Подковообразный магнит — это либо постоянный магнит, либо электромагнит, выполненный в форме подковы (другими словами, в форме буквы U). Постоянный тип стал наиболее широко узнаваемым символом для магнитов. [1] : 2 Обычно он изображается красным и помечен «Северным» и «Южным» полюсами. [1] : 3 Хотя в 1950-х годах он вышел из употребления из-за приземистых цилиндрических магнитов, изготовленных из современных материалов, [1] : 3467 подковообразные магниты до сих пор регулярно показываются в учебниках начальной школы. [1] : 3 Исторически они были решением проблемы создания компактного магнита, который не разрушается в своем собственном размагничивающем поле. [1] : 2 [2]
В 1819 году было обнаружено, что пропускание электрического тока через кусок металла отклоняет стрелку компаса . После этого открытия было предпринято множество других экспериментов, связанных с магнетизмом . Эти эксперименты достигли кульминации, когда Уильям Стёрджен обернул провод вокруг подковообразного куска железа и пропустил электрический ток по проводам, создав первый подковообразный магнит. [3]
Это был также первый практический электромагнит и первый магнит, который мог поднимать массу, превышающую массу самого магнита, когда семиунциевый магнит был способен поднимать девять фунтов железа . [3] [4] Стерджен показал, что он может регулировать магнитное поле своего подковообразного магнита, увеличивая или уменьшая количество тока, проходящего через провода. [4] Это заложило основу для развития электрического телеграфа и будущего всемирных телекоммуникаций на следующее столетие и более. [4]
Форма магнита изначально была создана как замена стержневому магниту, поскольку она делает магнитное поле сильнее для магнита сопоставимой силы. [5] Подковообразный магнит сильнее, поскольку оба полюса магнита находятся 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 радикально 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 всему магнитному полю предоставлена возможность проходить через ферромагнитное вещество вместо воздуха. [8] Близость полюсов подковообразного магнита облегчает использование этих держателей магнитов по сравнению с другими типами магнитов. [8]