Τι είναι οι μαγνητικές δυνάμεις;

Οι μαγνητικές δυνάμεις δρουν σε μαγνητικά αντικείμενα ή φορτισμένα σωματίδια που κινούνται μέσω ενός μαγνητικού πεδίου.Επηρεάζονται από τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου, το συνολικό φορτίο ενός σωματιδίου και την ταχύτητα και την κατεύθυνσή του.Οι μόνιμοι μαγνήτες έχουν τις μοριακές δομές τους ευθυγραμμισμένες κατά τη διάρκεια του σχηματισμού έτσι ώστε να προσελκύσουν ορισμένους τύπους μετάλλων.Οι μαγνητικές δυνάμεις εκμεταλλεύονται όταν η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική περιστροφή και αντίστροφα.

Το μέσο μέσω του οποίου μεταδίδονται μαγνητικές δυνάμεις είναι το μαγνητικό πεδίο.Ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται με μόνιμο μαγνήτη ή ηλεκτρικό ρεύμα.Δεδομένου ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα είναι ένα ρεύμα κινούμενων φορέων φορτίου, όπως τα ηλεκτρόνια, μπορεί να αναλυθεί λαμβάνοντας υπόψη μόνο ένα σωματίδιο.Έτσι, ένα μόνο ηλεκτρόνιο που κινείται μέσω του χώρου θα δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο.

Μια κοινή εφαρμογή των μαγνητικών δυνάμεων είναι ο μαγνήτης ψυγείου, ο οποίος είναι ένας μόνιμος μαγνήτης.Οι μόνιμοι μαγνήτες υποβάλλονται σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο όταν κατασκευάζονται.Σε αυτή τη διαδικασία, οι εσωτερικές κρυσταλλικές δομές τους είναι ευθυγραμμισμένες έτσι ώστε να παραμένουν μαγνητισμένες.Ένας μόνιμος μαγνήτης θα προσελκύσει σιδηρομαγνητικά υλικά όπως ο σίδηρος.Ο σιδηρομαγνητισμός είναι μόνο μία πηγή μαγνητικών δυνάμεων, αλλά είναι αυτή που συνήθως συνδέεται με τον μαγνητισμό σε καθημερινές καταστάσεις.Οι μόνιμοι μαγνήτες ασκούν επίσης μαγνητικές δυνάμεις σε άλλους μαγνήτες.Αυτό συμβαίνει όταν οι πόλοι των μαγνητών γίνονται σημαντικοί.Σε αντίθεση με τις γραμμές ηλεκτρικού πεδίου, οι γραμμές μαγνητικού πεδίου πάντα περιστρέφονται και σχηματίζουν έναν κλειστό βρόχο.Με άλλα λόγια, οι μαγνήτες έχουν πάντα δύο ξεχωριστούς πόλους, συμβατικά ονομάζεται Βόρειο και Νότιο Πόλο.Οι ίδιοι πόλοι δύο διαφορετικών μαγνητών θα απωθήσουν, ενώ οι αντίθετοι πόλοι θα προσελκύσουν.

Μια άλλη κατάσταση όπου θα προκύψουν μαγνητικές δυνάμεις περιλαμβάνει δύο γειτονικά ηλεκτρικά ρεύματα που ταξιδεύουν σε ορθές γωνίες ο ένας στον άλλο.Αυτά τα ρεύματα θα παράγουν τα δικά τους μαγνητικά πεδία, αλλά θα είναι σε διαφορετικούς προσανατολισμούς, οδηγώντας σε δυνάμεις μεταξύ των δύο ρευμάτων.Όσο πιο ρεύμα υπάρχει, τόσο ισχυρότερες θα είναι οι δυνάμεις.

Η αλληλεπίδραση μεταξύ μαγνητών και ηλεκτρικού ρεύματος αποτελεί τη βάση τόσο της ηλεκτρικής γεννήτριας όσο και του ηλεκτρικού κινητήρα.Για μια γεννήτρια, η μηχανική κίνηση που παράγεται από ένα σταθμό παραγωγής ενέργειας ή έναν κινητήρα περιστρέφει ένα συστατικό με μαγνήτες σε αυτό.Το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο θα προκαλέσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα στο άλλο μέρος της γεννήτριας.Όταν η συσκευή χρησιμοποιείται ως κινητήρας, είναι το ηλεκτρικό ρεύμα που παρέχεται.Οι ίδιες μαγνητικές δυνάμεις θα παράγουν μια μηχανική ροπή για να γυρίσουν την άλλη πλευρά του κινητήρα.