En elektromagnet är en magnet som fungerar med el. Den kan slås på och av. Spolarna är nästan alltid tillverkade av koppartråd eftersom koppar är en så effektiv elektrisk ledare.
Permanenta magnetfält
Magneter har nord- och sydpoler. Namnen kommer från det sätt som en magnet kommer att peka på jorden, som är en jättemagnet.
En magnet behöver inte röra vid en annan magnet för att trycka ifrån den eller attrahera den. Kraften från magneten når ut. Det är en osynlig kraft som fungerar på avstånd. Vi säger att det finns ett magnetfält runt magneten. Magnetfältet är det område där en magnetkraft fungerar.
Vi kan använda järnspån för att avslöja det osynliga magnetfältet.
Järnfilningarna berättar om magnetfältets form. Det är emellertid också bra att veta vilket sätt fältet går, dvs kommer det att locka till eller avvisa en nordpol av en annan magnet?
Vi kan ta reda på detta med en kompass. Kompassnålen är i sig en liten magnet. Pilen är en nordpol, så kompassen pekar bort från magnetens nordpol.
Magnetiska fält
En magnet kommer att dra på vissa metaller som järn. Vi säger att dessa metaller är magnetiska. Vi kan också skapa en magnet av mjukt järn. Denna magnet har två poler: en nord och sydpol. Två stångmagneter kommer att locka till sig eller avvisa beroende på vilket sätt de vetter mot.
Om vi tar med oss en polmagnets nordpol till den andra polens sydpol, kommer de att dras mot varandra.
Men om vi tar en nordpol upp till en annan nordpol kommer de att tvingas isär. De stöter bort varandra. Samma sak händer med två sydpoler. Vi säger att liknande poler stöter bort varandra.
Elektromagneter
En elektromagnet är en trådspole med en elektrisk ström som strömmar genom den. När tråden är lindad runt i en cylinder, kallar vi detta en magnetventil. Magnetmagneten blir en elektromagnet när en ström flyter genom den.
Elektrisk krets med en spole
- Strömställaren är öppen. Ingen ström flyter och det finns inget magnetfält.
- Elektromagnetiskt fält runt en spole
- Strömställaren är stängd. Ström flyter och det finns ett magnetfält.
En kopparspole som bär en ström har ett magnetfält som en stavmagnet, men det kan slås på och av och vändas. I applikationer som MRI-skanningsspolar reverseras strömmen miljoner gånger per sekund. Koppartråd används eftersom den har ett lågt elektriskt motstånd. Detta innebär att det är lätt för strömmen att flyta genom den. Dessutom kan koppartråd lätt formas för att skapa en spole.
Elektromagnetiska fält
En elektromagnets magnetfält är precis som för en permanent stavmagnet. Att öka strömmen gör fältet starkare, men en hög ström kommer att värma upp spolen och slösa energi som värme istället
Att lägga till fler varv kommer också att öka fältstyrkan. Så vi kan lägga till fler och fler varv för att få en starkare och starkare magnet. Att lägga till fler varv ökar spolmotståndet eftersom tråden är längre. Detta minskar strömmen.
Formgivare måste bestämma hur många varv och hur mycket ström de behöver för att få rätt fältstyrka.
Vad är en elektromagnet?
Det finns alla typer av roliga experiment du kan göra med en magnet, men deras användbarhet kan vara ganska begränsad. En magnet är alltid en magnet. Det lockar alltid. Ibland vill du ha det, till exempel med en kylmagnet, men inte alltid. Genom att använda elektromagneter kan du ändra detta och användningsområdena blir oändliga.
En elektromagnet är en magnet som skapas med en elektrisk ström, skapad av el. Eftersom elektricitet kan slås på och av, så kan en elektromagnet också göra det. Det kan till och med försvagas eller förstärkas genom att minska eller öka strömmen.
Varför fungerar de och hur skapas de?
Det finns fyra grundläggande krafter i fysiken, och en av dem kallas elektromagnetism. Men när vi studerar fysik lär vi oss vanligtvis om elektriska krafter och magnetiska krafter separat. Varför är det så?
De två krafterna verkar mycket olika från varandra. Ekvationerna som representerar dem är helt olika. Men det visar sig att de är en del av samma elektromagnetiska kraft.
När laddningar, som elektroner eller protoner, är stationära, producerar de elektriska krafter eller en attraktiv eller avvisande kraft mellan laddade partiklar. Men när elektroner eller protoner rör sig producerar de magnetiska krafter eller en attraktiv eller avvisande kraft mellan laddade partiklar på grund av deras rörelse. Inuti en magnet finns massor av små rörliga laddningar, som ger magneten sitt magnetfält.
Denna kunskap om hur magnetism fungerar är viktig eftersom den ger oss förmågan att skapa elektromagneter. Elektricitet är bara ett flöde av elektroner runt en krets, så en elektrisk tråd kommer att producera ett magnetfält precis som en magnet.
