Inhoud
Elektromagneten zijn eenvoudige apparaten die het gedrag van natuurlijke magneten nabootsen, met één belangrijk verschil: de mogelijkheid om hun magnetische veldsterkte te veranderen vanwege hun elektrisch gegenereerde magnetische velden. Door elk van de vier basiselementen van een elektromagneet te variëren, kunt u de veldsterkte naar wens instellen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De vier belangrijkste factoren die de sterkte van een elektromagneet beïnvloeden, zijn het aantal lussen, de stroom, de draadgrootte en de aanwezigheid van een ijzeren kern.
Aantal lussen
Een elektromagneet bestaat uit een draadspiraal gewikkeld rond een metalen kern - meestal ijzer - en verbonden met een batterij. Terwijl de elektrische stroom rond de lussen van de spoel beweegt, genereert deze een magnetisch veld zoals dat van een kleine staafmagneet. Het heeft een noordpool aan de ene kant van de lus en een zuidpool aan de andere kant. Omdat de spoel uit één ononderbroken draad bestaat, stapelen de magnetische velden van elke lus zich op, waardoor er zoiets als een grote staafmagneet ontstaat. Een manier om de sterkte van het magnetische veld te vergroten of te verkleinen, is door het aantal lussen in de spoel te wijzigen. Hoe meer lussen je toevoegt, hoe sterker het veld wordt. Hoe meer lussen je verwijdert, hoe zwakker het veld zal worden.
De metalen kern
Het metaal in de spoel vergroot het veld dat hierdoor wordt gecreëerd. Het vervangen van de metalen kern voor een ander metaal zal de elektromagneet sterker of zwakker maken. IJzeren kernen zorgen voor zeer sterke velden. Stalen kernen maken zwakkere velden. Neodymiumkernen vormen de sterkste velden. Door de kern gedeeltelijk uit de spoel te schuiven, wordt het veld verzwakt, omdat er minder metaal in zit.
Batterij stroom
Het veranderen van de hoeveelheid stroom die door de elektromagneet stroomt, zal ook het veld veranderen dat het produceert. Hoe groter de stroom in de spoel, hoe sterker het magnetische veld zal groeien. Omgekeerd verlaagt het verlagen van de batterijspanning de stroom, waardoor het veld verzwakt. Dit feit heeft echter een complicatie: wanneer u de stroom verhoogt, worden de magneetdraden heter en frituren mogelijk de delicate elektrische isolatie zonder welke de magneet niet kan werken.
Draadlengte
Hoewel metalen draden zeer efficiënte geleiders van elektriciteit zijn, hebben ze nog steeds enige weerstand tegen de stroomstroom. Het gebruik van grotere meters draad op de spoel zal deze aangeboren weerstand verminderen. Dit verhoogt de stroom en dus het veld. Het gebruik van kleinere meters verhoogt de weerstand, vermindert de stroom en verzwakt het veld. Het gebruik van verschillende soorten metaaldraad heeft ook invloed op de veldsterkte, omdat elk metaal een andere inherente weerstand tegen stroom heeft.