Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Det handler om elektromagnetisk induktion
- Forøg den nuværende størrelse
- Forøg antallet af viklinger
- Brug en ferromagnetisk kerne
Elektromagneter fungerer lige så godt som permanente magneter. Faktisk er de endnu mere nyttige, fordi du kan slå dem til og fra. Du finder elektromagneter i harddiske, højttalere og endda i sofistikeret udstyr som MR-maskiner og CERNs Large Hadron Collider i Genève, Schweiz. Du har tydeligvis brug for en stærkere elektromagnet til en partikelcollider end du gør for en højttaler, så hvordan gør forskere magt nok til at fokusere en stråle af elektroner? Svaret er lidt mere kompliceret end blot at gøre dem større, selvom det er en del af det. De materialer, du bruger, den spænding, du anvender, og den omgivende temperatur er alle vigtige.
TL; DR (for lang; læste ikke)
For at øge styrken på en elektromagnet kan du øge styrkeens strøm, og der er flere måder at gøre det på. Du kan også øge antallet af viklinger, sænke omgivelsestemperaturen eller udskifte din ikke-magnetiske kerne med et ferromagnetisk materiale.
Det handler om elektromagnetisk induktion
Den danske videnskabsmand Hans Christian Orsted var den første person, der bemærkede, at en strøm, der løber gennem en ledning, kan påvirke et nærliggende kompas. Med andre ord genererer det et magnetfelt. Hvis du vikler ledningen rundt om en kerne og danner det, der kaldes en solenoide, antager enderne af kernen modsatte polariteter, ligesom en permanent magnet. Markens styrke afhænger af strømstyrken, antallet af viklinger og kernematerialet. Dette er alt hvad du behøver at huske, hvis du vil gøre magneten stærkere.
Forøg den nuværende størrelse
I henhold til Ampères Law er magnetfeltet omkring en strømførende ledning direkte proportional med strømstyrken. Med andre ord, øg den aktuelle styrke, og du øger magnetfeltet, og der er mere end en måde at gøre dette på:
Forøg antallet af viklinger
Styrken af en elektromagnet, også kendt som dens magnetomotiv kraft (mmf), er direkte proportional med ikke kun strømmen (I), men også antallet af viklinger (n) omkring magnetventilen. At øge antallet af viklinger er sandsynligvis den nemmeste måde at øge styrken på en elektromagnet. Da mmf = nI fordobler antallet af viklinger styrken af magneten. Det er fint at pakke ledningerne i lag omkring magnetventilen. Magnetfeltet påvirkes ikke, når ledninger er i kontakt med hinanden.
Brug en ferromagnetisk kerne
Hvis du vil, kan du oprette en elektromagnet ved at pakke ledninger rundt om en brugt papirhåndklædrulle, men hvis du vil have en stærk magnet, skal du pakke dem rundt om en jernkerne i stedet. Jern er et magnetisk materiale, og det magnetiseres, når du tænder for strømmen. Dette giver dig faktisk to magneter til prisen for en. Stål indeholder jern, så det vil opføre sig på samme måde, skønt ikke så stærkt. To andre ferromagnetiske metaller, du måske støder på, er nikkel og kobolt.