Wetenschap
Elektromagneten werken net zo goed als permanente magneten. Ze zijn zelfs nog nuttiger, omdat je ze kunt in- en uitschakelen. Je vindt elektromagneten op harde schijven, luidsprekers en zelfs in geavanceerde apparatuur zoals MRI-machines en de Large Hadron Collider van CERN in Genève, Zwitserland. Je hebt duidelijk een sterkere elektromagneet nodig voor een deeltjesversneller dan voor een luidspreker, dus hoe kunnen wetenschappers magneten krachtig genoeg maken om een bundel elektronen te focussen? Het antwoord is een beetje ingewikkelder dan simpelweg groter maken, hoewel dat er deel van uitmaakt. De materialen die u gebruikt, de spanning die u toepast en de omgevingstemperatuur zijn allemaal belangrijk.
TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)
Om de sterkte van een elektromagneet te vergroten, kan de krachtstroom verhogen, en er zijn verschillende manieren om dat te doen. Je kunt ook het aantal windingen verhogen, de omgevingstemperatuur verlagen of je niet-magnetische kern vervangen door een ferromagnetisch materiaal.
Alles draait om elektromagnetische inductie
Deense wetenschapper Hans Christian Orsted was de eerste persoon die opmerkt dat een stroom door een draad een nabijgelegen kompas kan beïnvloeden. Met andere woorden, het genereert een magnetisch veld. Als je de draad rond een kern wikkelt, waardoor een solenoïde wordt gevormd, zullen de uiteinden van de kern tegengestelde polariteiten aannemen, net als een permanente magneet. De sterkte van het veld hangt af van de grootte van de stroom, het aantal wikkelingen en het kernmateriaal. Meer hoeft u niet te onthouden als u de magneet sterker wilt maken.
Huidige grootte vergroten
Volgens de wet van Ampère is het magnetische veld rond een stroomvoerende draad recht evenredig met de sterkte van de stroom. Met andere woorden, verhoog de huidige sterkte en u vergroot het magnetisch veld, en er is meer dan één manier om dit te doen:
Verhoog het aantal wikkelingen
De sterkte van een elektromagneet, ook wel bekend als de magnetomotorische kracht (mmf), is recht evenredig met niet alleen de stroom (I) , maar ook het aantal wikkelingen (n) rond de solenoïde. Het verhogen van het aantal windingen is waarschijnlijk de gemakkelijkste manier om de sterkte van een elektromagneet te vergroten. Aangezien mmf = nI, verdubbelt het verdubbelen van het aantal windingen de sterkte van de magneet. Het is prima om de draden in lagen om de kern van de solenoïde te wikkelen. Het magnetisch veld wordt niet beïnvloed wanneer draden met elkaar in contact komen.
Gebruik een Ferro-magnetische kern
Als u wilt, kunt u een elektromagneet maken door draden om een gebruikte handdoekrol te wikkelen , maar als je een sterke magneet wilt, wikkel ze dan om een ijzeren kern. IJzer is een magnetisch materiaal en het wordt gemagnetiseerd wanneer je de stroom inschakelt. Dit geeft u in feite twee magneten voor de prijs van één. Staal bevat ijzer, dus het zal zich op dezelfde manier gedragen, hoewel niet zo sterk. Twee andere ferromagnetische metalen die u tegen kunt komen zijn nikkel en kobalt.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com