Οι μαγνητικές ιδιότητες ενός υλικού είναι μια κατηγορία φυσικών φαινομένων που διαμεσολαβούνται από πεδία. Τα ηλεκτρικά ρεύματα και οι μαγνητικές ροπές στοιχειωδών σωματιδίων δημιουργούν ένα πεδίο που δρα σε άλλα ρεύματα. Τα πιο γνωστά φαινόμενα συμβαίνουν σε σιδηρομαγνητικά υλικά, τα οποία έλκονται έντονα από μαγνητικά πεδία και μπορούν να μαγνητιστούν μόνιμα, δημιουργώντας τα ίδια τα φορτισμένα πεδία.
Μόνο λίγες ουσίες είναι σιδηρομαγνητικές. Για να προσδιοριστεί το επίπεδο ανάπτυξης αυτού του φαινομένου σε μια συγκεκριμένη ουσία, υπάρχει μια ταξινόμηση των υλικών σύμφωνα με τις μαγνητικές ιδιότητες. Τα πιο κοινά είναι ο σίδηρος, το νικέλιο και το κοβάλτιο και τα κράματά τους. Το πρόθεμα ferro- αναφέρεται στον σίδηρο, επειδή ο μόνιμος μαγνητισμός παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στον κενό σίδηρο, μια μορφή φυσικού σιδηρομεταλλεύματος που ονομάζεται μαγνητικές ιδιότητες του υλικού, Fe3O4.
Παραμαγνητικά υλικά
Αν καιΟ σιδηρομαγνητισμός είναι υπεύθυνος για τις περισσότερες από τις επιπτώσεις του μαγνητισμού που συναντώνται στην καθημερινή ζωή, όλα τα άλλα υλικά επηρεάζονται από το πεδίο σε κάποιο βαθμό, καθώς και ορισμένοι άλλοι τύποι μαγνητισμού. Παραμαγνητικές ουσίες όπως το αλουμίνιο και το οξυγόνο έλκονται ασθενώς από ένα εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο. Οι διαμαγνητικές ουσίες όπως ο χαλκός και ο άνθρακας απωθούν ασθενώς.
Ενώ τα αντισιδηρομαγνητικά υλικά όπως το χρώμιο και τα γυαλιά spin έχουν μια πιο περίπλοκη σχέση με το μαγνητικό πεδίο. Η ισχύς ενός μαγνήτη σε παραμαγνητικά, διαμαγνητικά και αντισιδηρομαγνητικά υλικά είναι συνήθως πολύ ασθενής για να γίνει αισθητή και μπορεί να ανιχνευθεί μόνο από εργαστηριακά όργανα, επομένως αυτές οι ουσίες δεν περιλαμβάνονται στη λίστα των υλικών που έχουν μαγνητικές ιδιότητες.
Συνθήκες
Η μαγνητική κατάσταση (ή φάση) ενός υλικού εξαρτάται από τη θερμοκρασία και άλλες μεταβλητές όπως η πίεση και το εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο. Ένα υλικό μπορεί να εμφανίσει περισσότερες από μία μορφές μαγνητισμού καθώς αλλάζουν αυτές οι μεταβλητές.
Ιστορία
Οι μαγνητικές ιδιότητες ενός υλικού ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στον αρχαίο κόσμο όταν οι άνθρωποι παρατήρησαν ότι οι μαγνήτες, φυσικά μαγνητισμένα κομμάτια ορυκτών, μπορούσαν να προσελκύσουν τον σίδηρο. Η λέξη "μαγνήτης" προέρχεται από τον ελληνικό όρο Μαγνῆτις λίθος magnētis lithos, "μαγνήσια πέτρα, πέτρα".
Στην αρχαία Ελλάδα, ο Αριστοτέλης απέδωσε την πρώτη από αυτό που θα μπορούσε να ονομαστεί επιστημονική συζήτηση σχετικά με τις μαγνητικές ιδιότητες των υλικών,ο φιλόσοφος Θαλής από τη Μίλητο, που έζησε από το 625 π. Χ. μι. πριν από το 545 π. Χ μι. Το αρχαίο ινδικό ιατρικό κείμενο Sushruta Samhita περιγράφει τη χρήση του μαγνητίτη για την αφαίρεση βελών που είναι ενσωματωμένα στο ανθρώπινο σώμα.
