W elektromagnesie (cewka z rdzeniem) o "sile" pola w dużej mierze decyduje materiał rdzenia, ponieważ wpływa on na przenikalność magnetyczną całego obwodu magnetycznego. Dla idealnego solenoidu często używa się zależności:
B = μ0 · μr · n · I, gdzie μ0 to przenikalność próżni, μr to przenikalność względna rdzenia, n to liczba zwojów na jednostkę długości, a I to natężenie prądu.
- Dlaczego poprawne jest "Żelazo"? Żelazo jest materiałem ferromagnetycznym, a więc ma zdecydowanie większą przenikalność (μr ≫ 1) niż typowe metale nieferromagnetyczne. W tabeli żelazo ma największą podaną wartość, więc jako rdzeń najbardziej zwiększy B przy tym samym n i I.
- Dlaczego "Miedź" jest błędna? Miedź jest w praktyce niemagnetyczna (diamagnetyczna, μr nieco mniejsze od 1), więc jako rdzeń nie wzmacnia pola w istotny sposób. Jest świetnym materiałem na uzwojenie (mała rezystancja), ale nie na rdzeń do wzmacniania pola.
- Dlaczego "Aluminium" jest błędne? Aluminium jest paramagnetykiem (μr około 1), więc jego wpływ na wzmocnienie pola jest niewielki. Może być minimalnie "bardziej magnetyczne" od miedzi w sensie klasyfikacji, ale nadal nie daje efektu jak rdzeń ferromagnetyczny.
- Dlaczego "Wszystkie generują takie samo pole magnetyczne" jest błędne? Przy identycznym prądzie i geometrii cewki pole bezrdzeniowe byłoby podobne, ale po wprowadzeniu rdzenia wartość μr staje się czynnikiem mnożącym wprost w równaniu na B. Różne materiały rdzenia dają więc różne wartości indukcji.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w zadaniach pojawia się temat "silniejszego elektromagnesu", najpierw rozdziel dwa elementy: uzwojenie (liczba zwojów, prąd, spadki napięcia/rezystancja) oraz rdzeń/obwód magnetyczny (przenikalność, szczelina powietrzna). To pomaga uniknąć typowej pomyłki: mylenia roli przewodu z rolą rdzenia.
