Kas ir magnētiskais dipols?

Lai gan bieži vien ir visvienkāršāk uzskatīt, ka magnētiskos materiālus, piemēram, stieņu magnētus, ir divi elektriskā lādiņa monopoli, šis modelis nespēj aprakstīt magnēta darbību. Turklāt monopoli faktiski nekad nav novēroti. Drīzāk monopoli ir hipotētiskas daļiņas. Interesanti, ka monopolu esamību ir postulējusi teorētiskā fizika, un monopolu esamība un būtība ir bijis aktīvs atklāts jautājums zinātnē.

Otrs modelis, ar kuru varētu apsvērt magnētiskos dipolus, ir strāvas cilpas. Hanss Kristians Oersteds 1820. gadā atklāja, ka slēgta elektriskā ķēde jeb slēgta strāvas cilpa rada magnētisko lauku. Viņš to izdarīja, novietojot elektriski uzlādētu vadu pie kompasa un pamanot, ka kompasa adata kustās. Strāvas cilpa radīja magnētisko lauku, kas ietekmēja magnētisko adatu jeb dipolu kompasā. Magnētiskā materiāla, piemēram, stieņa magnēta, dipolu var modelēt, paredzot, ka struktūra ir piepildīta ar mazām strāvas cilpām. Modeļi, kas izmanto šīs strāvas cilpas, ļoti veiksmīgi prognozē uzvedību magnētiskajos materiālos.

Dipola stiprumu mēra kā magnētiskā dipola momentu. Brīdis ir vektors, kas nozīmē, ka tam ir lielums vai lielums, kā arī virziens. Apsverot magnētiskos polus, piemēram, stieņa magnētā, magnētisko momentu (m) definē kā polu stiprumu (p), kas reizināts ar attālumu starp poliem (L), ko var attēlot ar vienādojumu m = pL. Momenta virziens norāda no magnēta dienvidu pola uz tā ziemeļpolu.

Magnētisko momentu var definēt arī magnētiskajam dipolam, ko rada elektriskā strāva. Šajā gadījumā magnētiskais moments ir vienāds ar strāvu (I), kas reizināta ar laukumu strāvas cilpā (s), ko var attēlot ar vienādojumu m = Is. Šī brīža virzienu var noteikt ar labās rokas likumu. Lai izmantotu šo noteikumu, cilvēks tur savu labo roku uz priekšu un ļauj pirkstiem izliekties vai satuvoties dūrē tādā pašā virzienā kā straume. Ja cilvēka labais īkšķis tiek turēts taisni, tas rādīs magnētiskā dipola momenta virzienā.