Αρχαία Κίνα
Στην αρχαία Κίνα, η παλαιότερη λογοτεχνική αναφορά στις ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες των υλικών βρίσκεται σε ένα βιβλίο του 4ου αιώνα π. Χ. που πήρε το όνομά του από τον συγγραφέα του, The Sage of the Valley of Ghosts. Η παλαιότερη αναφορά της έλξης με βελόνα είναι στο έργο του 1ου αιώνα Lunheng (Εξισορροπημένα αιτήματα): "Ο μαγνήτης έλκει τη βελόνα."
Ο Κινέζος επιστήμονας του 11ου αιώνα Shen Kuo ήταν ο πρώτος άνθρωπος που περιέγραψε - στο Dream Pool Essay - μια μαγνητική πυξίδα με βελόνα και ότι βελτίωσε την ακρίβεια της πλοήγησης μέσω αστρονομικών μεθόδων. έννοια του αληθινού Βορρά. Μέχρι τον 12ο αιώνα, οι Κινέζοι ήταν γνωστό ότι χρησιμοποιούσαν τη μαγνητική πυξίδα για ναυσιπλοΐα. Έφτιαξαν το κουτάλι οδηγό από πέτρα έτσι ώστε η λαβή του κουταλιού να δείχνει πάντα νότια.
Μεσαίωνας
Ο Αλέξανδρος Νέκαμ, μέχρι το 1187, ήταν ο πρώτος στην Ευρώπη που περιέγραψε την πυξίδα και τη χρήση της για πλοήγηση. Αυτός ο ερευνητής για πρώτη φορά στην Ευρώπη καθιέρωσε διεξοδικά τις ιδιότητες των μαγνητικών υλικών. Το 1269 ο Peter Peregrine de Maricourt έγραψε το Epistola de magnete, την πρώτη σωζόμενη πραγματεία που περιγράφει τις ιδιότητες των μαγνητών. Το 1282, οι ιδιότητες των πυξίδων και των υλικών με ειδικές μαγνητικές ιδιότητες περιγράφηκαν από τον al-Ashraf, έναν Υεμενίτη φυσικό, αστρονόμο και γεωγράφο.
Αναγέννηση
Το 1600, ο William Gilbert δημοσίευσεΤο «Μαγνητικό Σώμα» και το «Μαγνητικό Τελλούριο» του («On the Magnet and Magnetic Bodies, and also on the Great Earth Magnet»). Σε αυτό το άρθρο, περιγράφει πολλά από τα πειράματά του με το μοντέλο της γης του, που ονομάζεται τερέλα, με την οποία διεξήγαγε έρευνα για τις ιδιότητες των μαγνητικών υλικών.
Από τα πειράματά του, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η ίδια η Γη είναι μαγνητική και ότι αυτός είναι ο λόγος που οι πυξίδες έδειχναν βόρεια (παλιότερα, κάποιοι πίστευαν ότι ήταν το πολικό αστέρι (Polaris) ή ένα μεγάλο μαγνητικό νησί στο Βορρά Πόλος που τράβηξε την πυξίδα).
Νέα ώρα
Η κατανόηση της σχέσης μεταξύ του ηλεκτρισμού και των υλικών με ειδικές μαγνητικές ιδιότητες εμφανίστηκε το 1819 στο έργο του Hans Christian Oersted, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, ο οποίος ανακάλυψε, σπάζοντας κατά λάθος μια βελόνα πυξίδας κοντά σε ένα καλώδιο, ότι ένα ηλεκτρικό το ρεύμα μπορεί να δημιουργήσει μαγνητικό πεδίο. Αυτό το πείραμα ορόσημο είναι γνωστό ως Πείραμα Oersted. Ακολούθησαν πολλά άλλα πειράματα με τον André-Marie Ampère, ο οποίος ανακάλυψε το 1820 ότι ένα μαγνητικό πεδίο που κυκλοφορούσε σε μια κλειστή διαδρομή σχετίζεται με ένα ρεύμα που ρέει γύρω από την περίμετρο του μονοπατιού.
