Magneten zijn de onbezongen helden van de moderne tijd. De meeste mensen begrijpen echter niet echt waar magneten van gemaakt zijn en hoe ze eigenlijk werken. Het probleem is dat we gewoon weten dat magneten ijzer en nikkel aantrekken. Magneten hebben echter een zeer interessante oorsprong en kunnen worden gezien als een fysische manifestatie van de elektromagnetische kracht.
Alle magneten zijn gemaakt van een groep metalen die de ferromagnetische metalen worden genoemd. Dit zijn metalen zoals nikkel en ijzer. Elk van deze metalen heeft de bijzondere eigenschap dat zij gelijkmatig kunnen worden gemagnetiseerd. Wanneer we vragen hoe een magneet werkt, vragen we eenvoudigweg hoe het voorwerp dat we een magneet noemen zijn magnetisch veld uitoefent. Het antwoord is eigenlijk heel interessant.
In elk materiaal zijn er verschillende kleine magnetische velden, domeinen genaamd. Meestal zijn deze domeinen onafhankelijk van elkaar en staan ze in verschillende richtingen. Een sterk magnetisch veld kan echter de domeinen van elk ferromagnetisch metaal zo rangschikken dat ze op één lijn liggen om een groter en sterker magnetisch veld te maken. Dit is hoe de meeste magneten worden gemaakt.
Het grootste verschil tussen magneten is of ze permanent of tijdelijk zijn. Tijdelijke magneten verliezen hun grotere magnetische veld na verloop van tijd als de domeinen terugkeren naar hun oorspronkelijke posities. De meest gebruikelijke manier waarop magneten worden geproduceerd is door ze te verhitten tot hun Curietemperatuur of hoger. De Curietemperatuur is de temperatuur waarbij een ferromagnetisch metaal magnetische eigenschappen krijgt. Het verhitten van een ferromagnetisch materiaal tot de gegeven temperatuur maakt het enige tijd magnetisch. Verwarming tot voorbij dit punt kan het magnetisme permanent maken. Ferromagnetische materialen kunnen ook worden onderverdeeld in zachte en harde metalen. Zachte metalen verliezen na verloop van tijd hun magnetisch veld nadat zij gemagnetiseerd zijn, terwijl harde metalen waarschijnlijk permanente magneten kunnen worden.
Niet alle magneten zijn door de mens gemaakt. Sommige magneten komen van nature in de natuur voor, zoals lodestone. Dit mineraal werd in de oudheid gebruikt om de eerste kompassen te maken. Maar magneten hebben nog andere toepassingen. Met de ontdekking van het verband tussen magnetisme en elektriciteit zijn magneten nu een belangrijk onderdeel van elke bestaande elektrische motor en turbine. Magneten zijn ook gebruikt voor de opslag van computergegevens. Er is nu een type schijf dat een solid state drive wordt genoemd, waarmee gegevens nog efficiënter op computers kunnen worden opgeslagen.
We hebben veel artikelen over magneten geschreven voor Universe Today. Hier is een artikel over het magnetisch veld van de aarde, en hier is een artikel over de staafmagneet.
Als je meer info over magneten wilt, kijk dan eens bij NASA’s Discussion on Magnets, en hier is een link naar een artikel over magnetische velden.
We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen die helemaal over magnetisme gaat. Luister hier, Aflevering 42: Magnetisme Overal.