Magnetyzm to zjawisko fizyczne, polegające na wzajemnym oddziaływaniu ciał posiadających moment magnetyczny. Oddziaływanie to przejawia się siłami przyciągania lub odpychania.
Podstawowym aspektem magnetyzmu jest występowanie pola magnetycznego. Pole magnetyczne jest to przestrzeń, w której działają siły magnetyczne na poruszające się ładunki elektryczne i ciała posiadające moment magnetyczny. Linie pola magnetycznego są zawsze liniami zamkniętymi i wychodzą z bieguna północnego (N) magnesu i wchodzą do bieguna południowego (S).
Źródłami pola magnetycznego są: magnesy trwałe, prąd elektryczny oraz zmienne pole elektryczne. Magnesy trwałe, takie jak magnesy ferrytowe lub neodymowe, posiadają własny, trwały moment magnetyczny, wynikający z uporządkowanego ustawienia momentów magnetycznych atomów tworzących magnes. Prąd elektryczny płynący w przewodniku również wytwarza pole magnetyczne. Kierunek pola magnetycznego wokół przewodnika z prądem określa reguła śruby prawoskrętnej.
Must Read
Właściwości magnetyczne materiałów dzieli się na kilka kategorii: ferromagnetyki, paramagnetyki i diamagnetyki. Ferromagnetyki, takie jak żelazo, nikiel i kobalt, charakteryzują się silnym oddziaływaniem z polem magnetycznym i mogą być namagnesowane trwale. Paramagnetyki słabo oddziałują z polem magnetycznym, a ich namagnesowanie zanika po usunięciu pola zewnętrznego. Diamagnetyki odpychają pole magnetyczne.
Oddziaływanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem opisuje siła Lorentza. Siła Lorentza działa na poruszający się ładunek elektryczny w polu magnetycznym. Jej wartość zależy od wartości ładunku, prędkości ładunku, indukcji pola magnetycznego i kąta między wektorem prędkości a wektorem indukcji pola magnetycznego. Kierunek siły Lorentza określa się za pomocą reguły lewej dłoni.
Przykład 1: Kompas. Igła kompasu jest małym magnesem, który ustawia się wzdłuż linii pola magnetycznego Ziemi, wskazując kierunek północny. Przykład 2: Silnik elektryczny. Silnik elektryczny wykorzystuje siłę Lorentza do zamiany energii elektrycznej na energię mechaniczną. Przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym doświadcza siły, która powoduje obrót wirnika.
Magnetyzm ma szerokie zastosowanie w życiu codziennym i technologii. Wykorzystywany jest w silnikach elektrycznych, generatorach prądu, transformatorach, urządzeniach do zapisu danych (dyski twarde, taśmy magnetyczne), w urządzeniach medycznych (rezonans magnetyczny), w transporcie (pociągi magnetyczne) i wielu innych dziedzinach.
