Permanente magneet
Wat is een permanente magneet?
Permanente magneten zijn stoffen, die bestendige magnetische krachten vertonen. Ze kunnen ferromagnetische stoffen (bijv. ijzer) aantrekken of stoten elkaar af aan gelijknamige polen (noord- aan noordpool, zuid- aan zuidpool). Een demagnetisering van een permanente magneet is door hitte, sterke mechanische schokken of sterke externe magneetvelden mogelijk. Naast de permanente magneten bestaan er ook elektromagneten.Inhoudsopgave
De noordpool van een permanente magneet trekt de zuidpool van een andere permanente magneet aan en omgekeerd.
Tussen gelijknamige polen (noord- tegen noordpool, zuid- tegen zuidpool) werken daarentegen afstotende magnetische krachten.
Ferromagnetische
stoffen (ijzer, kobalt, nikkel en een paar legeringen) worden in principe door permanente magneten aangetrokken.
Permanente magneten zijn magnetische stoffen, die in tegenstelling tot elektromagneten geen stroom voor hun magneetveld nodig hebben. Permanente magneten bestaan altijd uit ferromagnetische materialen, wier elementaire magneten, de atomaire spins, door een proces van magnetisatie parallel werden uitgelijnd.
Dit kan bij het afkoelen van gesmoltene ferromagnetische gesteentes gebeuren.
Zulke stenen werden in historische tijden door de oude grieken in de buurt van de stad Magnesia gevonden.
De stad Magnesia is dus de historische naamgever voor het magnetisme.
Permanente magneten kunnen echter ook kunstmatig worden gemaakt. Daarbij worden sterk ferromagnetische metalen, meestal legeringen zoals bijvoorbeeld samarium-kobalt, door sterke externe magneetvelden gemagnetiseerd Dit proces van de magnetisatie vertoont een zogenaamde hysterese, dus een asymmetrisch gedrag van het materiaal bij vergroting van het externe magneetveld en de aansluitende verlaging van het magneetveld. De hysterese ontstaat, omdat de uitlijning van de elementaire magneten in de ferromagneet wordt gestabiliseerd door de uitwisselingsinteractie en daarom een reeds gemagnetiseerd materiaal andere eigenschappen heeft dan een nog niet gemagnetiseerde ferromagneet.
Door de hysterese blijft in ferromagneten ook een magneetveld over wanneer het externe magneetveld wordt uitgeschakeld. Het gemagnetiseerde materiaal wordt daardoor een permanente magneet. De verblijvende magnetische fluxdichtheid wordt remanentie genoemd.
Demagnetiseren van permanente magneten
Terwijl een elektromagneet gewoon door het uitzetten van de stroom kan worden uitgeschakeld en door omkering van de stroomrichting kan worden omgepoold, is het niet zonder meer mogelijk een permanente magneet "uit te schakelen". Daarom ook de benaming "permanent". Een permanente magneet blijft zo lang magnetisch, tot de uitlijning van de atomaire spins weer wordt gestoord door invloeden van buitenaf (hitte, sterke schokken, magnetische velden). De magnetische krachten zijn dan verdwenen en het materiaal zou dan opnieuw moeten worden gemagnetiseerd. In het uiterste geval kan het materiaal zelfs worden beschadigd. Elke permanente magneet heeft daarom een maximale gebruikstemperatuur. Boven deze temperatuur kan schade optreden. Boven de materiaalafhankelijkeCurie temperatuur wordt de magneet in alle gevallen volledig gedemagnetiseerd.Sterkte van permanente magneten
De sterkte van een permanente magneet hangt af van het gebruikte materiaal, maar ook van de precisie, waarmee het materiaal wordt gemagnetiseerd. De magnetisatie leidt alleen dan tot een grote remanentie, wanneer alle atomaire spins volledig worden uitgelijnd. Dit vergt een geschikt materiaal en technisch know-how.Zoals in de Maxwell vergelijkingen beschreven, gaan magneetvelden altijd van bewegende ladingen uit. Magneetvelden ontstaan alleen door de beweging van een lading, waarbij altijd een magneetveld met een noordpool en een zuidpool ontstaat.
De magnetische krachten van de permanente magneten worden door microscopisch kleine bewegingen van de lading in de stof verklaart.
Zo bewegen zich de elektronen met grote snelheid binnen de atomen.
De elektronen beschikken hierbij over een karakteristieke elektronspin.
Uit de collectieve bewegingstoestand van de elektronen ontstaat een magnetisch moment
en daarmee een magnetische kracht.
De magnetische krachten werken altijd evenwijdig aan het magneetveld. Dit kan door veldlijnen worden verbeeld. De veldlijnen geven dan ook de richting en de grootte van de magnetische krachten aan.
De magnetische krachten werken altijd evenwijdig aan het magneetveld. Dit kan door veldlijnen worden verbeeld. De veldlijnen geven dan ook de richting en de grootte van de magnetische krachten aan.
Een geleiderlus, waar stroom doorheen loopt, (linker afbeelding) wekt een magneetveld op.
De sterkte van dit magneetveld wordt door het magnetisch moment gemeten.
In een ferromagnetisch materiaal (middelste afbeelding) bevinden zich talrijke magnetische momenten.
Wanneer deze allemaal parallel aan elkaar zijn uitgericht ontstaat een permanente magneet.
