Forskjellen mellom permanente og midlertidige magneter

Hovedforskjell - Permanent vs Midlertidig Magneter

Magneter er en ekstremt viktig del av vårt daglige liv. Magneter brukes i dørfangere og stikker notater på kjøleskapdørene, men ofte, ukjente for oss, er de fleste magnetene som omgir oss, i elektriske kretser i form av elektromagneter. Typen av magneter på kjøleskap dører er permanente magneter mens magneter som brukes til å lage elektromagneter er vanligvis midlertidige magneter. De hovedforskjell mellom permanente og midlertidige magneter er det permanente magneter krever ikke et eksternt magnetfelt for å bli magnetisert mens, midlertidige magneter forblir bare magnetiserte så lenge det er et sterkt eksternt magnetfelt rundt dem.

Hva er permanente magneter

Permanente magneter er magneter som beholder sin magnetisme over lange perioder. Permanente magneter er laget av harde ferromagnetiske materialer. De kan magnetiseres ved å plassere dem i et eksternt magnetfelt. Ferromagnetiske materialer viser hysterese: Når det eksterne magnetfeltet gradvis reverseres, motstår materialet demagnetisering over et lengre utvalg av eksterne magnetfeltstyrker. Dette er oppsummert i magnetiseringskurven under: 

Magnetiseringskurve for et ferromagnetisk materiale

Den horisontale akse gir størrelsen på det ytre magnetfeltet, den vertikale aksen gir magnetiseringen. Legg merke til at når det eksterne magnetfeltet øker rundt  (følger bunnkurven), magnetiseringen av materialet øker raskt. Når det eksterne magnetfeltet reverseres (toppkurven), reduserer magnetiseringen ikke signifikant over et større utvalg av reduserte eller reverserte magnetfelt. Denne oppførselen er typisk for et hardt ferromagnetisk materiale. Hårde ferromagnetiske materialer inkluderer aluminium, kobolt og stål.

Hva er midlertidige magneter

Midlertidige magneter kan også magnetiseres ved å plassere dem i et eksternt magnetfelt. Materialets magnetisme varer så lenge det eksterne magnetfeltet er slått på, og forsvinner når det eksterne magnetfeltet forsvinner. Midlertidige magnetiske materialer inkluderer både paramagneter og myke ferromagneter.

Atomer som utgjør paramagnetiske materialer, har ikke sine magnetiske øyeblikk på linje med hverandre. Når de plasseres inne i et eksternt magnetfelt, strekker de magnetiske øyeblikkene av atomene seg med det eksterne magnetfeltet, og magnetiserer materialet. Ferromagnetiske materialer er forskjellige fra paramagnetiske materialer ved at deres magnetisering er spontan (deres magnetisering øker raskt ettersom det eksterne magnetfeltet økes over et smalt område).

Myke ferromagnetiske materialer viser også hysterese: deres hysteresløkker har imidlertid en tendens til å være mye smalere enn de av harde ferromagnetiske materialer, noe som betyr at myke ferromagnetiske materialer mister deres magnetisering lettere når det eksterne magnetfeltet reduseres. Imidlertid er de fortsatt forskjellige fra paramagnetiske materialer ved at de magnetiserer seg spontant.

Myke ferromagnetiske materialer, som mykt jern, er nyttige for bygging av enheter som ikke krever permanente magneter. I transformatorer, når strømmen strømmer i spoler som vikles rundt den myke jernkjernen, blir kjernen magnetisert og leder magnetfeltet til den andre spolen i transformatoren. For å produsere en vekselstrøm må retningen av magnetfeltet gjennom kjernen endres periodisk. Dette er svært vanskelig å oppnå hvis kjerne var laget av permanent magnetisk materiale. I enkelte applikasjoner som bruker kraftige magnetfelt (for eksempel MRI-maskiner) er det viktig at magnetene kan slås av (se videoen nedenfor!)

Forskjellen mellom permanente og midlertidige magneter

Avhengighet av magnetisering på forekomst av et eksternt felt

Permanente magneter  kan magnetiseres ved å sette dem i et eksternt magnetfelt. De mister ikke deres magnetisering over et stort spekter av omvendte eksterne magnetfelt, eller når det eksterne magnetfeltet er slått av.

Midlertidige magneter Kan også magnetiseres ved å sette materialet inne i et eksternt magnetfelt. Når det eksterne magnetfeltet er slått av, mister materialet sin magnetisering.

Type materiale

Permanente magnetiske materialer er såkalte harde ferromagnetiske materialer.

Midlertidige magnetiske materialer er paramagnetiske eller myke ferromagnetiske materialer.

Bilde Courtesy

"Den viktigste hysteresesløyfen og den første magnetiseringskurven beregnet ved hjelp av Stoner-Wohlfarth-teorien for et isotropisk system med identiske single-domain magneter." Av RockMagnetist (eget arbeid) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons