آیا آهن جریان مغناطیسی را مسدود می‌کند یا آن را بهبود می‌بخشد؟

رشته ای از گیره های فولادی به وضوح جاذبه آهنربا را گسترش می دهند. گیره کاغذی که به آهنربا چسبیده است به طور موقت خود به آهنربا تبدیل می شود. آخرین گیره بدون کمک گیره های قبل خود به آهنربا جذب نمی شود. این نشان می دهد جریان مغناطیسی آهنربا به کمک گیره ها گسترش یافته است.

از سوی دیگر گفته می شود که فولاد، میدان های مغناطیسی را محافظت، هدایت یا مسدود می کند. آهنربایی که به واشر آهنی چسبیده است تقریباً به صفحه آهنی نمی چسبد. واشر مانع از رسیدن میدان به صفحه آهنی می شود و نیروی کشش را کاهش می دهد. در شکل پایین یک آهنربای استوانه ای کوچک که به یک دیسک آهنی چسبیده است، به سطح ورق آهنی می چسبد، اما به سختی و با نیرویی ناچیز.

وقتی از ما در مورد این نوع چیزها سؤال می شود، پاسخ ما اغلب به طرز ناامیدکننده‌ای مبهم است، "این بستگی دارد".

آهنرباهای موقت

وقتی آهن‌ربا را به یک قطعه آهنی می‌چسبانید، آهن به طور موقت مانند آهنربا عمل می‌کند. می‌توان گفت مانند سایر آهنرباها دارای قطب شمال و جنوب می‌شود. ما به این  قطعه فولادی «آهنربای موقت» می‌گوییم، زیرا با برداشتن آهنربا این اثر از بین می‌رود. به همین دلیل است که آهنرباهای نئودیمیوم "آهنربای دائمی" نامیده می‌شوند. مغناطش در آنها دائمی است و برای ادامه آن نیازی به آهنربا یا میدان مغناطیسی خارجی ندارد.

به طورکلی آهن جریان مغناطیسی را مسدود نمی‌کند، بلکه آن را بهبود می‌بخشد. آهن یکی از مواد فرو‌مغناطیسی است، به این معنی که می‌تواند میدان مغناطیسی را به خوبی هدایت کند. این ویژگی به دلیل ساختار داخلی اتم‌های آهن و توانایی آنها در هم‌ترازی با میدان‌های مغناطیسی است.

وقتی یک ماده فرو‌مغناطیسی مانند آهن در معرض یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، میدان مغناطیسی درون آن متمرکز می‌شود و تقویت می‌شود. به همین دلیل از آهن در بسیاری از کاربردهای مغناطیسی مانند هسته ترانسفورماتورها، موتورهای الکتریکی و آهن‌ربا الکتریکی استفاده می‌شود.

وقتی یک ماده فرومغناطیس مانند آهن در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، خطوط میدان مغناطیسی ترجیح می‌دهند از درون آن عبور کنند، زیرا آهن قابلیت جذب و هدایت این خطوط را دارد. این ویژگی به این دلیل است که اتم‌های آهن می‌توانند به سرعت خود را هم‌راستا با میدان مغناطیسی خارجی تنظیم کنند و به تقویت میدان کمک کنند. به همین دلیل، آهن به عنوان یک هسته مغناطیسی در دستگاه‌های الکترومغناطیسی مانند ترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی استفاده می‌شود.

نحوه تأثیر آهن بر میدان مغناطیسی

هدایت میدان مغناطیسی

آهن و دیگر مواد فرو‌مغناطیسی به دلیل نفوذپذیری مغناطیسی بالایی که دارند، میدان مغناطیسی را از خود عبور می‌دهند و آن را متمرکز می‌کنند. این یعنی میدان مغناطیسی در اطراف آهن قوی‌تر می‌شود.

تأثیر بر خطوط میدان

وقتی یک آهن در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، خطوط میدان مغناطیسی تمایل دارند از داخل آهن عبور کنند، زیرا آهن مقاومت کمتری برای عبور میدان دارد (نسبت به هوا یا خلا).

بنابراین، آهن به جای اینکه مانع جریان میدان مغناطیسی شود، آن را تقویت می‌کند و به عنوان هدایت‌کننده خوب میدان مغناطیسی عمل می‌کند.