Skąd magnes czerpie energię pozwalającą na przyciąganie obiektów żelaznych?

Pytanie

Pyta Mariusz

Skąd magnes (np. sztabkowy) czerpie energię pozwalającą na przyciąganie obiektów żelaznych? Czy można tę „wewnętrzną energię magnesu” zużyć jednokrotnie przyciągając ciało o określonej masie?

Odpowiedź

Odpowiada Wojciech Lulka

Siła magnetyczna jest w pewnym sensie analogiczne do dobrzej nam znanej siły grawitacji. Podobnie jak w przypadku pola grawitacyjnego związanego z wytwarzanym przez masywny obiekt potencjałem grawitacyjnym, magnesy także wytwarzają dookoła siebie pole potencjału – w tym przypadku związanego z polem magnetycznym. W przypadku pola grawitacyjnego, obiekt – np. piłka – spadający na Ziemię ma mniejszą energię będąc bliżej Ziemi, czyli źródła oddziaływania. Podobnie, w przypadku magnetyzmu, stalowa kostka ma mniejszą energię będąc bliżej przyciągającego ją magnesu. W tym procesie energia potencjalna jest zamieniana w kinetyczną, a następnie (najczęściej w wyniku uderzenia) w cieplną. Gdy rozłączamy od siebie dwa złączone magnesy (lub magnes od stalowego elementu) przywracamy energię do układu, którą stracił właśnie w postaci ciepła.

Natomiast, aby magnesy wytwarzały dookoła siebie pole magnetyczne, trzeba je najpierw namagnesować, czyli zmienić metalową kostkę w magnes. Zwykle wymaga to umieszczenia kawałka metalu w ogromnym polu magnetycznym (najczęściej wytwarzanym przez elektromagnes), czasami dodatkowo potrzebne jest podgrzanie go do wysokiej temperatury – a zatem proces tworzenia magnesów jest dość energochłonny. Istnieje kilka sposobów na pozbycie się takie namagnesowania, jednak żadne z nich nie jest związane z przyciągnięciem zbyt ciężkiego obiektu. Najprostszą metodą jest podgrzanie magnesu do temperatury Curie, czyli temperatury w której magnes traci swoje właściwości.