Wat zijn magnetische krachten?
Magnetische krachten werken op magnetische objecten of geladen deeltjes die door een magnetisch veld bewegen. Ze worden beïnvloed door de sterkte van het magnetische veld, de totale lading van een deeltje en de snelheid en richting. Permanente magneten hebben hun moleculaire structuren uitgelijnd tijdens de vorming, zodat ze bepaalde soorten metalen aantrekken. Magnetische krachten worden geëxploiteerd wanneer elektriciteit wordt omgezet in mechanische rotatie en vice versa.
Het medium waardoor magnetische krachten worden overgedragen is het magnetische veld. Een magnetisch veld wordt gecreëerd met een permanente magneet of een elektrische stroom. Aangezien een elektrische stroom een stroom van bewegende ladingsdragers is, zoals elektronen, kan deze worden geanalyseerd door slechts één deeltje te beschouwen. Aldus zal een enkel elektron dat door de ruimte beweegt een magnetisch veld creëren.
Een veel voorkomende toepassing van magnetische krachten is de koelkastmagneet, die een permanente magneet is. Permanente magneten worden blootgesteld aan een sterk magnetisch veld wanneer ze worden vervaardigd. In dit proces zijn hun interne kristallijne structuren zodanig uitgelijnd dat ze gemagnetiseerd blijven. Een permanente magneet trekt ferromagnetische materialen zoals ijzer aan. Ferromagnetisme is slechts één bron van magnetische krachten, maar het wordt gewoonlijk geassocieerd met magnetisme in alledaagse situaties.
Permanente magneten oefenen ook magnetische krachten uit op andere magneten. Dit is wanneer de polen van de magneten belangrijk worden. In tegenstelling tot elektrische veldlijnen, cirkelen magnetische veldlijnen altijd rond en vormen een gesloten lus. Met andere woorden, magneten hebben altijd twee verschillende polen, conventioneel een noord- en zuidpool genoemd. Dezelfde polen van twee verschillende magneten zullen afstoten, terwijl tegenovergestelde polen aantrekken.
Een andere situatie waarin magnetische krachten zullen ontstaan, zijn twee naburige elektrische stromen die zich loodrecht op elkaar verplaatsen. Deze stromen zullen hun eigen magnetische velden produceren, maar ze zullen in verschillende oriëntaties zijn, wat leidt tot krachten tussen de twee stromen. Hoe actueler er is, hoe sterker de krachten zullen zijn.
De interactie tussen magneten en een elektrische stroom is de basis van zowel de elektrische generator als de elektrische motor. Voor een generator draait mechanische beweging geproduceerd door een energiecentrale of motor een component met magneten erop. Het veranderende magnetische veld zal een elektrische stroom in het andere deel van de generator opwekken. Wanneer het apparaat als motor wordt gebruikt, is het de elektrische stroom die wordt geleverd. Dezelfde magnetische krachten zullen een mechanisch koppel produceren om de andere kant van de motor te laten draaien.