science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Eigenschappen van magneten & elektromagneten

Magneten trekken ijzer of staal aan vanwege hun magnetische velden. De mogelijkheid om ijzer en staal aan te trekken maakt magneten nuttig voor alles, van een notitie op de koelkast houden tot het oppakken van auto's en ze verplaatsen in een rotzooi. Magneten kunnen zelfs elektriciteit opwekken en, omgekeerd, elektriciteit kan een magnetische kracht creëren.

Attractie

Een eigenschap van een magneet is zijn vermogen om andere materialen aan te trekken. Magneten trekken echter niet zomaar materiaal aan. Ze trekken alleen specifieke metalen aan. Aluminium is immuun voor de charme van een magneet, net als de meeste andere metalen, zoals koper en zilver. Maar nikkel, ijzer en kobalt worden allemaal aangetrokken door magneten, samen met legeringen of mengsels van deze metalen met andere metalen, zoals die in mineralen. Ferromagnetische mineralen zoals magnetiet en pyrrhotiet samen met enkele andere mineralen zijn magnetisch omdat ze een aanzienlijke hoeveelheid ijzer bevatten. Zwak magnetische mineralen, paramagnetisch genoemd, bevatten gewoonlijk kleine hoeveelheden ijzerverontreinigingen, zoals hematiet. Magneten wijzen zelfs één mineraal af, bismut. Bismuth is diamagnetisch. Het is belangrijk om op te merken dat deze materialen geen magneten zijn, maar magneten trekken de tegenovergestelde pool van een andere magneet aan en stoten een vergelijkbare pool af.

Permanentie en overdracht

Magneten zijn permanent of tijdelijk. Een permanente magneet behoudt zijn aantrekkingskracht in de tijd. Echter, elektromagneten stoppen magnetisch te zijn zodra de elektriciteit stopt met stromen. Elektromagneten zijn tijdelijke magneten. Een ander type tijdelijke magneet is er een die wordt gecreëerd door contact met een andere magneet. Dit vermogen om magneten te maken van andere magneten is een andere eigenschap van magneten die overdracht wordt genoemd. Plaats een naald in dezelfde richting als een magneet en strijk deze langs de magneet in één richting, en u magnetiseert de naald tijdelijk. Je hebt alle polen in de pin uitgelijnd door deze door het magnetische veld te borstelen; in vrij korte volgorde worden de velden weer willekeurig.

Polariteit

Alle magneten hebben een polariteit; één pool zendt het veld uit, terwijl het andere uiteinde het weer naar binnen trekt. Natuurlijke magneten hebben altijd twee polen. Afhankelijk van de vorm van de magneet en de nabijheid van de polen, verandert de vorm van het magnetische veld. Een staafvormige magneet vormt een appelvormig magnetisch veld rond de staaf, terwijl een hoefijzervormige magneet het magnetische veld tussen de twee polen zal houden. Zelfs elektromagneten hebben twee polen. Om de polariteit van een elektromagneet te vinden, wikkelt u uw rechterhand rond de draad met uw duim in de richting van de stroom gericht. Je vingers emuleren nu het magnetische veld dat door de stroom wordt gecreëerd en wijzen in de richting van het magnetisch veld.

Reversing Polen

Magneten behouden hun polariteit in de tijd. De moleculen waaruit de magneet is opgebouwd, zijn allemaal in één richting uitgelijnd, waardoor het magnetische veld ontstaat en het zou voor hen moeilijk zijn om als een eenheid in de andere richting te draaien. Dit is niet waar voor elektromagneten. Elektromagneten kunnen de polariteit eenvoudig veranderen door de richting van de elektrische stroom te veranderen. De aarde heeft een magnetisch veld dat de aarde beschermt tegen geladen deeltjes die worden uitgezonden door de zon. De vloeibare nikkel-ijzerlaag van de aarde, geroerd door de vaste kern van de aarde, creëert een elektrisch veld dat een magnetisch veld creëert. Omdat dit magnetisch veld een vloeistof is, is het voor het veld gemakkelijker om de polariteit om te keren. Dit gebeurt ongeveer elke 200.000 jaar, volgens National Geographic, en de laatste keer dat het omgedraaid werd, was bijna 800.000 jaar geleden. Bovendien is het magnetisch veld van de aarde de afgelopen 200 jaar verzwakt, waardoor wetenschappers speculeren dat we naar een andere poolomkering gaan.