Hvad er brugen af magneter? Hvorfor ser vi lys på magneten?

Brug af magnetiske materialer

Anvendelser i elektrisk udstyr

• Generator: I en generator er magneten den vigtigste komponent, der genererer det magnetiske felt. For eksempel i en synkron generator roterer magneten på roteren (som kan være en permanent magnet eller en elektromagnet), hvilket får statorvindingen til at skære det magnetiske kraftfelt, og dette genererer en induceret elektromotorisk kraft ifølge princippet om elektromagnetisk induktion, og konverterer så mekanisk energi til elektrisk energi.

• Motor: Motorers arbejdsmåde er baseret på virkningen af det magnetiske felt på strømmen. Magnet (statormagnet eller rotermagnet) genererer et magnetfelt. Når strøm passerer gennem motorens spole (roter- eller statorvinding), interagerer det magnetiske felt med strømmen for at producere en ampere-kraft, hvilket får motorens roter til at rotere og realiserer konvertering af elektrisk energi til mekanisk energi. For eksempel i en DC-motor fungerer en permanent magnet som en stator for at generere et fast magnetfelt, der kontrollerer rotationsretningen og -hastigheden af roteren ved at ændre retningen af strømmen i armaturetvindingen.

Anvendelser i elektroniske enheder

• Højtalere og hovedtelefoner: Højtalere og hovedtelefoner bruger magneter til at konvertere elektriske signaler til lyd. I en højttaler findes der en permanent magnet og en spole (stemmespole), der er forbundet med lydsignalet. Når lydstrømmen passerer gennem stemmespolen, vibrerer stemmespolen under virkningen af ampere-kraften i det magnetiske felt fra den permanente magnet, og denne vibration konverteres til lyd gennem en struktur som højttalernes papirbakke. Hovedtelefoner fungerer på en lignende måde som højtalere, men er mindre og mere kompakte.

• Magnetiske lagringsenheder: Traditionelle harddiske (HDDs) bruger magnetisme til at lagre data. Indeni harddisken er der hurtigt roterende plader, der er overdraget med magnetiske materialer. Data skrives og læses på pladen ved hjælp af en magnetisk hoved (der indeholder elektromagneter). Magnetisk hoved kan generere et magnetfelt, ændrer retningen af magnetisering af det magnetiske materiale på disken, som det er nødvendigt for at repræsentere 0 og 1 i dataene.

Anvendelser i industri og dagligliv

• Magnetiske klamper og løfteudstyr: I industriel produktion kan magnetismen i magneter anvendes til at producere magnetiske klamper til fastgørelse og håndtering af ferromagnetiske materialearbejdsstykker. For eksempel i maskinverksteder kan magnetiske fastgørelsesenheder nemt feste små dele på arbejdsbordet til bearbejdning. Løftemagneter kan bruges til at løfte store stykker ferromagnetiske materialer, som i genbrugsprocessen for skrotstål, kan løftemagneter nemt løfte flere ton stålskrot.

• Magnetiske sensorer: I bilindustrien anvendes magnetiske sensorer bredt. For eksempel bruger hastighedssensorer ændringer i det magnetiske felt for at registrere hastigheden af et hjul. I nogle adgangskontrolsystemer anvendes magnetiske sensorer også til at registrere dørens åbne og lukkede tilstand, og signalregistrering og -transmission opnås gennem magnetfeltets interaktion mellem magneten og sensoren.

• Medicinsk felt: I medicinske billedteknikker, som magnetic resonance imaging (MRI), anvendes kraftfulde magnetfelter og radiobånds-pulser til at interagere med hydrogenkerner i menneskelige vævs, og derefter ved at registrere signalerne, der udsendes af hydrogenkerner, genereres detaljerede billeder af indersiden af menneskekroppen.

Årsagen til lysset, der ses på magneten

Normalt udsender magneter ikke selv lys. Hvis du ser lys på magneten, kan der være flere tilfælde:

• Refleksion af eksternt lys: overfladen af magneten kan være glat og vil reflektere lys i omgivelserne, for eksempel under stærkt lys, reflekterer magnetens overflade lys som en spejl, hvilket giver en person den falske forestilling, at der er lys på magneten.

• Specielle optiske effekter af magnetiske materialer (mindre almindelige): Nogle magnetiske materialer kan have nogle specielle optiske fænomener under bestemte magnetiske feltforhold, som magneto-optiske effekter. Magneto-optiske effekter inkluderer Faraday-roterings-effekten, hvor polarisationsretningen af lysstråler roterer, når de passerer gennem magnetiske materialer. Hvis i et specifikt eksperimentelt apparatur eller specielt magnetisk materiale, kan denne ændring i lys pga. magneto-optiske effekter observeres, men dette er ikke et almindeligt fænomen for almindelige magneter.