磁石の効率を上げることは、それらが人工の超伝導磁石であろうと鉄片であろうと、材料またはデバイスの温度を変えることによって達成することができます。 電子の流れと電磁相互作用のメカニズムを理解することで、科学者やエンジニアはこれらの強力な磁石を作成できます。 温度を下げることによって磁場を改善する能力がなければ、MRI装置で使用されるような有益な高出力磁石は手の届かないものになるでしょう。
電流
移動する電荷を表すパラメータは電流と呼ばれます。 電流が材料を通過すると、磁場が発生します。 電流を増やすと、より強力な磁場が生成されます。 大部分の材料では、運動中の荷電粒子は電子です。 永久磁石などの一部の磁石の場合、これらの動きは非常に小さく、材料の原子内で発生します。 電磁石では、電子がワイヤーコイルを通って移動するときに動きが発生します。
電流の増加
粒子の電荷または粒子が移動する速度のいずれかを増加させると、電流が増加します。 電子の電荷を増減するためにできることはあまりありません。その値は一定です。 しかし、できることは、電子が移動する速度を上げることであり、それは抵抗を下げることによって達成することができます。
抵抗
抵抗は、その言葉が示すように、電流の流れを妨げます。 各材料には独自の抵抗値があります。 たとえば、銅は抵抗が非常に低いため電気配線に使用されますが、木のブロックは抵抗が非常に高く、導体が貧弱になります。 材料の抵抗を変更する最も簡単な方法は、その温度を変更することです。
温度
抵抗は温度に直接依存します。材料の温度が低いほど、抵抗は低くなります。 この効果により、電流が増加し、したがって磁場の強度が増加します。 導電性材料の温度を下げることは、今日使用されている強力な磁石を作るための最も簡単で効果的な方法です。
超伝導体
一部の材料には、抵抗がほぼゼロに低下する温度があります。 これにより、電流は電圧にほぼ正確に比例し、非常に強い磁場が発生します。 これらの材料は超伝導体として知られています。 科学者とエンジニアのための物理学によると、これらの材料の既知のリストは数千にのぼります。 この原理に基づいて、オランダのナイメーヘンにあるラドバウド大学の高磁場研究所は、 カエルなどの通常は非磁性の物体を磁気で浮揚させることができるほど強力な磁石を操作します フィールド。
