Wat is het verschil tussen een permanente magneet en een elektromagneet?
Bij een elektromagneet wordt het magneetveld door elektrische stroom in een draadspoel opgewekt en door een weekijzeren kern versterkt.
Zodra de stroom wordt uitgeschakeld verliest de weekijzeren kern zijn magnetisering.
Een permanente magneet bestaat uit ferromagnetisch materiaal dat door een sterk extern magneetveld wordt gemagnetiseerd.
Het gebruikte hardmagnetische materiaal behoudt een deel van zijn magnetisering nadat het externe magneetveld wordt uitgeschakeld.
Opmerking: Wij bieden in onze shop uitsluitend permanente magneten en geen elektromagneten aan.
Inhoudsopgave
Magneetvelden (B-velden) in het algemeen
Alle magneetvelden (B-velden) worden door bewogen elektrische ladingen, dus elektrische stroom opgewekt. Al eén enkel bewogen elektron veroorzaakt een B-veld.Elektromagneten
Een draad, waar een stroom (bewogen elektronen) doorheen gaat wekt een magneetveld in zijn omgeving op.
De sterkte van het magneetveld hangt van de stroomsterkte en de vorm van de draad af.
Elke onder stroom staande draad is in principe een elektromagneet.
De oranje pijl toont de technische stroomrichting.
Ze is vanwege historische redenen tegengesteld aan de bewegingsrichting van de elektronen.
Spoelen
Buigt men een onder stroom staande draad tot een cirkel, dan wekt men een magneetveld met polen op (zie tekening). Een kringstroom vormt also een magneet met noord- en zuidpool.In gebruikelijke elektromagneten wordt de draad vaak tot een meerlagigee spoel opgewikkeld, die ook solenoïde
wordt genoemd.
Een draadspoel met noord- en zuidpool
Weekijzeren kern (grijs) met spoel (oranje)
Weekijzeren kern
Meestal wordt bij elektromagneten een weekijzeren kern in de spoel gestoken, hetgeen zijn magneetveld aanzienlijk versterkt. Dit komt daardoor, dat het magneetveld in de spoel de weekijzeren kern magnetiseert, dus in een extra magneet verandert. De weekijzeren kern verliest na het uitschakelen van de stroom zijn magnetisering weer. Dit is wenselijk, aangezien men zo de magneet kan in- en uitschakelen.Zachtmagnetisch en hardmagnetisch ijzer
De term "zachtmagnetisch" komt van het feit, dat mechanisch week ijzer zijn magnetisering verliest, terwijl met koolstof verrijkt mechanisch hard ijzer (staal) een deel van de magnetisering behoudt. Men spreekt van remanentie. "Remanere" komt uit het latijn en betekent "overblijven". Men kentekent materiaal met hoge remanentie als "hardmagnetisch".Met onder stroom staande solenoiden worden overigens permanentmagneten zoals ook onze supermagneten gemagnetiseerd, die alle uit hardmagnetische materialen bestaan.
Permanente magneten
Elektron met spin: een microscopische magneet
Elektronenspins
Ook bij permanente magneten worden de B-velden door stromen opgewekt. Deze stromen zijnn echter geen macroscopische stromen, waarbij geladen deeltjes in een richting stromen, maar microscopische elektrische stromen. Deze microscopische stormen ontstaan in het geval van ferromagnetisme door de draaiingen van bepaalde elektronen in het material om hun eigen as (elektronenspins). Een elektronenspin kan als een microscopisch kleine kringstroom worden opgevat.Sterkte van elektromagneten en permanente magneten
De sterkte van het magneetveld van een elektromagneet hangt af van het kernmateriaal, van het aantal wikkelingen van de solenoïde en van de stroomsterkte. Bij voldoende stroomsterkte kan een elektromagneet een duidelijk sterker magneetveld ontwikkelen dan een permanente magneet.
Links: een permanente magneet met veldlijnen
Rechts: een elektromagneet met stroombron (links), solenoïde (oranje) en weekijzeren kern (midden)