Ο Καρλ Φρίντριχ Γκάους ασχολήθηκε με τη μελέτη του μαγνητισμού. Ο Jean-Baptiste Biot και ο Felix Savart το 1820 κατέληξαν στον νόμο Biot-Savart, ο οποίος δίνει την επιθυμητή εξίσωση. Michael Faraday, ο οποίος ανακάλυψε το 1831 ότι μια χρονικά μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή μέσω ενός βρόχου σύρματος προκάλεσε τάση. Και άλλοι επιστήμονες έχουν βρει περαιτέρω συνδέσεις μεταξύ μαγνητισμού και ηλεκτρισμού.
ΧΧ αιώνα και μαςώρα
Ο James Clerk Maxwell συνέθεσε και επέκτεινε αυτήν την κατανόηση των εξισώσεων του Maxwell ενοποιώντας τον ηλεκτρισμό, τον μαγνητισμό και την οπτική στο πεδίο του ηλεκτρομαγνητισμού. Το 1905, ο Αϊνστάιν χρησιμοποίησε αυτούς τους νόμους για να παρακινήσει τη θεωρία της ειδικής σχετικότητας απαιτώντας να ισχύουν οι νόμοι σε όλα τα αδρανειακά πλαίσια αναφοράς.
Ο ηλεκτρομαγνητισμός συνέχισε να εξελίσσεται στον 21ο αιώνα, ενσωματώνοντας στις πιο θεμελιώδεις θεωρίες της θεωρίας μετρητών, της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής, της ηλεκτροασθενούς θεωρίας και, τέλος, του καθιερωμένου μοντέλου. Στις μέρες μας, οι επιστήμονες ήδη μελετούν τις μαγνητικές ιδιότητες των νανοδομημένων υλικών με δύναμη και κύρια. Αλλά οι μεγαλύτερες και πιο εκπληκτικές ανακαλύψεις σε αυτόν τον τομέα είναι πιθανώς ακόμη μπροστά μας.
Essence
Οι μαγνητικές ιδιότητες των υλικών οφείλονται κυρίως στις μαγνητικές ροπές των τροχιακών ηλεκτρονίων των ατόμων τους. Οι μαγνητικές ροπές των ατομικών πυρήνων είναι συνήθως χιλιάδες φορές μικρότερες από αυτές των ηλεκτρονίων και επομένως είναι αμελητέες στο πλαίσιο της μαγνήτισης των υλικών. Ωστόσο, οι πυρηνικές μαγνητικές ροπές είναι πολύ σημαντικές σε άλλα πλαίσια, ειδικά στον πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (NMR) και στην απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI).
Συνήθως, ο τεράστιος αριθμός ηλεκτρονίων σε ένα υλικό είναι διατεταγμένος με τέτοιο τρόπο ώστε οι μαγνητικές ροπές τους (τόσο τροχιακές όσο και εσωτερικές) να μηδενίζονται. Σε κάποιο βαθμό, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ηλεκτρόνια συνδυάζονται σε ζεύγη με αντίθετες εγγενείς μαγνητικές ροπές ως αποτέλεσμα της αρχής Pauli (βλ. Διαμόρφωση ηλεκτρονίων) και συνδυάζονται σε γεμάτα υποφλοιώματα με μηδενική καθαρή τροχιακή κίνηση.
ΒΚαι στις δύο περιπτώσεις, τα ηλεκτρόνια χρησιμοποιούν κυρίως κυκλώματα στα οποία η μαγνητική ροπή κάθε ηλεκτρονίου ακυρώνεται από την αντίθετη ροπή του άλλου ηλεκτρονίου. Επιπλέον, ακόμη και όταν η διάταξη των ηλεκτρονίων είναι τέτοια ώστε να υπάρχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια ή/και μη γεμάτα υποφλοιώματα, συμβαίνει συχνά διαφορετικά ηλεκτρόνια σε ένα στερεό να συνεισφέρουν μαγνητικές ροπές που δείχνουν σε διαφορετικές, τυχαίες κατευθύνσεις, έτσι ώστε το υλικό να μην είναι μαγνητικό.
Μερικές φορές, είτε αυθόρμητα είτε λόγω εφαρμοζόμενου εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, καθεμία από τις μαγνητικές ροπές των ηλεκτρονίων θα ευθυγραμμιστεί κατά μέσο όρο. Το σωστό υλικό μπορεί στη συνέχεια να δημιουργήσει ένα ισχυρό καθαρό μαγνητικό πεδίο.
