De spins en banen van elektronen veranderen in feite elk atoom in een kleine staafmagneet. Voor de meeste materialen wijzen de magnetische momenten van deze atomen in willekeurige richtingen en hun velden annuleren om geen netto magnetisme te produceren.
Daarentegen zijn bepaalde stoffen: ferromagnetisch en hun magnetische momenten komen spontaan op één lijn, zodat hun velden evenwijdig aan elkaar zijn en bij elkaar optellen. Deze uitlijning is beperkt tot een klein gebied genaamd a domein, waarbij veel van dergelijke domeinen een ferromagnetisch materiaal vormen.
Hoewel ze magnetische velden hebben versterkt, zijn de domeinen zelf willekeurig georiënteerd, wat opnieuw resulteert in geen algemeen magnetisme. Een extern magnetisch veld kan de domeinen echter uitlijnen, zodat hun eigen magnetische velden elkaar versterken, een nettoveld door een object produceren en daardoor een magneet creëren. Dit fenomeen, genaamd ferromagnetisme, is de basis van alledaagse magneten. Bij kamertemperatuur zijn slechts vier elementen ferromagnetisch en hebben dit gedrag: ijzer, kobalt, nikkel en gadolinium.
Gebruik van magnetisme
Zacht magnetische materialen zoals ijzer zijn gemakkelijk te magnetiseren, maar de domeinen worden willekeurig zodra het externe veld verdwijnt; bijgevolg verliest het materiaal snel zijn magnetisme. Deze eigenschap is handig voor elektromagneten en apparaten zoals bandopname- of wiskoppen, die tijdelijke of snel veranderende magnetische velden moeten genereren.
Hard magnetische materialen zoals staal zijn moeilijker te magnetiseren en ook moeilijker te demagnetiseren; na verwijdering van het externe veld kunnen ze hun magnetisme lange tijd behouden - soms miljoenen jaren, een kenmerk dat helpt bij de geologische datering van gesteenten. Daarom worden harde magnetische materialen gebruikt om permanente magneten te maken.
Dit magnetiseringsproces heeft brede praktische toepassingen, met de bandrecorder als slechts één voorbeeld. Opnametape bestaat uit een lange, dunne Mylar-strip die is bedekt met fijne deeltjes ijzeroxide of chroomdioxide. Terwijl de band onder de opnamekop beweegt, lijnt een magnetisch veld domeinen op deze coating uit als reactie op het muziek- of datasignaal. Daarna behouden de domeinen het opgedrukte magnetische veld voor later opnieuw afspelen.
Computer harde schijven gebruiken in wezen hetzelfde proces voor magnetische gegevensopslag op snel draaiende platters.
Ongewenst magnetisme
Stalen voorwerpen kunnen na aanraking met magneten of magnetische opspantafels onbedoeld gemagnetiseerd raken. Bewerken, lassen, slijpen en zelfs trillingen kunnen staal ook magnetiseren. Ongewenste effecten zijn onder meer gereedschappen die metaalspanen en spaanders aantrekken, een ruw oppervlak na galvanisatie en lasnaden die slechts aan één kant doordringen.
Evenzo kan constant contact met magnetische tape een restmagnetisme aan opnameapparatuur geven, wat ruis verhoogt en onnauwkeurige geluidsopname veroorzaakt.
Om opnieuw te worden gebruikt, kan een geluidsband worden hersteld tot een lege staat door de lengte ervan langs een wiskop te laten lopen, een vervelend en onpraktisch proces, vooral op grote schaal. Afgedankte harde schijven van computers kunnen eigendoms- of gevoelige gegevens bevatten die niet beschikbaar zouden moeten zijn voor anderen. In deze gevallen moet het opnamemedium in bulk worden gedemagnetiseerd.
Waarom een demagnetiseerapparaat gebruiken?
De overlast van ongewenst magnetisme heeft geleid tot de ontwikkeling van zowel kleine als industriële demagnetiseerders. Een demagnetiseerder, ook bekend als a degausser, gebruikt elektromagneten om intense, hoogfrequente AC-magnetische velden te genereren. Als reactie daarop worden individuele domeinen willekeurig uitgelijnd, zodat hun magnetische velden annuleren of bijna annuleren, waardoor ongewenst magnetisme wordt geëlimineerd of aanzienlijk wordt verminderd.
Sommige degaussers gebruiken geen elektriciteit of elektromagneten, maar hebben in plaats daarvan zeldzame-aardmagneten om de nodige krachtige magnetische velden te leveren.
Dit demagnetiserende principe wordt ook gebruikt bij bandrecorders. Terwijl de band onder een wiskop doorloopt, maakt een hoogfrequent magnetisch veld met hoge amplitude de domeinen willekeurig ter voorbereiding op het opnemen van nieuw geluid of nieuwe gegevens. Op grotere schaal wissen bulkdemagnetisators hele spoelen met magneetbanden of harde schijven in één stap.
Een demagnetiseermachine kan een van de verschillende algemene configuraties hebben, afhankelijk van het doel. Een draagbaar demagnetiseergereedschap zou boren, beitels of kleine onderdelen die op een plat oppervlak rusten of door een gat gaan, demagnetiseren.
Dikke materialen of grote vaste voorwerpen moeten mogelijk door een demagnetiserende tunnel gaan die groot genoeg is voor een staand persoon. De frequentie, demagnetiserende veldsterkte en doorvoersnelheid moeten worden afgestemd op het object en het resterende magnetische veld dat wordt gewist.