Het verhogen van de efficiëntie van magneten, of het nu door de mens gemaakte supergeleidende magneten of stukken ijzer zijn, kan worden bereikt door de temperatuur van het materiaal of apparaat te veranderen. Door de mechanica van elektronenstroom en elektromagnetische interactie te begrijpen, kunnen wetenschappers en ingenieurs deze krachtige magneten maken. Zonder de mogelijkheid om magnetische velden te verbeteren door de temperatuur te verlagen, zouden nuttige krachtige magneten, zoals die in MRI-machines worden gebruikt, onbereikbaar zijn.
Actueel
De parameter die een bewegende lading beschrijft, wordt stroom genoemd. Een magnetisch veld wordt opgewekt wanneer een stroom door een materiaal beweegt. Het verhogen van de stroom genereert een krachtiger magnetisch veld. Voor de meeste materialen is het geladen deeltje in beweging het elektron. Bij sommige magneten, zoals permanente magneten, zijn die bewegingen erg klein en vinden ze plaats binnen de atomen van het materiaal. Bij elektromagneten vindt de beweging plaats wanneer elektronen door een draadspoel gaan.
Toenemende stroom
Het verhogen van de lading van het deeltje of de snelheid waarmee het beweegt, verhoogt de stroom. Er kan niet veel worden gedaan om de lading van het elektron te vergroten of te verkleinen - de waarde ervan is constant. Wat echter wel kan, is de snelheid waarmee het elektron reist verhogen, en dat kan worden bereikt door de weerstand te verlagen.
Weerstand
Weerstand, zoals het woord al aangeeft, belemmert de stroomstroom. Elk materiaal heeft zijn eigen weerstandswaarde. Koper wordt bijvoorbeeld gebruikt voor elektrische bedrading omdat het een zeer lage weerstand heeft, terwijl een blok hout een zeer hoge weerstand heeft en een slechte geleider is. De eenvoudigste manier om de weerstand van een materiaal te veranderen, is door de temperatuur te veranderen.
Temperatuur
Weerstand is direct afhankelijk van de temperatuur - hoe lager de temperatuur van het materiaal, hoe lager de weerstand. Dit effect verhoogt de stroom en daarmee de sterkte van het magnetische veld. Het verlagen van de temperatuur van geleidende materialen is de gemakkelijkste en meest effectieve manier om de krachtige magneten te maken die tegenwoordig worden gebruikt.
supergeleiders
Sommige materialen hebben temperaturen waarbij de weerstand bijna tot nul daalt. Dit maakt de stroom bijna precies evenredig met de spanning en creëert zeer sterke magnetische velden. Deze materialen staan bekend als supergeleiders. Volgens Physics for Scientist and Engineers loopt de bekende lijst van deze materialen in de duizenden. Op basis van dit principe heeft het High Magnetic Field Laboratory van de Radboud Universiteit in Nijmegen, Nederland, bedient een magneet die zo krachtig is dat normaal niet-magnetische objecten, zoals een kikker, in een magnetische veld.
