoms amb només electrons aparellats. El gir total d'aquests àtoms és zero. Les propietats magnètiques sorgeixen només a causa del moviment orbital dels electrons. Quan un material diamagnètic es col·loca en un camp magnètic extern, produirà un camp magnètic feble antiparal·lel al camp extern. Els materials paramagnètics tenen àtoms amb electrons no aparellats. Els girs electrònics d'aquests electrons no aparellats actuen com a petits imants, que són més forts que els imants creats pel moviment orbital dels electrons. Quan es col·loquen en un camp magnètic extern, aquests petits imants s'alineen amb el camp per produir un camp magnètic, que és paral·lel al camp extern. Els materials ferromagnètics també són materials paramagnètics amb zones de dipols magnètics en una direcció fins i tot abans que s'apliqui el camp magnètic extern. Quan s'aplica el camp extern, aquestes zones magnètiques s'alinearan paral·leles al camp per tal que el camp sigui més fort. El ferromagnetisme es deixa al material fins i tot després d'eliminar el camp extern, però el paramagnetisme i el diamagnetisme desapareixen tan bon punt s'elimina el camp extern. Els imants permanents estan formats per aquests materials ferromagnètics.
Quina diferència hi ha entre els electroimants i els imants permanents?
• Els imants permanents també són electroimants amb un corrent continu que fa que cada àtom sigui un imant.
• L'electromagnetisme desapareix un cop s'atura el corrent extern, però el magnetisme permanent es manté.
