Hvad er magnetiske kræfter?

Magnetiske kræfter virker på magnetiske genstande eller ladede partikler, der bevæger sig gennem et magnetfelt. De påvirkes af styrken af ​​magnetfeltet, den samlede ladning af en partikel og dens hastighed og retning. Permanente magneter har deres molekylstrukturer justeret under dannelsen, så de vil tiltrække visse typer metaller. Magnetiske kræfter udnyttes, når elektricitet omdannes til mekanisk rotation, og omvendt.

Det medium, gennem hvilket magnetiske kræfter transmitteres, er magnetfeltet. Et magnetfelt oprettes med en permanent magnet eller en elektrisk strøm. Da en elektrisk strøm er en strøm af bevægelige ladningsbærere, såsom elektroner, kan den analyseres ved kun at overveje en partikel. Således vil en enkelt elektron, der bevæger sig gennem rummet, skabe et magnetfelt.

En almindelig anvendelse af magnetiske kræfter er køleskabsmagneten, som er en permanent magnet. Permanente magneter udsættes for et stærkt magnetfelt, når de fremstilles. I denne proces er deres indre krystallinske strukturer justeret således, at de forbliver magnetiserede. En permanent magnet vil tiltrække ferromagnetiske materialer såsom jern. Ferromagnetisme er kun en kilde til magnetiske kræfter, men det er den, der ofte er forbundet med magnetisme i hverdagssituationer.

Permanente magneter udøver også magnetiske kræfter på andre magneter. Dette er, når magneternes poler bliver vigtige. I modsætning til elektriske feltlinjer cirkler magnetfeltlinier altid rundt og danner en lukket sløjfe. Med andre ord har magneter altid to forskellige poler, traditionelt kaldet en nord- og sydpol. De samme poler med to forskellige magneter vil frastøde, mens modsatte poler vil tiltrække.

En anden situation, hvor magnetiske kræfter vil opstå, involverer to nærliggende elektriske strømme, der kører vinkelret på hinanden. Disse strømme vil producere deres egne magnetiske felter, men de vil være i forskellige orienteringer, hvilket fører til kræfter mellem de to strømme. Jo mere strøm der er, jo stærkere er kræfterne.

Samspillet mellem magneter og en elektrisk strøm er grundlaget for både den elektriske generator og den elektriske motor. For en generator spinder mekanisk bevægelse produceret af et kraftværk eller en motor en komponent med magneter på den. Det skiftende magnetfelt inducerer en elektrisk strøm i den anden del af generatoren. Når enheden bruges som en motor, er det den elektriske strøm, der leveres. De samme magnetiske kræfter producerer et mekanisk drejningsmoment for at dreje den anden side af motoren.