אלקטרומגנט הוא מגנט שמופק על ידי זרם חשמלי. המבנה הפשוט כולל ליבת חומר פרומגנטי (לרוב ברזל) וסליל מוליך מסביב, בדרך כלל נחושת. כשזורם זרם בסליל נוצר שדה מגנטי שממגנט את הליבה. השדה נעלם ברובו כשמפסיקים את הזרם. היתרון של אלקטרומגנט על פני מגנט קבוע הוא שניתן לשלוט בעוצמת השדה; החיסרון הוא הצורך בזרם חשמלי. יש שימושים רבים, למשל במנועים חשמליים, גנרטורים ושנאים.
חוט שעובר בו זרם יוצר סביבו שדה מגנטי. כלל יד ימין (כשהאצבעות עוטפות את החוט והאגודל מצביע לכיוון הזרם) מראה את כיוון השדה. כדי לרכז את השדה לופפים את החוט לסליל. סליל ישר נקרא סולנואיד (solenoid). סליל בצורת טבעת נקרא טורואיד (toroid). הוספת ליבת ברזל בתוך הסליל מגבירה מאוד את השדה, כי אזורים מגנטיים קטנים בתוך הברזל מסתדרים לפי השדה החיצוני.
בשנת 1820 הראה הנס כריסטיאן ארסטד (Ørsted) שזרם חשמלי יוצר שדה מגנטי. בשנת 1823 המציא ויליאם סטרג'ן את האלקטרומגנט הראשון: חתיכת ברזל בצורת פרסה עם סליל נחושת שסביבה. סטרג'ן הרים כ־4 קילוגרם בעזרת סוללה אחת. ג'וזף הנרי שיפר את הבידוד של החוטים ואיפשר סלולים צפופים יותר. שיפורים אלו אפשרו יצירת מגנטים חזקים הרבה יותר, והשימוש המסחרי הראשון היה בטלגרף.
חומר פרומגנטי מכיל "מגנטים" זעירים של אטומים. לפני הפעלת הזרם כיווניהם אקראיים. השדה מהסליל גורם להם להיערך לפי כיוון השדה, והתרומה שלהם מחזקת את השדה הכולל. כשהחומר מגיע לרוויה (saturation) הוא לא מגביר עוד את השדה משמעותית; בערך המקסימלי של חומרים רבים זה סביב 1.6 טסלה. אחרי כיבוי הזרם נשאר לעיתים שדה קטן, שנקרא שדה שיורי; תופעת השאריות הזו נקראת היסטרזיס. ניתן להפחית את השדה השיורי על ידי ניקוז האנרגיה, למשל ניעור או מכה בליבה (נטילת מיגנוט, degaussing).
חישוב הכוח שמפעיל אלקטרומגנט מסובך בגלל זליגת השדה ורמת המגנטיות הלא־ליניארית של הליבה. בקירוב, הכוח גדל עם ריבוע עוצמת השדה ועם שטח החתך של הליבה. בשדה רוויה של כ־1.6 טסלה הלחץ המקסימלי יכול להגיע לכמיליון פסקל, שזה כ־100 ניוטון לסמ"ר. בתכנוני ליבות מעגליות ועם רווחי אוויר קטנים מקבלים חוסן ומשרעת שדה טובה יותר. מנופי אלקטרומגנט תעשייתיים מעוצבים להביא את קווי השדה למגע עם החומר המיועד, ורמקולים משתמשים במבנה דומה כדי להזיז את הממברנה.
יש מספר שיטות להשיג שדות חזקים מעבר לכ־1.6 טסלה. אלקטרומגנטים מוליכי-על (superconducting) משתמשים בחוטים שנעשים מוליכי-על בטמפרטורות נמוכות; הם יכולים להגיע עד כ־30 טסלה. מגנט מסוג ביטר (Bitter), שבו יש דיסקיות מתכת בסליל ולא חוט, עמיד ללחץ ומשמש להשגת שדות של כ־35 טסלה. שילוב של מגנט ביטר ומוליכי-על נתן שדה של כ־45 טסלה. דרך נוספת היא פולסים קצרים מאוד של זרם, שמאפשרים שדות עד כ־90 טסלה לזמן קצר. טכניקות קיצוניות עם ריכוז שדה בעזרת פיצוץ מבוקר הראו ערכים אף גבוהים יותר.
אלקטרומגנטים משמשים במכשירים רבים בתעשייה ובמדע, בין היתר במנועים, גנרטורים, שנאים ובמכשירי דימות שעובדים עם שדות מגנטיים חזקים.
אלקטרומגנט הוא מגנט שיוצר אור של חשמל. יש לו ליבה מברזל וסליל של תיל מסביב. כשהחשמל עובר בסליל הליבה נעשית למגנט. כשיורדים את החשמל, המגנט כמעט נעלם.
חוט עם חשמל עושה סביבו שדה שמזכיר מקל קסמים קטן. כשלופפים את החוט לסליל השדה מתחזק. אם שמים בתוך הסליל חתיכת ברזל, הברזל הופך למגנט חזק יותר.
לפני מאה וחצי שנים גילו שמים חשמל וליצור מגנט. ויליאם סטרג'ן בנה את האלקטרומגנט הראשון והרים בעזרת החשמל חפץ כבד. אחר כך שיפרו את הבנייה והאלקטרומגנטים נעשו חזקים יותר.
בברזל יש "מגנטים קטנים" זעירים. כשהשדה מגיע הם מסתדרים באותה כיוון. אז הברזל מחזק את השדה. לפעמים נשאר שדה חלש אחרי כיבוי החשמל. אפשר להחליש את השדה הזה על ידי תזוזה או ניעור.
יש אלקטרומגנטים מאוד חזקים. יש כאלה שקרובים לאפס מעלות ומקוררים, והם חזקים מאוד. יש גם מגנטים מיוחדים שעובדים רק כמה שניות ונותנים שדה חזק מאוד.
אלקטרומגנטים עובדים במנועים ובמכשירים שמייצרים או משתמשים בחשמל. גם במכונות מדעיות משתמשים בהם כדי לחקור חומרים.
תגובות גולשים