Inhoud
Veel mensen beschouwen magneten als vanzelfsprekend. Ze zijn overal, van fysicalaboratoria tot kompassen die worden gebruikt voor kampeertochten tot souvenirs die op koelkasten worden geplakt. Sommige materialen zijn gevoeliger voor magnetisme dan andere. Sommige soorten magneten, zoals elektromagneten, kunnen worden in- en uitgeschakeld, terwijl permanente magneten de hele tijd een stabiel magnetisch veld produceren.
domeinen
Alle materialen bestaan uit magnetische domeinen. Dit zijn kleine zakjes die atomaire dipolen bevatten. Wanneer deze dipolen in één richting worden uitgelijnd, vertoont het materiaal magnetische eigenschappen. Vooral ijzer is een element waarvan de dipolen gemakkelijk kunnen worden uitgelijnd. In andere materialen kunnen dipolen binnen een domein worden uitgelijnd, maar niet met betrekking tot andere domeinen in hetzelfde stuk materiaal. Deze domeinen kunnen worden gedetecteerd met behulp van een proces dat magnetische krachtmicroscopie wordt genoemd. Wanneer een materiaal in een sterk magnetisch veld wordt geplaatst, worden de domeinen uitgelijnd en wordt het materiaal zelf gemagnetiseerd. Niet alle domeinen moeten worden uitgelijnd om magnetisme te bereiken.
Elektriciteit
Blootstelling aan een elektrische stroom is een andere manier om magnetische domeinen uit te lijnen. Wanneer twee draden een elektrische stroom doorlopen, zal er een magnetische aantrekking tussen hen zijn als de stromen in dezelfde richting lopen. De draden zullen elkaar afstoten als hun stromen in tegengestelde richtingen zijn. De aarde is een magneet die wordt geproduceerd door elektrische stromen in de gesmolten kern van planeten, hoewel wetenschappers van de National Aeronautics and Space Administration blijven zoeken naar de bron van deze stromingen.
Ferromagnetisme
Ferromagnetisme is een fenomeen dat voorkomt in sommige metalen, met name ijzer, kobalt en nikkel, waardoor het metaal magnetisch wordt. De atomen in deze metalen hebben een ongepaard elektron, en wanneer het metaal wordt blootgesteld aan een voldoende sterk magnetisch veld, liggen deze spins van elektronen parallel aan elkaar. Dit is de reden waarom ijzeren kernen worden gebruikt in elektromagnetische elektromagneten en transformatorwikkelingen. De elektrische stroom creëert een magnetisch veld dat wordt versterkt door het magnetisme dat door ijzeren kernen wordt veroorzaakt.
Curietemperatuur
Materialen blijven magnetisch bij temperaturen lager dan de Curie-temperatuur. Deze temperatuur is verschillend voor verschillende metalen en beschrijft het punt waarop de langeafstandsorde van magnetische domeinen verdwijnt. De langeafstandsvolgorde is wat de magnetische domeinen in een bepaalde oriëntatie houdt. Hogere Curietemperaturen betekenen dat meer energie nodig is om materialen magnetische domeinen te desoriënteren. Wanneer de temperatuur onder de Curie-temperatuur daalt en het materiaal in een magnetisch veld wordt geplaatst, wordt het weer magnetisch.