Η μαγνητική συμπεριφορά ενός υλικού εξαρτάται από τη δομή του, ιδιαίτερα από την ηλεκτρονική του διαμόρφωση, για τους λόγους που αναφέρθηκαν παραπάνω, καθώς και από τη θερμοκρασία. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η τυχαία θερμική κίνηση δυσκολεύει την ευθυγράμμιση των ηλεκτρονίων.
Διαμαγνητισμός
Διαμαγνητισμός βρίσκεται σε όλα τα υλικά και είναι η τάση ενός υλικού να αντιστέκεται σε ένα εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο και επομένως να απωθεί το μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, σε ένα υλικό με παραμαγνητικές ιδιότητες (δηλαδή με τάση ενίσχυσης εξωτερικού μαγνητικού πεδίου), κυριαρχεί η παραμαγνητική συμπεριφορά. Έτσι, παρά την παγκόσμια εμφάνιση, η διαμαγνητική συμπεριφορά παρατηρείται μόνο σε ένα καθαρά διαμαγνητικό υλικό. Δεν υπάρχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε ένα διαμαγνητικό υλικό, επομένως οι εγγενείς μαγνητικές ροπές των ηλεκτρονίων δεν μπορούν να δημιουργήσουνοποιοδήποτε εφέ έντασης.
Λάβετε υπόψη ότι αυτή η περιγραφή προορίζεται μόνο ως ευρετική. Το θεώρημα Bohr-Van Leeuwen δείχνει ότι ο διαμαγνητισμός είναι αδύνατος σύμφωνα με την κλασική φυσική και ότι η σωστή κατανόηση απαιτεί μια κβαντομηχανική περιγραφή.
Σημειώστε ότι όλα τα υλικά περνούν από αυτήν την τροχιακή απόκριση. Ωστόσο, στις παραμαγνητικές και σιδηρομαγνητικές ουσίες, το διαμαγνητικό αποτέλεσμα καταστέλλεται από πολύ ισχυρότερες επιδράσεις που προκαλούνται από ασύζευκτα ηλεκτρόνια.
Υπάρχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε ένα παραμαγνητικό υλικό. δηλαδή ατομικά ή μοριακά τροχιακά με ακριβώς ένα ηλεκτρόνιο μέσα τους. Ενώ η αρχή αποκλεισμού Pauli απαιτεί από τα ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια να έχουν τις δικές τους ("spin") μαγνητικές ροπές που δείχνουν προς αντίθετες κατευθύνσεις, προκαλώντας την ακύρωση των μαγνητικών τους πεδίων, ένα μη ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο μπορεί να ευθυγραμμίσει τη μαγνητική του ροπή προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Όταν εφαρμόζεται ένα εξωτερικό πεδίο, αυτές οι ροπές θα τείνουν να ευθυγραμμίζονται προς την ίδια κατεύθυνση με το εφαρμοσμένο πεδίο, ενισχύοντάς το.
Σιδηρομαγνήτες
Ένας σιδηρομαγνήτης, ως παραμαγνητική ουσία, έχει ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Ωστόσο, εκτός από την τάση της εγγενούς μαγνητικής ροπής των ηλεκτρονίων να είναι παράλληλη στο εφαρμοζόμενο πεδίο, σε αυτά τα υλικά υπάρχει επίσης μια τάση αυτές οι μαγνητικές ροπές να προσανατολίζονται παράλληλα μεταξύ τους προκειμένου να διατηρηθεί μια κατάσταση μειωμένης ενέργεια. Έτσι, ακόμη και αν δεν υπάρχει εφαρμοσμένο πεδίοοι μαγνητικές ροπές των ηλεκτρονίων στο υλικό ευθυγραμμίζονται αυθόρμητα παράλληλα μεταξύ τους.
Κάθε σιδηρομαγνητική ουσία έχει τη δική της ατομική θερμοκρασία, που ονομάζεται θερμοκρασία Κιουρί, ή σημείο Κιουρί, πάνω από την οποία χάνει τις σιδηρομαγνητικές της ιδιότητες. Αυτό συμβαίνει επειδή η θερμική τάση για διαταραχή υπερκαλύπτει τη μείωση της ενέργειας λόγω σιδηρομαγνητικής τάξης.
Ο σιδηρομαγνητισμός εμφανίζεται μόνο σε λίγες ουσίες. Ο σίδηρος, το νικέλιο, το κοβάλτιο, τα κράματά τους και ορισμένα κράματα σπάνιων γαιών είναι κοινά.
