Inhoud
- Basisprincipes van magnetisme
- Permanente magneten
- Tijdelijke magneten
- Basisprincipes van atoomtheorie van magneten
Magneten worden atomair bekrachtigd. Het verschil tussen een permanente en een tijdelijke magneet zit in hun atomaire structuren. Bij permanente magneten zijn hun atomen altijd uitgelijnd, terwijl bij tijdelijke magneten hun atomen alleen uitgelijnd zijn als ze onder invloed zijn van een sterk extern magnetisch veld. Door oververhitting van een permanente magneet verandert de atomaire structuur ervan in een tijdelijke magneet.
Basisprincipes van magnetisme
Materialen met magnetische eigenschappen hebben magnetische velden. Een gewone stalen spijker heeft geen magnetisch veld dat sterk genoeg is om een paperclip aan te trekken. Magnetisatie kan echter de sterkte van het magnetische veld van de nagel vergroten. Plaats gewoon een sterke permanente magneet naast de nagel en dit zorgt ervoor dat de nagel een sterker magnetisch veld heeft en als een tijdelijke magneet werkt. De nagel wordt een tijdelijke magneet genoemd omdat, zodra de permanente magneet wordt verwijderd, de nagel het sterke magnetische veld verliest dat de paperclip aantrok.
Permanente magneten
Permanente magneten onderscheiden zich van tijdelijke magneten doordat ze gemagnetiseerd kunnen blijven zonder de invloed van een extern magnetisch veld. Normaal gesproken zijn permanente magneten gemaakt van "stijve" magnetische materialen, waarbij het woord verwijst naar het vermogen van het materiaal om gemagnetiseerd te worden en zo te blijven. Staal is een voorbeeld van een stijf magnetisch materiaal.
Veel permanente magneten ontstaan door het magnetische materiaal bloot te stellen aan zeer sterke externe velden. Zodra het buitenste veld is verwijderd, wordt het materiaal omgezet in een permanente magneet.
Tijdelijke magneten
In tegenstelling tot permanente magneten kunnen tijdelijke magneten niet alleen gemagnetiseerd blijven. Zachte magnetische materialen, zoals ijzer en nikkel, zullen geen paperclips aantrekken nadat een sterk extern magnetisch veld is verwijderd.
Een voorbeeld van een tijdelijke industriële magneet is de elektromagneet die wordt gebruikt om metaalschroot uit een schrootijzer te verwijderen. Een elektrische stroom, die door een spoel loopt die een ijzeren plaat omgeeft, wekt een magnetisch veld op. Als de stroom vloeit, pakt de plaat het schroot op. Wanneer de ketting stopt, laat de plaat het schroot los.
Basisprincipes van atoomtheorie van magneten
Magnetische materialen hebben elektronen die rond de atoomkern draaien, waardoor ze individueel een klein magnetisch veld creëren. Dit maakt in wezen elk atoom een kleinere magneet binnen een grotere magneet. Deze kleine magneten worden dipolen genoemd omdat ze een magnetische noord- en zuidpool hebben. Individuele dipolen hebben de neiging zich bij andere aan te sluiten en grotere dipolen te vormen die domeinen worden genoemd. Deze domeinen hebben sterkere magnetische velden dan individuele dipolen.
Magnetische materialen die niet zijn gemagnetiseerd, hebben hun atomaire domeinen in tegengestelde richtingen gerangschikt. Wanneer het materiaal echter wordt gemagnetiseerd, worden de domeinen in een gemeenschappelijke oriëntatie uitgelijnd en fungeren ze als een groot domein, met een nog groter magnetisch veld dan een enkel domein. Dit is wat een magneet kracht geeft.
Het verschil tussen een permanente en een tijdelijke magneet is dat zodra de magnetisatie stopt, de domeinen van de permanente magneet uitgelijnd blijven en een sterk magnetisch veld hebben, terwijl de domeinen van de tijdelijke magneet op een niet-uitgelijnde manier herschikken en een zwak magnetisch veld.
Een manier om een permanente magneet te bederven, is door hem te oververhitten. Overmatige hitte zorgt ervoor dat de atomen van de magneet heftig trillen, waardoor de uitlijning van atomaire domeinen en hun dipolen wordt verstoord. Nadat ze zijn afgekoeld, zullen de domeinen zichzelf niet opnieuw uitlijnen zoals voorheen en structureel worden ze tijdelijke magneten.