Skillnad mellan permanenta och tillfälliga magneter

Huvudskillnad - permanent mot tillfälliga magneter

Magneter är en extremt viktig del av våra dagliga liv. Magneter används i dörrfångare och anbringar anteckningar på kyldörrar, men ofta är de inte kända för oss. De flesta magneterna som omger oss finns i elektriska kretsar i form av elektromagneter. Typen av magneter på kyldörrar är permanenta magneter medan magneterna som används för att göra elektromagneter är typiskt tillfälliga magneter. De huvudskillnad mellan permanenta och tillfälliga magneter är det permanenta magneter kräver inte ett externt magnetfält för att vara magnetiserad medan, Temporära magneter förblir magnetiserade endast så länge som det finns ett starkt yttre magnetfält runt dem.

Vad är permanenta magneter

Permanenta magneter är magneter som behåller sin magnetism under långa perioder. Permanenta magneter är gjorda av hårda ferromagnetiska material. De kan magnetiseras genom att placera dem inuti ett yttre magnetfält. Ferromagnetiska material visar hysteres: när det yttre magnetfältet gradvis reverseras, motstår materialet demagnetisering över ett längre antal externa magnetiska fältstyrkor. Detta sammanfattas i magnetiseringskurvan nedan: 

Magnetiseringskurva för ett ferromagnetiskt material

Den horisontella axeln ger storleken på det yttre magnetfältet, den vertikala axeln ger magnetiseringen. Observera att när det yttre magnetfältet ökar runt  (följ bottenkurvan) ökar magnetiseringen av materialet snabbt. När det yttre magnetfältet vänds (toppkurvan), minskar magnetiseringen inte signifikant över ett större antal reducerade eller omvända magnetfält. Detta beteende är typiskt för ett hårt ferromagnetiskt material. Hårda ferromagnetiska material innefattar aluminium, kobolt och stål.

Vad är tillfälliga magneter

Tillfälliga magneter kan också magnetiseras genom att placera dem i ett yttre magnetfält. Materialets magnetism varar så länge som det yttre magnetfältet är påslagen och försvinner när det yttre magnetfältet försvinner. Tillfälliga magnetiska material inkluderar både paramagneter och mjuka ferromagneter.

Atomer som utgör paramagnetiska material har inte sina magnetiska ögonblick i linje med varandra. När de placeras inuti ett externt magnetfält, stiger atomens magnetiska moment i linje med det yttre magnetfältet och magnetiserar materialet. Ferromagnetiska material skiljer sig från paramagnetiska material eftersom deras magnetisering är spontan (deras magnetisering ökar snabbt eftersom det yttre magnetfältet ökar över ett smalt område).

Mjuka ferromagnetiska material visar också hysteres: deras hystereslingor tenderar att vara mycket smalare än de av hårda ferromagnetiska material, vilket innebär att mjuka ferromagnetiska material förlorar sin magnetisering mycket lättare när det yttre magnetfältet minskas. Emellertid är de fortfarande olika från paramagnetiska material genom att de magnetiseras spontant.

Mjuka ferromagnetiska material, såsom mjukt järn, är användbara för konstruktion av enheter som inte kräver permanenta magneter. I transformatorer, när strömmen strömmar i spolar som lindas kring den mjuka järnens "kärna", blir kärnan magnetiserad och leder magnetfältet till den andra spolen i transformatorn. För att producera en växelström behöver magnetfältets riktning genom kärnan förändras periodiskt. Detta är mycket svårt att uppnå om kärnan var gjord av ett permanent magnetiskt material. I vissa applikationer som använder kraftfulla magnetfält (t.ex. MRI-maskiner) är det viktigt att magneterna kan stängas av (se videon nedan!)

Skillnad mellan permanenta och tillfälliga magneter

Beroende av magnetisering på närvaro av ett externt fält

Permanenta magneter  kan magnetiseras genom att placera dem i ett yttre magnetfält. De förlorar inte sin magnetisering över ett stort antal omvända externa magnetfält, eller när det externa magnetfältet är avstängt.

Tillfälliga magneter kan också magnetiseras genom att sätta materialet inuti ett yttre magnetfält. När det yttre magnetfältet är avstängt förlorar materialet dess magnetisering.

Typ av material

Permanenta magnetiska material är så kallade hårda ferromagnetiska material.

Tillfälliga magnetiska material är paramagnetiska eller mjuka ferromagnetiska material.

Image Courtesy

"Huvudhystereslingan och initialmagnetiseringskurvan beräknad med Stoner-Wohlfarth-teorin för ett isotropiskt system med identiska endomänmagneter." Av RockMagnetist (eget arbete) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons