Hvordan virker magneter? En simpel forklaring

Det virker næsten som magi med magneter - hvordan virker de egentlig? Vi vil forsøge at give den simple forklaring på magneter og magnetfelter, så du forhåbentlig får al den information, du havde håbet på (og lidt til). Og ellers har vi virkelig mange andre FAQ indlæg, hvor vi går mere i dybden med en masse emner.

Vi koncentrerer os om permanente magneter (ikke elektromagneter) i dette indlæg. De mest kendte typer permanente magneter er ferritmagneter og neodymiummagneter (powermagneter). De virker meget ens i forhold til magnetisme men har nogle forskelligheder, som vi kommer ind på nederst i indlægget. Men vi starter med en lidt mere simpel forklaring om magnetisme.

Hvordan virker magneter?

Magneter er en integreret del af vores hverdag, selvom vi måske ikke tænker over det. Fra køleskabsmagneter til højttalere og medicinsk udstyr.

Den helt simple version er, at magneter fungerer med magnetisme, dvs. ved at have et ydre felt, der omgiver en magnet og påvirker andre magneter eller magnetiske materialer i nærheden af dens magnetfelt.

Teorien bag magnetisme går tilbage til det 19. århundrede, hvor videnskabsfolk opdagede, at elektricitet og magnetisme er to sider af samme mønt. Elektroner, der bevæger sig i en bestemt retning, kan skabe et magnetfelt, og dette magnetfelt kan påvirke andre magnetiske materialer med tiltrækkende eller frastødende kraft, afhængigt af deres polaritet.

Magneter påvirker ikke kun andre magnetiske materialer. De kan også påvirke elektrisk strøm og endda lys. Dette skyldes, at elektricitet og magnetisme er tæt forbundet, og at de kan påvirke hinanden på forskellige måder. Styrken af en magnet måles i Gauss eller Tesla.

Hvad er et magnetfelt?

Magneter er omgivet af et usynligt felt, også kaldet magnetfeltet, og det strækker sig ud fra magneten i alle retninger i en omkreds, der er bestemt af magnetens styrke og størrelse. Et magnetfelt opstår, når elektroner bevæger sig i en bestemt retning. Vi beskæftiger os kun med permanente magneter i dette FAQ indlæg, og alle permanente magneter har en nord (N) og en syd (S) pol. Man kan til dels styre et magnetfelt ved at indkapsle en magnet i en stålpotte, som vil gøre magnetfeltet større i den retning, hvor magneten ikke er dækket til med stål (den rå magnetflade).

Magnetfeltet kan påvirke andre magneter eller magnetiske materialer. Magneter virker monopolare (tiltrækkende fra alle sider) over for magnetisk materiale som f.eks. stål. Men over for andre magneter kan de både tiltrække og frastøde hinanden, afhængigt af den vej, som polerne vender. N mod N og S mod S frastøder hinanden, mens N mod syd har en tiltrækkende kraft.

Jo stærkere magneten er, desto større er magnetfeltet - både i tiltrækning og i frastødning. Og ved at samle flere magneter, kan man bygge et større magnetfelt.

Hvorfor har magneter 2 poler?

Magneter har 2 poler - en nord- og en sydpol - pga. atombindinger (atomare dipoler) i magneten. Atomdipoler er resultatet af elektroners bevægelse i et atom, som genererer et let magnetfelt. Når atomare dipoler er justeret i samme retning i en magnet, produceres et større magnetfelt koncentreret omkring polerne. To magneters sydpol vil frastøde hinanden, mens nordpolen vil blive tiltrukket af en sydpol. Den magnetiske kraft mellem to magneter er påvirket af deres magnetfelts styrke og afstanden mellem dem. 

Hvis du knækker en magnet, vil den stadig have én nord- og én sydpol pga. den automatiske justering af magnetens atomare dipoler. En atomær dipol er forårsaget af spinning og kredsløb af et atoms elektroner, hvilket skaber et lille magnetfelt. I en magnet peger atomdipolerne alle i samme retning, hvilket skaber et større magnetfelt, der er stærkere ved polerne. Hvis du har en magnet med aksial magnetisme, er polerne i enderne af magneten. Og har du en magnet med diametral magnetisme, er polerne på siderne (giver mest mening med skivemagneter, stavmagneter, aflange magneter og keglemagneter - ikke med kvadratiske kubemagneter og kuglemagneter).