Οι μαγνητικές ροπές των ατόμων σε ένα σιδηρομαγνητικό υλικό τα κάνουν να συμπεριφέρονται σαν μικροσκοπικοί μόνιμοι μαγνήτες. Κολλούν μεταξύ τους και συνδυάζονται σε μικρές περιοχές περισσότερο ή λιγότερο ομοιόμορφης ευθυγράμμισης που ονομάζονται μαγνητικές περιοχές ή περιοχές Weiss. Οι μαγνητικές περιοχές μπορούν να παρατηρηθούν χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο μαγνητικής δύναμης για να αποκαλύψουν όρια μαγνητικού πεδίου που μοιάζουν με λευκές γραμμές σε ένα σκίτσο. Υπάρχουν πολλά επιστημονικά πειράματα που μπορούν να δείξουν φυσικά μαγνητικά πεδία.
Ρόλος τομέων
Όταν ένας τομέας περιέχει πάρα πολλά μόρια, γίνεται ασταθής και χωρίζεται σε δύο τομείς ευθυγραμμισμένους προς αντίθετες κατευθύνσεις για να κολλήσει μεταξύ τους πιο σταθερά, όπως φαίνεται στα δεξιά.
Όταν εκτίθενται σε μαγνητικό πεδίο, τα όρια τομέα μετακινούνται έτσι ώστε οι μαγνητικά ευθυγραμμισμένοι τομείς να μεγαλώνουν και να κυριαρχούν στη δομή (με κίτρινη περιοχή με κουκκίδες), όπως φαίνεται στα αριστερά. Όταν αφαιρεθεί το μαγνητιστικό πεδίο, οι τομείς ενδέχεται να μην επιστρέψουν σε μη μαγνητισμένη κατάσταση. Αυτό οδηγεί σεεπειδή το σιδηρομαγνητικό υλικό μαγνητίζεται, σχηματίζοντας έναν μόνιμο μαγνήτη.
Όταν η μαγνήτιση ήταν αρκετά ισχυρή ώστε η κυρίαρχη περιοχή να επικαλύπτει όλες τις άλλες, οδηγώντας στον σχηματισμό μόνο ενός ξεχωριστού τομέα, το υλικό ήταν μαγνητικά κορεσμένο. Όταν ένα μαγνητισμένο σιδηρομαγνητικό υλικό θερμαίνεται στη θερμοκρασία του σημείου Κιουρί, τα μόρια αναμιγνύονται μέχρι το σημείο όπου οι μαγνητικές περιοχές χάνουν την οργάνωση και οι μαγνητικές ιδιότητες που προκαλούν παύουν. Όταν το υλικό ψύχεται, αυτή η δομή ευθυγράμμισης τομέα επιστρέφει αυθόρμητα, περίπου ανάλογη με το πώς ένα υγρό μπορεί να παγώσει σε ένα κρυσταλλικό στερεό.
Αντισιδηρομαγνητικά
Σε έναν αντισιδηρομαγνήτη, σε αντίθεση με έναν σιδηρομαγνήτη, οι εγγενείς μαγνητικές ροπές των γειτονικών ηλεκτρονίων σθένους τείνουν να δείχνουν προς αντίθετες κατευθύνσεις. Όταν όλα τα άτομα είναι διατεταγμένα σε μια ουσία έτσι ώστε κάθε γείτονας να είναι αντιπαράλληλος, η ουσία είναι αντισιδηρομαγνητική. Οι αντισιδηρομαγνήτες έχουν καθαρή μαγνητική ροπή μηδέν, πράγμα που σημαίνει ότι δεν δημιουργούν πεδίο.
Οι αντισιδηρομαγνήτες είναι πιο σπάνιοι από άλλους τύπους συμπεριφοράς και παρατηρούνται συχνότερα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Σε διαφορετικές θερμοκρασίες, οι αντισιδηρομαγνήτες εμφανίζουν διαμαγνητικές και σιδηρομαγνητικές ιδιότητες.
Σε ορισμένα υλικά, τα γειτονικά ηλεκτρόνια προτιμούν να δείχνουν προς αντίθετες κατευθύνσεις, αλλά δεν υπάρχει γεωμετρική διάταξη στην οποία κάθε ζεύγος γειτόνων είναι αντιευθυγραμμισμένο. Λέγεται spin glass καιείναι ένα παράδειγμα γεωμετρικής απογοήτευσης.
