Wat is een magneet?

Magneten worden in veel apparaten gebruikt, denk hierbij aan telefoons, elektromotoren en deurbellen. We laten treinen voortbewegen door magneten, ijzer wordt door een sterke magneet van ons andere afval gescheiden en de planeet waarop wij leven is een grote magneet op zichzelf. Maar wat weten we nu eigenlijk van magneten? Kun je zelf eenvoudig een magneet maken? En wat is een magnetisch veld? Eenvoudig gezegd is een magneet een stuk metaal dat andere metalen aantrekt. Zoals aangegeven worden magneten in vele apparaten gebruikt: telefoons, deursloten, deurbellen, de dynamo op je fiets en de losse magneetjes waarmee we briefjes, tekeningen en andere aan de koelkastdeur hangen. Magneten zijn meestal gemaakt van een legering, een legering is een mengsel van metalen die ijzer, nikkel en staal bevat. De metalen die een magneet aantrekt zijn ook ijzerlegeringen. De grootste magneet waarover we beschikken is de aarde, dit komt door de enorme hoeveelheid ijzer die zich in de aardkern bevindt.

Magnetische velden

Het gebied rondom een magneet, waarin magnetisme gemeten kan worden noemen we een magnetisch veld. Dit is makkelijk te verduidelijken met een voorbeeld bij een staafvormige magneet. Het magnetisch veld begint één uiteinde van de magneet en buigt met een halve cirkel om naar het andere uiteinde van de magneet. Dit gebeurt naar beide kanten, waardoor er eigenlijk een cirkelvormig magnetisch veld ontstaat. Hetzelfde kunnen we vaststellen bij de aarde. Het ene uiteinde van de magneet noemen we de noordpool en de andere de zuidpool. Meestal worden magneten gekleurd met rood en blauw. Rood staat hierbij voor de noordpool en blauw voor de zuidpool.

Door een eenvoudige truc toon je aan hoe het externe magnetische veld om een magneet loopt. Leg een magneet op een schoon oppervlak (tafel, papier). Verspreidt rondom de magneet ijzervijlsel en je zult zien hoe het ijzervijlsel de vorm aanneemt van (de richting van) het magnetische veld.

Het kompas

Een kompas, was met name vroeger een belangrijk gebruiksvoorwerp. Het gaf je immers aan of je de juiste richting op ging. In een kompas bevindt zich een magnetische wijzer of naald, welke in het midden van de naald bevestigd is en rond kan draaien. Een kompas wijst altijd naar het noorden, waardoor je automatisch weet waar het zuiden, westen, oosten en alles ertussen in zich bevinden. Dit komt omdat de noordpool van de magneet wordt aangetrokken door de magnetische pool van de aarde die het dichtst bij de geografische Noordpool ligt.

Zelf een magneet maken

Een magneet maken is vrij eenvoudig. Neem een stuk ijzer dat niet gemagnetiseerd is. In een niet gemagnetiseerd stuk ijzer vormen de elektronen van de ijzeratomen kleine magneten. De magneten vormen hierbij groepjes die dezelfde kant op wijzen, die we domeinen noemen. Deze domeinen wijzen in allerlei richtingen, wat ervoor zorgt dat het stuk ijzer niet magnetisch is. Om alle domeinen in de zelfde richting te laten wijzen zul je het stuk ijzer in een magnetisch veld moeten plaatsen. Ook als het magnetisch veld weg is blijven de domeinen dezelfde kant op wijzen, waardoor je kunt spreken van een permanente magneet. Om ook een extern magnetisch veld te maken moet je met de magneet over een stuk ijzer wrijven.

Elektromagnetisme

Het magnetische veld dat ontstaat als elektriciteit door een draad gaat noemen we elektromagnetisme. Wanneer deze draad om een spoel is gewikkeld wordt dit magnetisch veld een stuk sterker en lijkt het op een magnetisch veld van de eerdergenoemde staafmagneet. In dit geval noemen we het dan een elektromagneet. Wanneer je een ijzeren staaf in de spoel erbij steekt wordt het magnetisch veld nog sterker omdat ook het ijzer magnetisch wordt.

Elektromagneten worden o.a. gebruikt in een elektrische deurbel, maar ook op de sloperij om grote stukken metaal op te tillen.

De magneetzweeftrein

Deze trein wordt door middel van magneten opgetild. Magneten met verschillende polen (Noord en Zuid) trekken elkaar aan. Magneten die twee gelijke polen hebben zullen elkaar afstoten. Bij een magneetzweeftrein bevatten zowel de trein als de rails een aantal elektromagneten die zijn afgesteld om elkaar af te stoten. De trein wordt hierdoor als het ware opgetild en zweeft zo over de rails. Verder bevat de trein een elektromotor om zich voort te stuwen.

Een magneetzweeftrein behaalt in vergelijking met een gewone trein een veel hogere snelheid en is daarnaast ook nog eens een stuk milieubewuster, doordat er minder energie voor nodig is. In China en Japan ligt o.a. een magneetzweefbaan, maar ook in Duitsland, een stuk dichter bij huis ligt een testbaan waarop de trein Transrapid rijdt.