Alles over magneten

Het komt schijnbaar uit het niets en kan toch door iedereen gemakkelijk worden waargenomen: de kracht van de Magneten. Weet je nog hoe je als kind helemaal gefascineerd was door twee Magneten speelden, hen steeds weer naar elkaar toe leidden, en waren zij in de ban van de vreemde, onzichtbare kracht van de aantrekkingskracht?

In het verleden waren de magneten en de kracht erachter, de Magnetismevaak gezien als iets mysterieus, mystieus. Geen wonder, want je kunt deze mysterieuze kracht niet zien, noch horen, noch voelen. Maar het is er, de magnetische kracht - altijd en op veel verschillende plaatsen op onze aarde.

Laten we dus een einde maken aan aannames en halve waarheden en goed kijken naar hoe magneten werken en wat je ermee kunt doen.

Hoe werken magneten?

In principe: De kracht van magneten is echt niets nieuws. Reeds duizenden jaren geleden werd magnetisme gebruikt, aanvankelijk onbewust, later bewust voor zeer specifieke doeleinden. Geleidelijk aan werden talloze experimenten uitgevoerd met magneten en met magnetisme in het algemeen, totdat het ook wetenschappelijk kon worden verklaard. Het eerste contact met de Magneet

Magnetisme

In de eerste benadering van magnetisme nemen we een gewone staafmagneet. Deze klassieke magneet heeft aan elk uiteinde een zogenaamde pool. Net als onze aarde spreken we hier ook van een zuidpool en een noordpool. De basisregel is: zoals palen elkaar afstoten, in tegenstelling tot palen elkaar aantrekken. Dus als we twee magneten nemen en ze samenbrengen, zullen noord en noord en zuidpool elkaar afstoten, terwijl noord en zuidpool - aan welke kant dan ook - elkaar magnetisch zullen aantrekken.

Alles wordt bepaald door de magnetische velden

De kracht van de magneet, of het magnetisme erachter, werkt niet op slechts één punt, maar in een veld dat bijgevolg Magnetisch veld wordt een magnetisch veld genoemd. Naast de magnetische kracht kunnen wij ook het bijbehorende magnetische veld detecteren of zichtbaar maken. We kunnen dit bijvoorbeeld doen door een groot aantal kompassen in een doos te doen en er een staafmagneet op te plaatsen. Nu kunnen we zien hoe de afzonderlijke naalden van elk kompas zich uitlijnen langs de (denkbeeldige) magnetische veldlijnen.

De magnetische polen

Over de noord- en zuidpool gesproken, wij mensen zijn sinds mensenheugenis geboren met magnetisme. De aarde heeft ook een noord- en een zuidpool, en de hele planeet is omgeven door een magnetisch veld. Geloof je dat niet? Het ondubbelzinnige bewijs van deze theorie is een commercieel verkrijgbaar kompas. Het bevat een kleine, zeer gemakkelijk beweegbare naald van metaal, die zichzelf uitlijnt met het eerder genoemde magnetische veld van de aarde en dus altijd naar het noorden wijst.

Magneetveldlijnen

De magnetische veldlijnen zijn dus niet zichtbaar, ze dienen alleen als hulpmiddel om het magnetisch veld te begrijpen. In principe zijn er een oneindig aantal van deze lijnen, die elk een gesloten cirkel vormen, d.w.z. ze hebben geen begin en geen einde. Als je alle veldlijnen bij elkaar neemt, krijg je het totale magneetveld.

Waar zijn magneten van gemaakt?

Wij mensen zijn het meest bekend met het zogenaamde ferromagnetisme. Dit heeft betrekking op de magnetische eigenschappen van een groep van stoffen met bijzondere materiaalspecifieke eigenschappen. Men spreekt ook van de Weiss-domeinen, speciale verzamelingen van atomen die een materiaal een permanente magnetische functie geven. Zo worden de atomen in een bepaalde volgorde uitgelijnd, wat resulteert in de magnetische functie.

Het bekendste materiaal met ferromagnetische eigenschappen is ijzer. Geen wonder dus dat wij mensen overwegend bekend zijn met magnetische materialen die van dit materiaal zijn gemaakt. Zuiver ijzer is echter relatief ongeschikt voor magnetisatie. Voor de productie van permanente magneten worden daarom meestal met koolstof gelegeerde ijzermaterialen gebruikt. Dit wordt ook wel staal genoemd.

Waar heb je magneten voor nodig?

De Toepassing demonstratiedoeleinden in scholen e.d. is slechts een kleine greep uit de bonte verscheidenheid waarmee magneten in het dagelijks leven en in de industrie, onderzoek e.d. kunnen worden gebruikt. Concreet betekent dit dat magneten vandaag worden gebruikt in ontelbare verschillende machines, elementen, voertuigen, werktuigen, enz. - meestal zonder dat we het zelf merken.

Magneten zijn bijvoorbeeld te vinden in auto's, in elk polshorloge, in luidsprekers, telefoons, koelkasten, enz. Voorbeeld luidspreker: Zonder het gebruik van een magneet zou een luidspreker gewoon niet werken. We gebruiken magnetische velden om geluid te genereren of uit te zenden.

Welke soorten magneten zijn er?

In principe wordt er een onderscheid gemaakt tussen verschillende soorten magneten. Zo zijn er bijvoorbeeld geleiders die alleen magnetische velden kunnen opwekken als ze met elektrische stroom worden gevoed. Aan de andere kant zijn er de zogenaamde permanente magneten. Deze hebben altijd een magnetisch effect, ongeacht of er stroom doorheen stroomt. Een subtype van permanente magneten zijn ook die materialen die een zwak magnetisme vertonen. Ze kunnen worden gemagnetiseerd, maar blijven slechts een beperkte tijd in deze toestand. Daardoor verliezen ze op een gegeven moment weer hun magnetische functie.