Magnetfeltet omkring en magnet kan nemt visualiseres med et flux-ark. Men du kan også lave sjove eksperimenter for at teste magnetfeltet. Den mest almindelige måde at teste på i fysiktimerne er ved at placere ringmagneter med aksial magnetisme på en stang, hvor man kan lave et større magnetfelt ved hjælp af frastødende poler. Du kan se en masse af disse eksperimenter på vores sociale medier, hvis du vil inspireres.

Den magnetiske kraft mellem to magneter er proportional med styrken af deres magnetfelter og afstanden mellem dem. At forstå tiltrækningen og frastødningen mellem polerne på en magnet er afgørende for mange anvendelser (ikke kun kompasser men også en kørende motor og strøm).

Hvor kan man finde permanente magneter?

Vi har allerede givet eksempler gennem artiklen for at forklare de forskellige magnetiske termer, men hvis du ikke har læst alle afsnit ovenfor, er her et dedikeret afsnit til, hvor du kan finde permanente magneter.

Permanente magneter kan findes i mange hverdagsgenstande såsom køleskabsmagneter, højttalere og låsemekanismer. De bruges også i større emner som motorer og generatorer. De fleste permanente magneter er lavet med ferro- eller neodymmateriale, som kun kan findes ganske få steder på jorden (det er også derfor, du måske er stødt på udtrykket "rare earth magnets" - eller en mere fordansket version: sjældne jordart magneter). Sammenfattende er permanente magneter en grundlæggende del af moderne teknologi, og selvom der er forskellige typer magneter, har hver type deres styrker og begrænsninger, der gør dem velegnede til specifikke projekter som nævnt ovenfor.

Stopper magneter med at virke?

Køber du en helt ny magnet, mister den gradvist sin magnetisme EFTER 80 år, hvis du håndterer den med respekt og omhu, og du ikke udsætter den for ekstreme forhold såsom for meget varme eller kulde (vær opmærksom på, at der er forskellig tolerance for forskellige magnettyper). Så de fleste mennesker vil ikke opleve tab af magnetisme i en magnet. Og som om 80 år ikke er imponerende nok, er det først efter ca. 100 år, at man for alvor kan mærke tabet af magnetisme (efter 80 år kan man kun måle det med en Gauss-måler de første par år). Så i princippet stopper de ikke med at virke. Og hvis en magnet skulle blive svag, kan du remagnetisere den med en anden stærkere magnet af samme type.

Vi sælger naturligvis kun nye magneter, og selv med lang liggetid på vores lager vil der kun blive skåret max. 1 år af levetiden. Men så længe får magneter sjældent lov at ligge på hylderne hos os.

Hvad er den største forskel på ferrit og neodymium?

Ferritmagneter er lavet af jernoxid og barium eller strontiumcarbonat. De er skrøbelige og har en lavere magnetfeltstyrke sammenlignet med neodymmagneter. De er dog mere modstandsdygtige over for rust, våde miljøer og varme, og så er de meget billige. De anvendes ofte i motorer, højtalere, hotelhårtørrere og som køleskabsmagneter - men også til ovne og saunaer, hvor det er vigtigt, at magneterne tåler høje temperaturer.

Neodymmagneter (også kendt som de stærkeste magneter på jorden) er lavet af en kombination af neodym, jern og bor. De er utrolig stærke både i magnetfelt og i styrke, sammenlignet med ferritmagneter. De er også dyrere og er mere tilbøjelige til at ruste, men de tåler også kollision dårligere på grund af den høje effekt i magnetfeltet (ikke kun mellem to neodymmagneter, men også mod en magnetisk modstykke som metal). De er almindeligt anvendt i højtydende motorer, harddiske og høretelefoner – men også til magnetlåse.

Ved man allerede alt om magnetisme?

Der er stadig meget at lære om magnetisme, som vi ikke har opdaget endnu, så der arbejdes stadig på at udvikle teorier og modeller, der kan forklare den komplekse kraft bag magnetisme. Men selvom vi ikke forstår alle detaljerne ved magnetisme, kan vi stadig nyde godt af dens mange anvendelser i vores dagligdag.

Vi håber, at det lykkes os at få forklaret på en simpel måde, hvordan magneter virker. Dog ved vi godt, at nogle af punkterne stadig er tekniske, fordi det er svært ikke at bruge de korrekte termer fra fysikkens verden. Så hvis du stadig står og mangler svar på et spørgsmål omkring, hvordan magneter virker, så skal du endelig ikke tøve med at tage fat i os. Vi vil meget gerne hjælpe dig med dit magnetiske projekt.