Підвищення ефективності використання магнітів, будь то штучні надпровідні магніти або шматки заліза, можна досягти, змінивши температуру матеріалу або пристрою. Розуміння механіки потоку електронів та електромагнітної взаємодії дозволяє вченим та інженерам створювати ці потужні магніти. Без можливості покращити магнітні поля за рахунок зниження температури, корисні потужні магніти, такі як ті, що використовуються в апаратах МРТ, були б недоступні.
Поточний
Параметр, що описує рухомий заряд, називається струмом. Магнітне поле утворюється, коли струм рухається крізь матеріал. Збільшення струму генерує більш потужне магнітне поле. Для більшості матеріалів заряджена частинка в русі - це електрон. У випадку деяких магнітів, таких як постійні магніти, ці рухи дуже малі і відбуваються в межах атомів матеріалу. В електромагнітах рух відбувається, коли електрони рухаються через дротяну котушку.
Збільшення струму
Збільшуючи або заряд частинки, або швидкість, з якою вона рухається, збільшує струм. Для збільшення або зменшення заряду електрона можна зробити не так багато - його значення постійне. Що, однак, можна зробити, це збільшення швидкості руху електрона, і це можна досягти, знизивши опір.
Опір
Опір, як означає слово, перешкоджає потоку струму. Кожен матеріал має своє значення опору. Наприклад, мідь використовується для електропроводки, оскільки вона має дуже низький опір, тоді як дерев’яний блок має дуже високий опір і робить поганий провідник. Найпростіший спосіб зміни опору матеріалу - це зміна його температури.
Температура
Опір безпосередньо залежить від температури - чим нижча температура матеріалу, тим менший опір. Цей ефект збільшує силу струму і, отже, силу магнітного поля. Зниження температури провідних матеріалів є найпростішим та найефективнішим способом виготовлення потужних магнітів, що використовуються сьогодні.
Надпровідники
Деякі матеріали мають температури, при яких опір падає майже до нуля. Це робить струм майже точно пропорційним напрузі і створює дуже сильні магнітні поля. Ці матеріали відомі як надпровідники. За даними Physics for Scientist and Engineers, відомий перелік цих матеріалів налічує тисячі. Виходячи з цього принципу, лабораторія високого магнітного поля при Університеті Радбуда в Неймегені, Нідерланди, працює настільки потужний магніт, що, як правило, немагнітні об'єкти, такі як жаба, можуть левітувати в магнітному поле.