Wat is het nut van magneten? Waarom zien we licht op de magneet?

Toepassingen van magneten

Toepassingen in elektrische apparatuur

• Generator: In een generator is de magneet het belangrijkste onderdeel dat het magnetisch veld genereert. Bijvoorbeeld, in een synchrone generator roteert de magneet op de rotor (die een permanente magneet of een elektromagneet kan zijn), waardoor de statorwinding de magnetische krachtlijn doorsnijdt, wat volgens het principe van elektromagnetische inductie een geïnduceerde elektromotiviteit genereert en vervolgens mechanische energie omzet in elektrische energie.

• Motor: Het werkingprincipe van de motor is gebaseerd op de werking van het magnetisch veld op de stroom. De magneet (statormagneet of rotormagneet) genereert een magnetisch veld. Wanneer de stroom door de spoel van de motor (rotor- of statorwinding) loopt, werkt het magnetisch veld samen met de stroom om een ampèrekracht te produceren, die de rotor van de motor doet draaien en zo de omzetting van elektrische energie naar mechanische energie realiseert. Bijvoorbeeld, in een gelijkstroommotor werkt een permanente magneet als stator om een vast magnetisch veld te genereren, dat de draairichting en -snelheid van de rotor regelt door de richting van de stroom in de armatuurwinding te veranderen.

Toepassingen in elektronische apparaten

• Luidsprekers en koptelefoons: Luidsprekers en koptelefoons gebruiken magneten om elektrische signalen om te zetten in geluid. In een luidspreker is er een permanente magneet en een spoel (stemspoel) verbonden met het audiosignaal. Wanneer de audiostroom door de stemspoel loopt, trilt de stemspoel onder invloed van de ampèrekracht in het magnetisch veld van de permanente magneet, en wordt deze trilling omgezet in geluid via een structuur zoals de papieren kom van de luidspreker. Koptelefoons werken op een vergelijkbare manier als luidsprekers, maar zijn kleiner en compacter.

• Magnetische opslagapparaten: Traditionele harde schijven (HDDS) gebruiken magnetisme om gegevens op te slaan. Binnen de harde schijf zijn hoog snel ronddraaiende platen bekleed met magnetische materialen. Gegevens worden geschreven en gelezen op de plaat met behulp van een magnetische kop (met elektromagneten). De magnetische kop kan een magnetisch veld genereren, en wijzigt de richting van de magnetisatie van het magnetische materiaal op de schijf zoals nodig is om de 0 en 1 van de gegevens weer te geven.

Toepassingen in de industrie en het dagelijks leven

• Magnetische klampen en hefinrichtingen: In de industriële productie kan het magnetisme van magneten worden gebruikt om magnetische klampen te maken voor het fixeren en hanteren van werkstukken van ferromagnetische materialen. Bijvoorbeeld, in de machinekamer kunnen magnetische bevestigingen gemakkelijk kleine onderdelen op het werkblad fixeren voor bewerking. Hefmagneten kunnen worden gebruikt om grote stukken ferromagnetisch materiaal op te tillen, zoals bij het recyclingproces van schroot, waarbij hefmagneten gemakkelijk meerdere tonnen staalafval kunnen optillen.

• Magnetische sensoren: In de auto-industrie worden magnetische sensoren wijdverspreid gebruikt. Bijvoorbeeld, snelheidsensoren gebruiken veranderingen in magnetische velden om de snelheid van een wiel te detecteren. In sommige toegangcontrolesystemen worden magnetische sensoren ook gebruikt om de open- en geslotenstaat van de deur te detecteren, en wordt signaldetectie en -overdracht gerealiseerd door middel van de interactie tussen het magnetisch veld van de magneet en de sensor.

• Medische sector: In medische beeldvormingstechnieken, zoals MRI (magnetische resonantie imaging), worden krachtige magnetische velden en radiogolfpulsen gebruikt om te interacteren met waterstofkernen in menselijke weefsels, en vervolgens door de signalen die door de waterstofkernen worden uitgezonden, gedetailleerde beelden van het binnenste van het menselijk lichaam te genereren.

De oorzaak van het licht dat op de magneet te zien is

Normaal gesproken geven magneten geen licht af. Als u licht op de magneet ziet, kunnen er verschillende gevallen zijn:

• Reflectie van extern licht: de oppervlakte van de magneet kan glad zijn en zal licht in de omgeving reflecteren, bijvoorbeeld, bij sterke verlichting reflecteert de oppervlakte van de magneet licht als een spiegel, wat iemand de illusie geeft dat er licht op de magneet is.

• Speciale optische effecten van magnetische materialen (minder courant): Sommige magnetische materialen kunnen onder specifieke magnetische veldomstandigheden speciale optische verschijnselen vertonen, zoals magneto-optische effecten. Magneto-optische effecten omvatten het Faraday-rotatie-effect, waarbij de polarisatierichting van lichtstralen roteert terwijl ze door magnetische materialen gaan. Indien in een specifiek experimenteel apparaat of speciaal magnetisch materiaal, kan deze verandering in licht door het magneto-optische effect worden waargenomen, maar dit is geen algemeen verschijnsel van gewone magneten.