De permanente magneet heeft een magneetveld dat identiek is aan het magneetveld van een spoel.
In de getoonde afbeelding zijn slechts enkele veldlijnen schematisch aangeduid.
Permanente magneten kunnen in de meest verschillende vormen worden gecreëerd.
Aan de rechterkant ziet men een hoefijzermagneet.
Bij de hoefijzermagneet staan de noord- en de zuidpool tegenover elkaar.
Aangezien de magnetische veldlijnen in het totaal altijd gesloten zijn, verlopen ze van de noord- naar de zuidpool en dan in het materiaal weer terug naar de noordpool.
In de binnenruimte van de hoefijzermagneet krijgt man daardoor een homogeen magneetveld met parallel lopende veldlijnen tussen de polen.
De magnetische krachten van een permanente magneet hangen vooral van de grootte van de atomaire magnetische momenten en van de volledigheid van de uitlijning en van de grootte van de uitwisselingsinteractie af.
Deze waardes beïnvloeden ook de totale magnetische energie, die in een permanente magneet is opgeslagen.
De magnetische energie wordt door het energieproduct
gemeten.
Het energieproduct bepaalt de kwaliteitsklasse
van een magneet.
Hoe groter het energieproduct en daarmee de magnetische energie van een permanente magneet is, des te hoger is de kwaliteitsklasse.
Permanente magneten kopen
supermagnete is sinds vele jaren gespecialiseerd in de verkoop van permanente magneten.
Met een reusachtig voorraadmagazijn met neodymium magneten en andere permanente magneten kunnen wij normaal gesproken meteen en in grote hoeveelheden leveren.
Bij vragen helpen wij u graag persoonlijk verder.
De onderstaande magneten hebben zichzelf bewezen als topverkopers in ons assortiment:
-
10 st. 0,37 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 5 mm, hoogte 3 mm, houdt ca. 700 gr -
5 st. 1,91 EUR/st.*
Kubusmagneet 10 mm, houdt ca. 3,8 kg -
1 st. 3,79 EUR/st.*
Blokmagneet 40 x 10 x 5 mm, houdt ca. 9,5 kg -
20 st. 0,23 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 2 mm, hoogte 1 mm, houdt ca. 110 gr -
10 st. 0,34 EUR/st.*
Blokmagneet 6 x 4 x 2 mm, hittebestendig, houdt ca. 640 gr -
20 st. 0,28 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 4 mm, hoogte 2 mm, houdt ca. 420 gr -
10 st. 0,54 EUR/st.*
Staafmagneet Ø 5 mm, hoogte 8,47 mm, houdt ca. 1,1 kg -
10 st. 0,53 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 8 mm, hoogte 3 mm, houdt ca. 1,5 kg -
5 st. 0,78 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 8 mm, hoogte 8 mm, houdt ca. 2,5 kg -
5 st. 0,84 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 15 mm, hoogte 3 mm, houdt ca. 3,2 kg -
1 st. 4,83 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 20 mm, hoogte 10 mm, houdt ca. 11 kg
-
10 st. 0,29 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 12 mm, hoogte 5 mm, houdt ca. 400 gr -
10 st. 0,51 EUR/st.*
Blokmagneet 20 x 20 x 3 mm, houdt ca. 450 gr -
10 st. 0,34 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 25 mm, hoogte 5 mm, houdt ca. 800 gr -
10 st. 0,33 EUR/st.*
Schijfmagneet Ø 20 mm, hoogte 5 mm, houdt ca. 700 gr
Auteur:
Dr. Franz-Josef Schmitt
Dr. Franz-Josef Schmitt is natuurkundige en de wetenschappelijke leider van het natuurkundepracticum voor gevorderden aan de Martin-Luther-Universiteit Halle Wittenberg. Hij werkte van 2011 tot 2019 aan de Technische Universiteit en leidde diverse onderwijsprojecten en het scheikundeprojectlab. Zijn onderzoek richt zich op tijdgeresolveerde fluorescentiespectroscopie van biologisch actieve macromoleculen. Hij is ook algemeen directeur van Sensoik Technologies GmbH.
Dr. Franz-Josef Schmitt
Dr. Franz-Josef Schmitt is natuurkundige en de wetenschappelijke leider van het natuurkundepracticum voor gevorderden aan de Martin-Luther-Universiteit Halle Wittenberg. Hij werkte van 2011 tot 2019 aan de Technische Universiteit en leidde diverse onderwijsprojecten en het scheikundeprojectlab. Zijn onderzoek richt zich op tijdgeresolveerde fluorescentiespectroscopie van biologisch actieve macromoleculen. Hij is ook algemeen directeur van Sensoik Technologies GmbH.
Het auteursrecht op de complete inhoud van het compendium (teksten, foto's, afbeeldingen etc.) ligt bij de auteur Franz-Josef Schmitt. Het exclusieve gebruiksrecht van het werk ligt Webcraft GmbH, Zwitserland (als exploitant van supermagnete.nl). Zonder uitdrukkelijke toestemming van Webcraft GmbH mag de inhoud noch worden gekopieerd, noch op andere wijze worden gebruikt. Uw suggesties ter verbetering of uw lof aangaande het compendium stuurt u alstublieft per e-mail aan
[email protected]
© 2008-2024 Webcraft GmbH
© 2008-2024 Webcraft GmbH