Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Det handler om elektromagnetisk induksjon
- Øk strømstyrken
- Øk antall viklinger
- Bruk en feromagnetisk kjerne
Elektromagneter fungerer like bra som permanente magneter. De er faktisk enda mer nyttige, fordi du kan slå dem av og på. Du finner elektromagneter i harddisker, høyttalere og til og med i sofistikert utstyr som MR-maskiner og CERNs Large Hadron Collider i Genève, Sveits. Du trenger åpenbart en sterkere elektromagnet for en partikkeloppsamler enn du gjør for en høyttaler, så hvordan gjør forskere kraftige nok til å fokusere en stråle av elektron? Svaret er litt mer komplisert enn å gjøre dem større, selv om det er en del av det. Materialene du bruker, spenningen du bruker og omgivelsestemperaturen er alle viktige.
TL; DR (for lang; ikke lest)
For å øke styrken til en elektromagnet, kan du øke styrke-strømmen, og det er flere måter å gjøre det på. Du kan også øke antall viklinger, senke omgivelsestemperaturen eller erstatte den ikke-magnetiske kjernen med et ferromagnetisk materiale.
Det handler om elektromagnetisk induksjon
Den danske forskeren Hans Christian Orsted var den første personen som la merke til at en strøm som løper gjennom en ledning kan påvirke et kompass i nærheten. Med andre ord genererer det et magnetfelt. Hvis du slynger ledningen rundt en kjerne og danner det som kalles en magnetventil, vil endene av kjernen anta motsatte polariteter, akkurat som en permanent magnet. Styrken på feltet avhenger av størrelsen på strømmen, antall viklinger og kjernematerialet. Dette er alt du trenger å huske om du vil gjøre magneten sterkere.
Øk strømstyrken
I følge Ampères Law er magnetfeltet rundt en strømførende ledning direkte proporsjonalt med strømstyrken. Med andre ord, øk strømstyrken og øk magnetfeltet, og det er mer enn en måte å gjøre dette på:
Øk antall viklinger
Styrken til en elektromagnet, også kjent som dens magnetomotoriske kraft (mmf), er direkte proporsjonal med ikke bare strømmen (I), men også antall viklinger (n) rundt magnetventilen. Å øke antall viklinger er sannsynligvis den enkleste måten å øke styrken til en elektromagnet. Siden mmf = nI, dobler antall viklinger styrken til magneten. Det er greit å pakke ledningene i lag rundt magnetventilen. Magnetfeltet påvirkes ikke når ledninger er i kontakt med hverandre.
Bruk en feromagnetisk kjerne
Hvis du vil, kan du lage en elektromagnet ved å pakke ledninger rundt en brukt tørkepapir, men hvis du vil ha en sterk magnet, pakk dem rundt en jernkjerne i stedet. Jern er et magnetisk materiale, og det blir magnetisert når du slår på strømmen. Dette gir deg faktisk to magneter til en pris. Stål inneholder jern, så det vil oppføre seg på samme måte, selv om det ikke er like sterkt. To andre ferromagnetiske metaller du kan komme over er nikkel og kobolt.