Подковообразный магнит – это либо постоянный магнит, либо электромагнит , выполненный в форме подковы ( иными словами, U-образной формы). Постоянный вид стал наиболее широко распространенным символом магнитов. [1] : 2 Обычно его изображают красным и отмечают «Северным» и «Южным» полюсами. [1] : 3 Хотя в 1950-е годы они стали устаревшими из-за приземистых цилиндрических магнитов, изготовленных из современных материалов, [1] : 3467 подковообразных магнитов до сих пор регулярно показываются в учебниках для начальной школы. [1] : 3 Исторически они представляли собой решение проблемы создания компактного магнита, не разрушающегося в собственном размагничивающем поле. [1] : 2 [2]
В 1819 году было обнаружено, что прохождение электрического тока через кусок металла отклоняет стрелку компаса . После этого открытия было предпринято множество других экспериментов по магнетизму . Кульминацией этих экспериментов стало то, что Уильям Стерджен обернул проволокой кусок железа в форме подковы и пропустил по проводам электрический ток, создав первый подковообразный магнит. [3]
Это был также первый практический электромагнит и первый магнит, который мог поднять большую массу, чем сам магнит, когда магнит весом в семь унций был способен поднять девять фунтов железа . [3] [4] Стерджен показал, что он может регулировать магнитное поле своего подковообразного магнита, увеличивая или уменьшая силу тока, проходящего через провода. [4] Это заложит основу для развития электрического телеграфа и будущего всемирной телекоммуникации на следующее столетие и даже больше. [4]
Форма магнита изначально была создана в качестве замены стержневого магнита, поскольку она делает магнит более сильным. [5] Подковообразный магнит сильнее, потому что оба полюса магнита расположены ближе друг к другу и в одной плоскости, что позволяет магнитным линиям потока течь по более прямому пути между полюсами и концентрирует магнитное поле. [6]
Форма подковообразного магнита также значительно снижает его размагничивание с течением времени. [7] Это происходит из-за коэрцитивной силы, также известной как способность данного магнита «оставаться намагниченным». [7] Коэрцитивная сила слабее в форме диска или кольца, немного сильнее в форме цилиндра или стержня и сильнее всего в форме подковы. [6] [7] Для увеличения коэрцитивной силы подковообразных магнитов используются стальные держатели или держатели магнитов . [7] Магнитное поле лучше всего сохраняет свою силу, когда все магнитное поле имеет возможность проходить через ферромагнитное вещество, а не через воздух. [8] Близость полюсов подковообразного магнита облегчает использование этих магнитных держателей, чем другие типы магнитов. [8]