Hvordan fungerer magneter? En enkel forklaring

Det fungerer nesten som magi med magneter – hvordan fungerer de egentlig? Vi vil prøve å gi den enkle forklaringen på magneter og magnetiske felt slik at du forhåpentligvis får all informasjonen du håpet på (og litt til). Og ellers har vi virkelig mange andre FAQ-innlegg hvor vi går mer i dybden med mange temaer.

Vi konsentrerer oss om permanente magneter (ikke elektromagneter) i dette innlegget. De mest kjente typene permanentmagneter er ferrittmagneter og neodymmagneter (kraftmagneter). De fungerer veldig likt i forhold til magnetisme, men har noen forskjeller, som vi skal berøre nederst i innlegget. Men vi starter med en litt enklere forklaring om magnetisme.

Hvordan fungerer magneter?

Magneter er en integrert del av hverdagen vår, selv om vi kanskje ikke Tenk på det . Fra kjøleskapsmagneter til høyttalere og medisinsk utstyr.

Den helt enkle versjonen er at magneter fungerer med magnetisme, dvs. ved å ha et ytre felt som omgir en magnet og påvirker andre magneter eller magnetiske materialer i nærheten av magnetfeltet.

Teorien bak magnetisme dateres tilbake til 1800-tallet, da forskere oppdaget at elektrisitet og magnetisme er to sider av samme sak. Elektroner som beveger seg i en bestemt retning kan skape et magnetfelt, og dette magnetfeltet kan påvirke andre magnetiske materialer med tiltrekkende eller frastøtende kraft, avhengig av deres polaritet.

Magneter påvirker ikke bare andre magnetiske materialer. De kan også påvirke elektrisk strøm og til og med lys. Dette er fordi elektrisitet og magnetisme er nært beslektet og kan påvirke hverandre på forskjellige måter. Styrken til en magnet måles i Gauss eller Tesla.

Hva er et magnetfelt?

Magneter er omgitt av et usynlig felt, også kalt magnetfelt, og det strekker seg fra magneten i alle retninger i en omkrets som bestemmes av magnetens styrke og størrelse. Et magnetfelt dannes når elektroner beveger seg i en bestemt retning. Vi tar kun for oss permanente magneter i dette FAQ-innlegget, og alle permanente magneter har en nord (N) og en sør (S) pol. Du kan delvis kontrollere et magnetfelt ved å kapsle inn en magnet i en stålgryte, som vil gjøre magnetfeltet større i retningen der magneten ikke er dekket med stål (den rå magnetiske overflaten).

Det magnetiske feltet kan påvirke andre magneter eller magnetiske materialer. Magneter virker monopolært (trekker til seg fra alle sider) mot magnetisk materiale som f.eks. stål. Men med andre magneter kan de både tiltrekke og frastøte hverandre, avhengig av hvilken vei polene vender. N mot N og S mot S frastøter hverandre, mens N mot sør har en tiltrekningskraft.

Jo sterkere magnet, jo større magnetfelt - både i tiltrekning og i frastøtelse. Og ved å samle flere magneter kan du bygge et større magnetfelt.

Hvorfor har magneter 2 poler?

Magneter har 2 poler - en nord- og en sørpol - på grunn av atombindinger (atomære dipoler) i magneten. Atomiske dipoler er resultatet av bevegelsen av elektroner i et atom, som genererer et svakt magnetfelt. Når atomære dipoler er justert i samme retning i en magnet, produseres et større magnetfelt konsentrert rundt polene. Sydpolen til to magneter vil frastøte hverandre, mens nordpolen vil bli tiltrukket av en sørpol. Den magnetiske kraften mellom to magneter påvirkes av styrken til magnetfeltet deres og avstanden mellom dem. 

Hvis du knekker en magnet, vil den fortsatt ha en nord- og en sørpol på grunn av den automatiske justeringen av magnetens atomdipoler. En atomær dipol er forårsaket av spinning og bane rundt et atoms elektroner, og skaper et lite magnetfelt. I en magnet peker atomdipolene alle i samme retning, og skaper et større magnetfelt som er sterkere ved polene. Hvis du har en magnet med aksial magnetisme, er polene i endene av magneten. Og har du en magnet med diametral magnetisme, er polene på sidene (gir mest mening med skivemagneter, stangmagneter, avlange magneter og kjeglemagneter - ikke med firkantede kubemagneter og kulemagneter).

