Inhoud
Magneten zijn atomair aangedreven. Het verschil tussen een permanente magneet en een tijdelijke magneet zit in hun atomaire structuren. Permanente magneten hebben hun atomen altijd uitgelijnd. Tijdelijke magneten hebben hun atomen alleen uitgelijnd onder invloed van een sterk extern magnetisch veld. Oververhitting van een permanente magneet zal zijn atoomstructuur herschikken en er een tijdelijke magneet van maken.
Magneet Basics
Materialen met magnetische eigenschappen bezitten magnetische velden. Een typische stalen nagel heeft geen sterk genoeg magnetisch veld om een metalen paperclip aan te trekken. Maar magnetisatie kan de sterkte van het magnetische veld van stalen nagels vergroten. Door eenvoudig een sterke permanente magneet naast een stalen nagel te plaatsen, zal de nagel een sterker magnetisch veld hebben en werken als een tijdelijke magneet. De nagel wordt een tijdelijke magneet genoemd, omdat zodra de permanente magneet is verwijderd, de nagel zijn magnetische veldsterkte verliest die de paperclip heeft aangetrokken.
Permanente magneten
Permanente magneten verschillen van tijdelijke magneten door hun vermogen om gemagnetiseerd te blijven zonder de invloed van een nabijgelegen extern magnetisch veld. Typisch worden permanente magneten gemaakt van "harde" magnetische materialen waarbij "hard" verwijst naar het vermogen van materialen om gemagnetiseerd te worden en gemagnetiseerd te blijven. Staal is een voorbeeld van een hard magnetisch materiaal.
Veel permanente magneten worden gemaakt door het magnetische materiaal bloot te stellen aan een zeer sterk extern magnetisch veld. Nadat het externe magnetische veld is verwijderd, wordt het behandelde magnetische materiaal nu omgezet in een permanente magneet.
Tijdelijke magneten
In tegenstelling tot permanente magneten kunnen tijdelijke magneten niet op zichzelf gemagnetiseerd blijven. Zachte magnetische materialen zoals ijzer en nikkel trekken geen paperclips aan nadat een sterk extern magnetisch veld is verwijderd.
Een voorbeeld van een industriële tijdelijke magneet is een elektromagneet die wordt gebruikt om schroot in een berging te verplaatsen. Een elektrische stroom die door een spoel stroomt die een ijzeren plaat omringt, induceert een magnetisch veld dat de plaat magnetiseert. Wanneer de stroom vloeit, neemt de plaat schroot op. Wanneer de stroom stopt, laat de plaat het schroot vrij.
Fundamentele atoomtheorie van magneten
Magnetische materialen bezitten draaiende elektronen rond een atoomkern die individueel een klein magnetisch veld uitoefenen. Dit maakt in wezen elk atoom een kleine magneet binnen een grotere magneet. Deze kleine magneten worden dipolen genoemd omdat ze een magnetische noord- en zuidpool hebben. Individuele dipolen klonteren vaak samen met andere dipolen die grotere dipolen vormen, domeinen genoemd. Deze domeinen hebben sterkere magnetische velden dan individuele dipolen.
Magnetische materialen die niet gemagnetiseerd zijn, hebben hun atoomdomeinen in verschillende richtingen gerangschikt. Wanneer het magnetische materiaal echter wordt gemagnetiseerd, rangschikken de atomaire domeinen zichzelf in een gemeenschappelijke oriëntatie en fungeren daardoor als een groot domein dat een nog sterker magnetisch veld heeft dan een enkel domein. Dit is wat een magneet zijn kracht geeft.
Het verschil tussen een permanente magneet en een tijdelijke magneet is dat zodra de magnetisatie stopt, de atomaire domeinen van permanente magneten uitgelijnd blijven en een sterk magnetisch veld hebben, terwijl tijdelijke domeinen van magneten zich op een niet-uitgelijnde manier zullen herschikken en een zwakke magnetisch veld.
Een manier om een permanente magneet te ruïneren is om deze te oververhitten. Overmatige hitte zorgt ervoor dat de magnetenatomen hevig trillen en de uitlijning van de atomaire domeinen en hun dipolen verstoren. Eenmaal afgekoeld, zullen de domeinen niet opnieuw uitlijnen zoals voorheen op zichzelf en zullen structureel een tijdelijke magneet worden.