Mágnesnek nevezzük azokat a testeket, melyek környezetükben mágneses teret, mágneses erőteret hoznak létre. A vas, a kobalt és a nikkel képesek vasdarabokat magukhoz vonzani.  

Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező  ércek a ferromágneses anyagok. Mágnessel csak mágnesezhető anyag vonzható. 

A legegyszerűbb alakú mágnes a rúdmágnes. Úgy is jó, hogy mágnesrúd – demokrácia van. A mágnesrúd a végei közelében fejti ki a legerősebb hatást, itt vannak a mágneses pólusok. Ha mágnes közelében vízszintes műanyag lapra vasreszeléket szórunk, akkor a vasreszelék az erőhatásnak megfelelően rendeződik. A mágnesrúd közepén erőhatás gyakorlatilag nem tapasztalható.

A különböző alakú mágnesek terének megmutatására készült egy remek videó is:

Viszont felhívom a figyelmedet arra, hogy – ellentétben a videó címével – szabatosan mágneses térről és nem mágneses mezőről beszélünk. 

A mágnesnek mindig két pólusa van, noha időről-időre fölröppentyűznek olyan hírek, hogy létezik egypólusú mágnes is. Hiszem, ha látom! A két pólust dipólusnak hívják. Vagyis minden mágnes dipólus.

Két mágnes esetében az azonos pólusok taszítják, az ellentétesek vonzzák egymást – ugyanúgy, ahogy azt a villamos töltések elemzése során tapasztalhattad.

Vannak olyan anyagok, amelyek a mágneses térben mágnessé válnak, de a mágnesességüket azonnal elveszítik, ahogy a körülöttük levő tér megszűnik. Ilyen anyag például a lágyvas. 

A lágyvasban rendezetlen kis mágneses tartományok vannak,  amelyek a mágneses tér hatására rendeződnek, így a vastárgy is mágneses dipólusként viselkedik. A jelenséget mágneses megosztásnak hívják. A mágnes eltávolítása után a lágyvasban megszűnik az elemi mágnesek rendezettsége, a lágyvas elveszti mágnességét. 

A mágneses erőteret mutató vonalakat indukcióvonalaknak nevezik. Ezek valójában képzeletbeli görbék, csupán láthatóvá tettük őket vasreszelékkel. 

Az indukció vektormennyiség, tehát nagysága és iránya is van. A mágneses indukció nagysága az indukcióvonalak sűrűségével jellemezhető. Az indukcióvonalakhoz húzott érintő megadja a térerősség irányát. Az indukció jele: B, a mértékegysége az SI mértékrendszerben a Tesla. 

Egy mágnesrúddal és egy iránytűvel játszhatsz a phet.colorado.edu honlap egyik részén. A mágnesrúd pólusai a Föld két sarkáról kapták az északi és a déli pólus nevet, mert a mágneses iránytű északi pólusa a Föld északi sarka felé, a déli pólusa a Föld déli sarka felé mutat. Az animációban a Földdel is szórakozhatsz, mint egy bazi nagy mágnessel.

A játékhoz természetesen futnia kell a Java alkalmazásnak a gépeden, de ha még mindig nem töltötted volna le és nem indítottad volna el, itt találhatod meg:

http://java.com/en/download/

A játék viszont innen indítható:

https://phet.colorado.edu/hu/simulation/legacy/magnet-and-compass

Ha megnyomod a nagy háromszöget, elindul a letöltés, és a futtatást a felugró ablakkal engedélyeztetheted.

Hű, most látom csak, hogy az iránytűt tájolónak nevezi a játék. Mintha nem volna mindegy. Na, mindegy.

Ha elindult a cucc, a „Mutasd a Földet” kivételével minden kockát pipálj be!

