Vad är magnetiska krafter?

Magnetkrafter verkar på magnetiska föremål eller laddade partiklar som rör sig genom ett magnetfält. De påverkas av styrkan hos magnetfältet, den totala laddningen av en partikel och dess hastighet och riktning. Permanenta magneter har sina molekylstrukturer inriktade under bildning så att de kommer att locka vissa typer av metaller. Magnetkrafter utnyttjas när elektricitet omvandlas till mekanisk rotation och vice versa.

Det medium genom vilket magnetiska krafter överförs är magnetfältet. Ett magnetfält skapas med en permanent magnet eller en elektrisk ström. Eftersom en elektrisk ström är en ström av rörliga laddningsbärare, såsom elektroner, kan den analyseras genom att bara betrakta en partikel. Således kommer en enda elektron som rör sig genom rymden att skapa ett magnetfält.

En vanlig tillämpning av magnetiska krafter är kylskåpsmagneten, som är en permanent magnet. Permanenta magneter utsätts för ett starkt magnetfält när de tillverkas. I denna process är deras inre kristallina strukturer inriktade så att de förblir magnetiserade. En permanent magnet kommer att locka till sig ferromagnetiska material som järn. Ferromagnetism är bara en källa till magnetiska krafter, men det är den som vanligtvis förknippas med magnetism i vardagliga situationer.

Permanenta magneter utövar också magnetiska krafter på andra magneter. Detta är när magneternas poler blir viktiga. Till skillnad från elektriska fältlinjer cirklar magnetfältlinjer alltid runt och bildar en sluten slinga. Med andra ord har magneter alltid två distinkta poler, konventionellt kallad en nord- och sydpol. Samma poler med två olika magneter kommer att avvisas, medan motsatta poler kommer att locka.

En annan situation där magnetiska krafter kommer att uppstå involverar två angränsande elektriska strömmar som reser i vinklar mot varandra. Dessa strömmar kommer att producera sina egna magnetfält, men de kommer att ha olika orienteringar, vilket leder till krafter mellan de två strömmarna. Ju mer nuvarande det är, desto starkare blir krafterna.

Samspelet mellan magneter och en elektrisk ström är grunden för både den elektriska generatorn och den elektriska motorn. För en generator snurrar mekanisk rörelse som produceras av ett kraftverk eller motor en komponent med magneter på den. Det växlande magnetfältet kommer att inducera en elektrisk ström i den andra delen av generatorn. När enheten används som motor är det den elektriska strömmen som matas. Samma magnetiska krafter ger ett mekaniskt vridmoment för att snurra motorns andra sida.