Door Kevin Lee Bijgewerkt op 24 maart 2022sirichai_raksue/iStock/GettyImagesElektriciteit en magnetisme zijn verschillende vermeldingen in het woordenboek, maar toch zijn het twee facetten van dezelfde fundamentele kracht. Bewegende elektrische ladingen genereren magnetische velden, terwijl variërende magnetische velden elektrische stromen veroorzaken. Een eenvoudige stroomvoerende draad creëert een magnetisch veld, maar wanneer die draad om een ​​ijzeren kern wordt gewikkeld, wordt het veld aanzienlijk sterker. Dit principe heeft ingenieurs in staat gesteld elektromotoren, generatoren, MRI-scanners, zwevende treinen en talloze alledaagse apparaten te bouwen die onze wereld draaiende houden.

Elektromagneten voor zware hijstaken

In tegenstelling tot permanente magneten kunnen elektromagneten worden in- en uitgeschakeld. Ze hebben een externe stroombron nodig en hun sterkte kan worden aangepast door de stroom te veranderen. Bij autobergingen worden routinematig grote elektromagneten gebruikt om hele auto's op te tillen, te verplaatsen en vervolgens de lading op een nieuwe locatie vrij te geven. Schrootwerven gebruiken vergelijkbare systemen om ferrometalen te scheiden van gemengde materiaalstromen, waardoor de recyclingefficiëntie wordt verbeterd.

Grootschalige elektromagnetische innovaties

Het Japanse Maglev-project maakt gebruik van supergeleidende elektromagneten om een trein met een snelheid tot 320 km/u (200 mph) voort te stuwen, waardoor de reistijd tussen grote steden dramatisch wordt verkort. In de Verenigde Staten ontwikkelt de marine een elektromagnetisch railkanon dat projectielen kan afvuren met snelheden van meer dan Mach 6, waarbij destructieve kinetische energie wordt geleverd zonder explosieven. Dezelfde technologie drijft elektromagnetische katapulten aan die vliegtuigen vanaf vliegdekschepen met grotere precisie lanceren dan oudere stoomsystemen.

Inductie:de ruggengraat van moderne elektrische apparaten

Wanneer een draad een veranderend magnetisch veld doorkruist, wordt elektrische stroom geïnduceerd – een fenomeen dat bekend staat als elektromagnetische inductie. Dit principe drijft elektromotoren, stroomgeneratoren en transformatoren aan. Transformatoren verhogen of verlagen de spanning tijdens de transmissie, waardoor een efficiënte levering van elektriciteit aan woningen en bedrijven wordt gegarandeerd. Motoren zetten elektrische energie om in mechanische beweging in apparaten variërend van speelgoedauto's en wasmachines tot Mars-rovers. Generatoren, het omgekeerde van motoren, transformeren de mechanische rotatie van windturbines, stoommachines of verbrandingsmotoren in schone elektrische energie.

Verborgen elektromagneten in alledaagse elektronica

Veel consumentenapparaten bevatten kleine elektromagneten die onopgemerkt blijven. Druk op een deurbelknop en het resulterende magnetische veld trekt een spits aan, waardoor de bel gaat rinkelen. Relais (elektromagnetisch bestuurde schakelaars) zijn te vinden in televisies, computers, auto's, liften en kopieermachines en maken complexe besturingscircuits mogelijk. MRI-scanners maken gebruik van krachtige supergeleidende elektromagneten om gedetailleerde beelden van het menselijk lichaam te produceren, een cruciaal hulpmiddel in de moderne geneeskunde. Van industriële kranen tot medische beeldvorming, elektromagneten liggen ten grondslag aan talloze technologieën die ons dagelijks leven vormgeven. Hun controleerbare karakter, gekoppeld aan de kracht van inductie, maakt ze onmisbaar in de moderne tijd.