از بلندگوهای استریو و هارد دیسک های کامپیوتر گرفته تا دستگاه های سنگین و ژنراتورهای برق، آهنرباهای الکتریکی در کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. این قطعات را "الکترومغناطیس" می نامند زیرا برای تولید میدان مغناطیسی به جریان الکتریکی متکی هستند. این در تضاد کامل با آهنرباهای معمولی است که به عنوان آهنرباهای دائمی نیز شناخته می شوند و که برای تولید میدان مغناطیسی به بار الکتریکی متکی نیستند.

تاریخچه الکترومغناطیس

در حالی که آهنرباهای دائمی به طور طبیعی در پوسته زمین وجود دارند، آهنرباهای الکتریکی ساخته دست انسان هستند. منشا این دستگاه را می توان به سال 1820 نسبت داد. زمانی که یک دانشمند دانمارکی به نام کریستین اورستد متوجه شد که با تولید یک جریان الکتریکی از طریق یک سیم سیم پیچ، می تواند یک میدان مغناطیسی تولید کند. تنها چند سال، ویلیام استورجن با ساختن یکی از اولین آهنرباهای الکتریکی جهان از سیم مسی، ایده اوستد را به واقعیت تبدیل کرد.

روشن و خاموش کردن آهنرباهای الکتریکی

از آنجایی که آنها از جریان الکتریکی برای تولید میدان مغناطیسی استفاده می کنند، آهنرباهای الکتریکی را می توان روشن و خاموش کرد. هنگامی که جریان الکتریکی فعال است، آهنربای الکتریکی یک میدان مغناطیسی تولید می کند. هنگامی که الکترومغناطیس فعال نیست، میدان مغناطیسی تولید نمی کند. بنابراین، هنگامی که مغناطیس برای یک هدف خاص مورد نیاز است، از آهنرباهای الکتریکی برای ایجاد انتخابی میدان مغناطیسی استفاده می شود. به عنوان مثال، در دستگاه های بلند کردن سنگین، یک الکترومغناطیسی ممکن است برای بلند کردن بار سنگین فعال شود. پس از بلند کردن بار و انتقال آن به یک منطقه دیگر، یک کارگر ممکن است آهنربای الکتریکی را غیرفعال کند تا بار آزاد شود. این با آهنرباهای دائمی که دائماً یک میدان مغناطیسی تولید می کنند ممکن نیست.

الکترومغناطیس ها چگونه طراحی می شوند؟

بیشتر الکترومغناطیس ها با سیم پیچی های پیچیده شده به دور هسته ای متشکل از مواد فرومغناطیسی مانند آهن طراحی می شوند. همانطور که الکتریسیته از طریق سیم جریان می یابد، یک میدان مغناطیسی متمرکز در مرکز سیم پیچ ایجاد می کند و استفاده از یک هسته فرومغناطیسی قدرت میدان مغناطیسی دستگاه را بیشتر تقویت می کند.

الکترومغناطیس در مقابل آهنرباهای دائمی

هم آهنرباهای الکتریکی و هم آهنرباهای دائمی مزایا و معایب خاص خود را دارند. مزیت اصلی استفاده از آهنربای الکتریکی نسبت به آهنربای دائمی این است که می توانید میدان مغناطیسی آن را کنترل کنید. میدان مغناطیسی دستگاه را روشن و خاموش می کنید و با بسیاری از آهنرباهای الکتریکی، حتی می توانید قدرت میدان مغناطیسی را کنترل کنید. با این حال، هنگام استفاده از آهنربای الکتریکی، برای تامین جریان الکتریکی به منبع تغذیه نیاز دارید. برخی از آهنرباهای الکتریکی به یک پریز برق وصل می شوند، در حالی که برخی دیگر حاوی باتری هستند. از طرف دیگر آهنرباهای دائمی به منبع انرژی نیاز ندارند زیرا به طور طبیعی فرومغناطیسی هستند.