Magnetisme er en naturlig kraft som gjør at magneter kan samhandle med andre magneter, og visse metaller, på avstand. Hver magnet har to poler, kalt “nord” og “sør” poler. Som magnetpoler skyver hverandre bort og forskjellige poler trekker hverandre nærmere. Alle magneter tiltrekker seg visse metaller til seg. Det er to slags magneter. Det er naturlig forekommende magneter og magneter laget av elektriske deler, kalt "elektromagneter."
Kobling mellom elektrisitet og magnetisme
Elektrisitet og magnetisme, skjønt tilsynelatende to separate krefter, er faktisk tett sammenkoblet. Oppdaget av fysikeren Michael Faraday på 1800-tallet, viser loven om elektromagnetisk induksjon at bevegelige elektriske ladninger skaper magnetiske felt. Dette er grunnlaget for eksistensen av naturlig forekommende magneter og menneskeskapte elektromagneter, ifølge Kristen Coyne fra National High Magnetic Field Laboratory.
Naturlige magneter
Med naturlig forekommende magneter genereres strømmen til bevegelige elektriske ladninger som skaper magnetfeltet inne i magneten. Atomer, de små partiklene som utgjør alle fysiske gjenstander, består av ladede elektroner som kretser rundt atompartikler. Fordi elektronene kontinuerlig beveger seg rundt kjernen, skaper de stadig magnetfelt.
Hvorfor naturlige magneter har magnetfelt
I de fleste materialer peker nord- og sørpolen til disse små atommagneter hver vei. Dette gjør at effekten av hverandre utelukker hverandre, og materialet blir ikke magnetisk. I noen materialer, for det meste metaller, stiller disse små magneter seg på linje og gjør hele gjenstanden magnetisk.
Elektromagnetdeler
En elektromagnet er en enhet som består av tre enkle deler. En trådspole vikles rundt en kjerne av metall, vanligvis jern. Et batteri eller annen strømkilde er koblet til ledningsspolen. Ledningen er generelt veldig tynn og isolert av emalje, for å holde størrelsen nede.
Hvordan elektromagneter fungerer
Når spenningen tilføres spolen, begynner en elektrisk strøm å strømme gjennom den. Dette får et magnetfelt til å dannes rundt ledningen. Spoleformen tvinger magnetfeltet til strømmen til en spesiell konfigurasjon. Alle feltene i hver sløyfe i spolen stiller seg opp slik at effekten blir av en naturlig stangmagnet. Den ene enden av spolen er en nordpol og den andre enden er en sørpol. Jernkjernen forsterker ledningens felt, noe som gjør elektromagneten sterkere.
Til sammenligning
På mange måter er en naturlig magnet og en elektromagnet de samme. Begge er gjenstander som genererer store magnetfelt ut fra elektriske strømmer. Begge har nord- og sydpol. Imidlertid kan en elektromagnet variere sin styrke (ved å variere strømmen), og en naturlig magnet kan ikke. En elektromagnet kan slå polene sine (ved å reversere spenningen) mens en naturlig magnet ikke kan. Feltet til en naturlig magnet er generert av mange mikroskopiske strømmer. Feltet til en elektromagnet genereres av en enkelt storskala strøm.