Industrie

Tegenwoordig worden magneten op talloze plaatsen in de industrie gebruikt. Terwijl bijvoorbeeld in horloges zeer kleine en betrekkelijk zwakke magneten worden gebruikt om de precieze werking van het uurwerk te garanderen, worden de nieuwe supermagneten van neodymium of soortgelijke magneten gebruikt voor een breed scala van industriële en commerciële toepassingen. En ook Elektromagneten zijn in de industriële sector voor vele verschillende doeleinden nodig. Een goed voorbeeld is het sorteren van afvalmateriaal bij de recycling van schroot. Daartoe worden op schrootplaatsen en recyclingcentra enorme elektromagneten gebruikt, die aan kranen zijn bevestigd. Op deze wijze kunnen gemengde materialen zoals plastic, hout en metaal gemakkelijk worden gescheiden door de uiterst sterke elektromagneet eenvoudig over de materialen te bewegen nadat deze onder spanning zijn gezet. De magnetische kracht zal er nu voor zorgen dat alle metalen onderdelen worden aangetrokken en aan de magneet blijven kleven. Nu kunnen ze worden verwijderd en overal worden opgeborgen. Om de metalen delen die aan de magneet kleven te verwijderen, onderbreekt u gewoon de stroomtoevoer, zodat ook het magnetische effect wordt uitgeschakeld. De metalen delen vallen er dan gewoon weer af.

Permanente magneten

Daarnaast spelen permanente magneten en elektromagneten een bijzonder belangrijke rol in de elektrotechniek en in de meet- en regeltechniek. Tegenwoordig kan met name de sensortechnologie niet meer zonder het gebruik van magneten. Denk bijvoorbeeld aan moderne alarmsystemen die zijn uitgerust met magneetschakelaars. Een dergelijk ontwerp is zeer eenvoudig en toch effectief. Als de magneetschakelaar wordt onderbroken, stroomt er geen stroom meer in een indicatiecircuit en kan het alarmsysteem worden geactiveerd.

Laten we wat langer blijven met de permanente magneten, die ook wel permanente magneten worden genoemd. Hoe kan zo'n magneet permanent de juiste kracht uitoefenen zonder dat er stroom doorheen stroomt? De oplossing: De interne structuur van de permanente magneet heeft een groot aantal kleine, zogenaamde elementaire magneten, die elk worden gevormd door een verzameling van atomen. Elk atoom heeft ten minste één elektron dat rond zijn kern draait.

Waarom hebben magneten bepaalde kleuren?

Niet alleen in magneten voor school- en onderwijsdoeleinden, maar ook in gereedschapsmagneten en in industrieel gebruik vinden we vaak kleurgemarkeerde gebieden. Veel staafmagneten hebben bijvoorbeeld een rode en een blauwe of groene kant. Het geheim hierachter is vrij eenvoudig: de verschillende kleuren worden gebruikt om de palen te markeren. Dit vergemakkelijkt de afhandeling en maakt op het eerste gezicht duidelijk met welke paal we te maken hebben. Zo is bijvoorbeeld de positieve pool van permanente magneten altijd rood gekleurd, terwijl de negatieve pool in het blauw is gemarkeerd.

Ze worden in de industrie gebruikt in verschillende vormen en toepassingen, maar we gebruiken ze ook steeds vaker in ons dagelijks leven, al is het maar om een briefje aan het metalen prikbord of de koelkast te bevestigen. Magneten hebben een bijzondere fascinatie voor veel mensen, omdat ze een schijnbaar onzichtbare kracht dragen en op een enorme verscheidenheid aan manieren kunnen worden gebruikt. Op deze website leert u alles over de verschillende magneten en het magnetisme erachter. Volg ons in deze fascinerende wereld.

Nieuwe materialen

De steeds sterkere en preciezere magneten met hun nieuwe materialen zoals neodymium of Samarium zorgen ervoor dat de toepassingen van magneten steeds diverser worden, zowel in de industrie als in ons dagelijks leven. Tegenwoordig zijn er zelfs de kleinste supermagneten op de markt die extreme krachten hebben. Er wordt veel geëxperimenteerd met deze componenten, en sommige ervan worden al gebruikt in eindprodukten. Een voorbeeld hiervan is de automobieltechniek. Aangezien onze auto's al jaren steeds zwaarder worden door hun groeiende omvang, steeds complexere technologie, enz., zoekt de industrie naar alternatieve productiemethoden die vooral gewicht besparen. Het gebruik van magneten is hier een adequate mogelijkheid. Zware bevestigingselementen met lasnaden of een veelheid van schroeven kunnen bijvoorbeeld worden vervangen door kleine en lichte magneten die een vergelijkbare of zelfs betere sterkte bieden.

Productie

In de afgelopen jaren en decennia is er echter vooruitgang geboekt in de productie van magneten. Daarom worden conventionele stalen magneten nu op veel gebieden vervangen door echte high-tech materialen die nog betere materiaaleigenschappen hebben. Dit zijn bijvoorbeeld gesinterde materialen van barium of strontiumhexerriet, die bovendien van ijzeroxide worden voorzien en vervolgens worden gemagnetiseerd.

Deze materialen vormen echter nog steeds niet het hoogtepunt in de ontwikkeling van steeds nieuwe en sterkere magneten. De huidige stand van de techniek zijn de zogenaamde supermagneten, gemaakt van materialen zoals neodymium of samarium, die behoren tot de zeldzame aardmetalen en die in verschillende gebieden van de aardkorst voorkomen.