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電磁石は、電気が流れているときに磁場が生成される磁石です。このタイプのマグネットは、装飾や吊り下げに使用される一般的な冷蔵庫マグネットとは異なります。冷蔵庫の磁石は永久磁石の一種です。永久磁石は、磁場を連続的に放射する磁性材料で作られています。電磁石が構築され、必要な場合にのみ磁場を生成します。そのパワーと汎用性により、幅広い用途に適しています。
電磁石の歴史
ハンス・エルステッドというデンマークの科学者は、1819年に最初に電磁気を発見しました。エルステッドが、電気を運ぶまっすぐなワイヤーの近くにある場合、磁気コンパスの針が動くことに気付いたときに発見されました。彼の発見以前、電気と磁気は完全に別の現象であると考えられていました。ウィリアム・スタージョンというイギリスの物理学者は、この情報を使用して1825年に最初の使用可能な電磁石を製造しました。彼の7オンスの磁石は、9ポンドの鉄片を支えることができました。次の初期の開拓者はアメリカの科学者ジョセフ・ヘンリーでした。彼はスタージョンの設計を改良し、750ポンドの重さを支えることができる21ポンドの磁石を作りました。
電磁石の仕組み
電磁石は、鉄、ニッケル、コバルトなどの材料で作られたコアの周りに導線を巻き付けることで作成されます。これらの材料は磁化しやすいため使用されます。流れる電気は、電流を運ぶワイヤを取り囲む磁場を生成します。電気が流れ続ける限り、磁場はコイル状のワイヤを囲み続けます。多くの要因が磁場の強さに影響を与える可能性があります。磁気コアは、コイル状のワイヤによって作られた磁場を集中させ、電磁石をより強力にします。適切なコア材料を使用して、コアの周りに巻かれたワイヤのループを増やし、ワイヤを流れる電流を増やすことが、電磁場を強化するすべての方法です。
電磁石の利点
電磁石の汎用性は、永久磁石に勝る利点です。電磁石の汎用性に寄与する要因には、調整可能な強度、磁場のより優れた制御、および耐久性が含まれます。電磁石の利点は、永久磁石よりもはるかに強力な磁場を生成できることです。単一の電磁石の電力は、受信する電流の量を変更するだけで調整できますが、永久磁石の強度は材料の構成に依存します。常に磁場を生成する永久磁石とは異なり、強度を調整できる磁場をオフにすることもできます。最後に、永久磁石の強度は時間とともに自然に消耗します。このプロセスは、腐食の原因となる極端な温度または湿った条件にさらされることにより高速化されます。
電磁石の使用
電磁石には幅広い用途があります。現代世界の多くの電化製品には電磁石が必要です。例には、電話信号と電話内部の電磁石によって生成される磁気パルスの相互作用に依存する携帯電話などの通信デバイスが含まれます。別の例は、磁気共鳴画像装置です。 MRIマシンは電磁石を使用して、身体に浸透して軟部組織の画像を生成できる電磁波を生成します。