مواد مغناطیسی
آهنربا بعضی از فلزها، و نه همهی آنها، را جذب میکند. آهن، نیکل،کبالت و انواع فولاد جذب آهنربا میشوند اما فلزهای زیادی (مانند مس، آلومینیم، برنج، طلا، روی، نقره و سرب) وجود د ارند که آهنربا آنها را جذب نمیکند.
موادی که جذب آهنربا میشوند خود قابل تبدیل به آهنربا هستند. اگر یک سوزن فولادی را در مجاورت یک آهنربا قرار دهید، حتی پس از دور شدن آهنربا ،می بینیدکه سوزن نیز آهنربا شده است. میخ هم در مجاورت آهنربا خاصیت آهنربایی پیدا میکند اما با دور شدن آهنربا این خاصیت را از دست میدهد. فولاد خاصیت آهنربایی را در خود نگه میدارد اما آهن این خاصیت را نگه نمیدارد. آهنرباهایی که خاصیت مغناطیسی خود را نگه میدارند، آهنرباهای دائمی نامیده میشوند. اغلب این آهنرباها از فولاد، یا آلیاژهای فلزات یا موادی به نام فریت ساخته شدهاند. میتوان آهنربا را به شکل میله، نعل اسب یا حلقه ساخت.
قطبهای آهنربا
به نظر میآید که نیروهای وارد از آهنربا بر اجسام، از دو نقطهی واقع در دوسر آهنربا سرچشمه میگیرند. این دو نقطه را قطبهای آهنربا می نامند. یکی از آنها قطب شمال و دیگری قطب جنوب است. هر گاه قطب شمال دو آهنربا را بر هم نزدیک کنند بر هم اثر دافعه ایجاد میکنند. اما قطب شمال یک آهنربا، قطب جنوب آهنربای دیگر را جذب میکند. هرگاه قطعهای آهن یا فولاد را وارد میدان مغناطیسی یک آهنربا کنند، چنان آهنربا میشود که قطبهای آن مخالف قطبهای آهنربای اصلی باشد؛ و به همین دلیل این دو آهنربا همدیگر را جذب میکنند .
هیچ کس به یقین طرز کار آهنربا را نمیداند. دانشمندان فکر میکنند در موادی مانند آهن و فولاد، هر اتم یک آهنربای ظریف است. در حالت عادی این آهنرباها در جهتهای مختلف امتداد دارند و اثر یکدیگر را خنثی میکنند. اما وقتی مادهای مغناطیسی شد اتمهای آن در یک جهت معین پشت سر هم مرتب میشوند و ماده به یک آهنربای بزرگ تبدیل میشود.
*روی، جذب آهنربا نمیشود. ظروف رویی به این دلیل جذب آهنربا میشوند که در آنها فولاد وجود دارد. فقط پوشش نازکی از روی، ظرف را پوشانیده است.
آهنربای الکتریکی
آهنربای الکتریکی از انواعی است که میتوان به دلخواه اثر آن را قطع و وصل کرد. این نوع آهنربا با پیچیدن رشتهای سیم عایق دار به دور یک هستهی آهنی به دست میآید. سپس از سیم یک جریان الکتریکی عبور میدهند، که باعث آهنربا شدن آهن میشود. با قطع جریان، خاصیت آهنربایی آهن نیز از بین میرود. هرگاه هسته را به جای آهن، از فولاد بسازند، پس از قطع جریان نیز خاصیت آهنربایی را در خود نگه میدارد. طرز ساختن آهنرباهای دائمی به همین ترتیب است.
از آهنربای الکتریکی برای جدا کردن آهن و فولاد از مواد دیگر در انبارهای قراضهی فولاد، و بیرون کشیدن برادهی آهن از چشم مصدوم استفاده میشود.
تاریخچه
یونانیان باستان از حدود 2500 سال پیش آهنربا را شناخته بودند. آنها میدانستند که سنگ مغناطیسی آهن، آهنربای طبیعی است. رفتار خود زمین نیز مانند یک آهنربای بزرگ است و سنگ مغناطیسی آهن و آهنرباهای دیگر را جذب میکند و به همین دلیل این آهنرباها میل دارند در امتدادهای یکسان قرار گیرند. قطبنما با استفاده از همین نکته ساخته شد.
در 1820م [1199ه. ش.] هانس کریستین اورستد، دانشمند دانمارکی، کشف کرد که جریان الکتریکی بر آهنربا اثر میگذارد. در دههی 1830م [1210ه.ش.] مایکل فاراده کشف کرد که با حرکت دادن یک آهنربا در یک پیچک، میتوان در پیچک یک جریان الکتریسیته ایجاد کرد. این اولین باری بود که جریان برق بدون استفاده از باطری تولید شد. در نیروگاههای امروزی نیز از همین ایده استفاده میکنند.
*هرگاه آهنربایی را از وسط آویزان کنند سعی میکند در راستای شمال- جنوب قرار گیرد. علت این امر جذب قطبهای آهنربا توسط قطبهای آهنربایی زمین است. منظور از " قطب شمال " آهنربا "قطب جست و جو کنندهی شمال" آن، یعنی آن سر آهنرباست که رو به شمال میایستد.
*هر آهنربا در اطراف خود یک میدان مغناطیسی ایجاد میکند. میدان، فضایی است که جذب و دفع در آن صورت میگیرد. هرگاه برادهی آهن را روی قطعه مقوای نازکی بریزید که خود بر روی آهنربایی قرار دارد خطوط میدان مغناطیسی قابل مشاهده میشود.
کاربردهای آهنربای برقی
(استفاده های الکترومغناطیس)
کاربردهای آهنربای برقی چیست؟
در پرتو ساخت میدان آهنربایی / حوزه مغناطیسی، بسیاری از دستگاه های مهم و مفیدی که اکنون در اختیار است، ساخته شدند.
با آهنرباهای برقی می توان چیزهای فلزی سنگین وزن را از زمین بلند کرد. وقتی که جریان برق آهنربای برقی قطع شود، خاصیت آهنربایی آن هم از بین می رود و چیز فلزی رها
می شود.
از این نوع آهنربا، برای خُرد کردن خودروهای فرسوده و از کارافتاده استفاده می شود.
آهنربای برقی نه تنها برداشتن پاره های سنگین را آسان کرده، بلکه در هر دستگاهی که دارای یک مدار برقی است، به کار می رود. مانند زنگ اخبار برقی، موتور های برقی، تلگراف، آهنربای برقی، دینام، و ....
هرچند که از قدیم می گفتند نیروی یک آهنربا فقط تا مسافت معینی به کار می آید، ولی این مایکل فاراده بود که برای نخستین بار میدان های نیرو و خطوط نیرو را تشریح کرد. از آن پس چیزهای بسیاری مانند تلفن، رادیو و ... ساخته شدند.