Det magnetiske feltet rundt en magnet kan enkelt visualiseres med et fluksark. Men du kan også gjøre morsomme eksperimenter for å teste magnetfeltet. Den vanligste måten å teste i fysikktimer er ved å plassere ringmagneter med aksial magnetisme på en stang, hvor man kan lage et større magnetfelt ved hjelp av frastøtende poler. Du kan se mange av disse eksperimentene på våre sosiale medier hvis du ønsker å bli inspirert.

Den magnetiske kraften mellom to magneter er proporsjonal med styrken til magnetfeltene deres og avstanden mellom dem. Å forstå tiltrekningen og frastøtningen mellom polene til en magnet er avgjørende for mange bruksområder (ikke bare kompass, men også en motor og strøm).

Hvor kan du finne permanente magneter?

Vi har allerede gitt eksempler gjennom artikkelen for å forklare de forskjellige magnetiske termene, men hvis du ikke har lest alle avsnittene ovenfor, er her en del dedikert til hvor du kan finne permanente magneter.

Permanente magneter kan være finnes i mange hverdagslige gjenstander som kjøleskapsmagneter, høyttalere og låsemekanismer. De brukes også i større gjenstander som motorer og generatorer. De fleste permanente magneter er laget av ferro- eller neodymmateriale, som bare finnes svært få steder på jorden (det er også derfor du kan ha kommet over begrepet "sjeldne jordmagneter" - eller en mer dansk versjon: sjeldne jordmagneter) . Oppsummert er permanente magneter en grunnleggende del av moderne teknologi, og selv om det finnes forskjellige typer magneter, har hver type sine styrker og begrensninger som gjør dem egnet for spesifikke prosjekter som nevnt ovenfor.

Stoppe magneter fra Fungerer?

Hvis du kjøper en helt ny magnet, vil den gradvis miste magnetismen ETTER 80 år hvis du håndterer den med respekt og forsiktighet og du ikke utsetter den for ekstreme forhold som for mye varme eller kulde (vær oppmerksom på at det er ulik toleranse for forskjellige magnettyper). Så de fleste vil ikke oppleve tap av magnetisme i en magnet. Og som om 80 år ikke er imponerende nok, er det først etter ca. 100 år at du virkelig kan kjenne tapet av magnetisme (etter 80 år kan du kun måle det med en Gauss-måler de første årene). Så i prinsippet slutter de ikke å fungere. Og hvis en magnet skulle bli svak, kan du remagnetisere den med en annen, sterkere magnet av samme type. 1 leveår. Men magneter får sjelden stå så lenge i hyllene våre.

Hva er den største forskjellen mellom ferritt og neodym?

Ferrittmagneter er laget av jernoksid og barium eller strontiumkarbonat. De er skjøre og har lavere magnetfeltstyrke sammenlignet med neodymmagneter. De er imidlertid mer motstandsdyktige mot rust, våte omgivelser og varme, og de er veldig billige. De brukes ofte i motorer, høyttalere, hotellhårfønere og som kjøleskapsmagneter - men også til ovner og badstuer, hvor det er viktig at magnetene tåler høye temperaturer.

Neodymmagneter (også kjent som de sterkeste magnetene). på jorden) er laget av en kombinasjon av neodym, jern og bor. De er utrolig sterke både i magnetfelt og i styrke, sammenlignet med ferrittmagneter. De er også dyrere og er mer utsatt for rust, men de er også mindre motstandsdyktige mot kollisjon på grunn av den høye effekten av magnetfeltet (ikke bare mellom to neodymmagneter, men også mot et magnetisk motstykke som metall). De brukes ofte i høyytelsesmotorer, harddisker og hodetelefoner – men også for magnetiske låser.

Vet du allerede alt om magnetisme?

Det er fortsatt mye å lære om magnetisme som vi ikke har oppdaget ennå, så det arbeides fortsatt med å utvikle teorier og modeller som kan forklare den komplekse kraften bak magnetisme. Men selv om vi ikke forstår alle detaljene rundt magnetisme, kan vi fortsatt dra nytte av dens mange bruksområder i hverdagen.

Vi håper at vi har lykkes med å forklare på en enkel måte hvordan magneter fungerer. Vi vet imidlertid at noen av punktene fortsatt er tekniske, fordi det er vanskelig å ikke bruke de riktige begrepene fra fysikkens verden. Så hvis du fortsatt trenger svar på et spørsmål om hvordan magneter fungerer, ikke nøl med å kontakte oss. Vi vil gjerne hjelpe deg med ditt magnetiske prosjekt.