 Az indukciómérővel – más néven magnetométerrel – a tér bármely pontján megmérheted az eredő indukciót (B), és annak az egymásra merőleges összetevőit (Bx, By) is. Valójában kellene még egy harmadik összetevő is, de a játék csak síkban, nem pedig térben szimulálja a jelenséget. Ha akár a mágnesrudat, akár az iránytűt mozgatod, valami változni fog. Ha még a „Mutasd a Földet” kockát is bepipálod, a mágnes helyett bolygónk képét láthatod, és azzal is szórakozhatsz. Viszont azt még meg kell fejteni, mi is az a G betű, ami a térerő mérő első három sorában van.  Ha mindeddig nem átkoztad el a mérések tudományát, akkor most biztosan mondasz majd valami csúnyát. Nem bánom, kimondom helyetted: Az a bánatos nőstény víziló húzzon a nyolchengeres hím óriáscsiga frissen borotvált, finom előjátékkal felizgatott szarvára! Ugye, te is pont erre gondoltál? 

Szóval, a G a gauss nevű, nem szabványos  mértékegység rövidítése. 1 tesla = 10 000 gauss.    

Miután  már jól kijátszottad magad, akkor még egy mennyiséggel kell megismerkedned, amit úgy hívnak, hogy mágneses fluxus. A fluxus értéke látható egyébként az előbbi játékban a műszer negyedik sorában. Ez a mennyiség a felületen áthaladó összes indukcióvonal száma. Ilyenkor tehát nem a teljes teret vizsgáljuk, csak annak egy felületét. Azért tesszük ezt, mert a mágneses térerőt nehezebb mérni, mint a fluxust.

A fluxust a görög nagy fi betűvel jelölik, mértékegységét az SI-ben Wilhelm Eduard Weber német  fizikusról nevezték el. Rövidítése: Wb. A névadó Weber 1833-ban elektromágneses távíró gépet készített. A Gauss-szal közös munkásságuk eredményét egy hatkötetes műben foglalták össze, „Resultate aus den Beobachtungen des magnetischen Vereins” címmel. Ha elolvastad, szólj nekem is. De tudod, mit? Inkább mégse szólj!

Mágnest nemcsak mágneses anyagból lehet készíteni. Ha egy egyenes vezetőbe – magyarul drótba – áramot vezetünk, a drót körül mágneses tér alakul ki. Kezdetnek nézz meg egy videót!

Az egyenes vezető körül kialakuló tér indukcióvonalai koncentrikus körök. A tér nagysága egyenesen arányos a drótban folyó áram erősségével, és fordítottan a vezetőtől mért távolsággal. Szigorúan véve ez csak akkor igaz, ha a vezető átmérője nulla. 

Az egyenes vezetőből készített mágnes nagyon gyenge. Ha sokkal erősebbet szeretnénk, akkor a vezetőt jól meg kell tekerni, tekercset kell belőle csinálni.

A tekercs belsejében homogén, vagyis mindenütt ugyanakkora mágneses tér jön létre. A mágneses indukció nagysága egyenesen arányos az áramerősséggel és a menetek számával, viszont fordítottan arányos a tekercs hosszával.

Erről is van videó.

Ha árammal átjárt tekercsbe lágyvasból készült magot teszünk, a mágneses hatás még nagyobb mértékben felerősödik. A lágyvasmagot is tartalmazó tekercset elektromágnesnek nevezzük. Az elektromágnes – csakúgy, mint az egyenes vezető vagy a tekercs – az áram kikapcsolása után elveszíti a mágnességét.

A legjobb, ha megint játszol.

https://phet.colorado.edu/hu/simulation/legacy/magnets-and-electromagnets

Amikor a cuccot elindítod, az első fülön az előző iránytű és mágnes van, ezért bökj a második fülre!

Minden kockát pipálj be, és válasszad ki az egyenáramot! Figyeld meg, hogyan változik a térerő, ha a menetszámot növeled vagy csökkented!

A hangtechnikában, a rockzenében és a diszkókban nagyon sok esetben használunk elektromágneseket. Elektromágnesek vannak a magnókban, a merevlemezekben, egyes kapcsolókban; sőt, egy elektromágnessel lebegtetni lehetne őt is. Hogy hogyan, azt rád bízom.