Μαγνητικές ιδιότητες σιδηρομαγνητικών υλικών
Όπως ο σιδηρομαγνητισμός, οι σιδηρομαγνήτες διατηρούν τη μαγνήτισή τους απουσία πεδίου. Ωστόσο, όπως και οι αντισιδηρομαγνήτες, τα γειτονικά ζεύγη σπιν ηλεκτρονίων τείνουν να δείχνουν προς αντίθετες κατευθύνσεις. Αυτές οι δύο ιδιότητες δεν έρχονται σε αντίθεση μεταξύ τους επειδή, σε μια βέλτιστη γεωμετρική διάταξη, η μαγνητική ροπή από ένα υποπλέγμα ηλεκτρονίων που δείχνουν προς την ίδια κατεύθυνση είναι μεγαλύτερη από ένα υποπλέγμα που δείχνει προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Οι περισσότεροι φερρίτες είναι σιδηρομαγνητικοί. Οι μαγνητικές ιδιότητες των σιδηρομαγνητικών υλικών σήμερα θεωρούνται αναμφισβήτητες. Η πρώτη μαγνητική ουσία που ανακαλύφθηκε, ο μαγνητίτης, είναι ένας φερρίτης και αρχικά θεωρήθηκε ότι ήταν σιδηρομαγνήτης. Ωστόσο, ο Louis Neel το διέψευσε ανακαλύπτοντας τον σιδηρομαγνητισμό.
Όταν ένας σιδηρομαγνήτης ή σιδηρομαγνήτης είναι αρκετά μικρός, λειτουργεί ως ένα μόνο μαγνητικό σπιν που υπόκειται σε κίνηση Brown. Η απόκρισή του σε ένα μαγνητικό πεδίο είναι ποιοτικά παρόμοια με αυτή ενός παραμαγνήτη, αλλά πολύ περισσότερο.
Ηλεκτρομαγνήτες
Ένας ηλεκτρομαγνήτης είναι ένας μαγνήτης στον οποίο δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο από ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Το μαγνητικό πεδίο εξαφανίζεται όταν απενεργοποιηθεί το ρεύμα. Οι ηλεκτρομαγνήτες αποτελούνται συνήθως από έναν μεγάλο αριθμό στροφών σύρματος σε κοντινή απόσταση που δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο. Τα πηνία σύρματος τυλίγονται συχνά γύρω από έναν μαγνητικό πυρήνα κατασκευασμένο από σιδηρομαγνητικό ή σιδηρομαγνητικό υλικό.ένα υλικό όπως ο σίδηρος? ο μαγνητικός πυρήνας συγκεντρώνει τη μαγνητική ροή και δημιουργεί έναν ισχυρότερο μαγνήτη.
Το κύριο πλεονέκτημα ενός ηλεκτρομαγνήτη έναντι ενός μόνιμου μαγνήτη είναι ότι το μαγνητικό πεδίο μπορεί να αλλάξει γρήγορα ελέγχοντας την ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος στην περιέλιξη. Ωστόσο, σε αντίθεση με έναν μόνιμο μαγνήτη, ο οποίος δεν απαιτεί ισχύ, ένας ηλεκτρομαγνήτης απαιτεί συνεχή παροχή ρεύματος για να διατηρήσει το μαγνητικό πεδίο.
Οι ηλεκτρομαγνήτες χρησιμοποιούνται ευρέως ως εξαρτήματα άλλων ηλεκτρικών συσκευών όπως κινητήρες, γεννήτριες, ηλεκτρονόμοι, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, ηχεία, σκληροί δίσκοι, μηχανές MRI, επιστημονικά όργανα και εξοπλισμός μαγνητικού διαχωρισμού. Οι ηλεκτρομαγνήτες χρησιμοποιούνται επίσης στη βιομηχανία για να πιάνουν και να μετακινούν βαριά σιδερένια αντικείμενα όπως παλιοσίδερα και χάλυβα. Ο ηλεκτρομαγνητισμός ανακαλύφθηκε το 1820. Ταυτόχρονα δημοσιεύτηκε η πρώτη ταξινόμηση των υλικών σύμφωνα με τις μαγνητικές ιδιότητες.
