Verschil tussen permanente en tijdelijke magneten

Belangrijkste verschil - Permanente versus tijdelijke magneten

Magneten zijn een uiterst belangrijk onderdeel van ons dagelijks leven. Magneten worden gebruikt in de deurvangers en om opmerkingen op koelkastdeuren te plakken, maar vaak, buiten ons bekend, bevinden de meeste magneten die ons omringen zich in elektrische circuits in de vorm van elektromagneten. Het type magneten op koelkastdeuren zijn permanente magneten, terwijl de magneten die worden gebruikt voor het maken van elektromagneten typisch tijdelijke magneten zijn. De grootste verschil tussen permanente en tijdelijke magneten is dat permanente magneten hebben geen extern magnetisch veld nodig om magnetisch te blijven terwijl, tijdelijke magneten blijven alleen gemagnetiseerd zolang er een sterk extern magnetisch veld is om hen heen.

Wat zijn permanente magneten

Permanente magneten zijn magneten die hun magnetisme gedurende lange perioden behouden. Permanente magneten zijn gemaakt van harde ferromagnetische materialen. Ze kunnen worden gemagnetiseerd door ze in een extern magnetisch veld te plaatsen. Weergave van hysterese door ferromagnetische materialen: wanneer het externe magnetische veld geleidelijk wordt omgekeerd, weerstaat het materiaal demagnetisatie over een groter bereik van externe magnetische veldsterkten. Dit is samengevat in de magnetisatiecurve hieronder: 

Magnetisatie curve voor een ferromagnetisch materiaal

De horizontale as geeft de grootte van het externe magnetische veld, de verticale as geeft de magnetisatie. Merk op dat wanneer het externe magnetische veld toeneemt  (volg de onderste curve), de magnetisatie van het materiaal neemt snel toe. Wanneer het externe magnetische veld wordt omgekeerd (de bovenste curve), neemt de magnetisatie niet aanzienlijk af over een groter bereik van verminderde of omgekeerde magnetische velden. Dit gedrag is typisch voor een hard ferromagnetisch materiaal. Harde ferromagnetische materialen omvatten aluminium, kobalt en staal.

Wat zijn tijdelijke magneten

Tijdelijke magneten kunnen ook worden gemagnetiseerd door ze in een extern magnetisch veld te plaatsen. Het magnetisme van het materiaal duurt zolang het externe magnetische veld is ingeschakeld en verdwijnt wanneer het externe magnetische veld verdwijnt. Tijdelijke magnetische materialen omvatten zowel paramagneten als zachte ferromagneten.

Atomen die paramagnetische materialen vormen, hebben hun magnetische momenten niet op één lijn met elkaar. Wanneer ze in een extern magnetisch veld worden geplaatst, komen de magnetische momenten van de atomen in lijn met het externe magnetische veld, waardoor het materiaal wordt gemagnetiseerd. Ferromagnetische materialen verschillen van paramagnetische materialen doordat hun magnetisatie spontaan is (hun magnetisatie neemt snel toe als het externe magnetische veld over een smal bereik wordt verhoogd).

Zachte ferromagnetische materialen vertonen ook hysteresis: hun hysteresislussen zijn echter veel smaller dan die van harde ferromagnetische materialen, wat betekent dat zachte ferromagnetische materialen hun magnetisatie veel gemakkelijker verliezen wanneer het externe magnetische veld wordt verminderd. Ze verschillen echter nog steeds van paramagnetische materialen doordat ze spontaan magnetiseren.

Zachte ferromagnetische materialen, zoals weekijzer, zijn handig voor de constructie van apparaten waarvoor geen permanente magneten nodig zijn. In transformators, wanneer de stroom in rollen rond de zachte ijzeren "kern" wordt gewikkeld, wordt de kern gemagnetiseerd en geleidt het magnetische veld naar de andere spoel in de transformator. Om een ​​wisselstroom te produceren, moet de richting van het magnetische veld door de kern periodiek veranderen. Dit is erg moeilijk te bereiken als de kern van permanent magnetisch materiaal is gemaakt. In sommige toepassingen die krachtige magnetische velden gebruiken (bijvoorbeeld MRI-machines), is het belangrijk dat de magneten kunnen worden uitgeschakeld (zie onderstaande video!)

Verschil tussen permanente en tijdelijke magneten

Afhankelijkheid van magnetisatie op de aanwezigheid van een extern veld

Permanente magneten  kan worden gemagnetiseerd door ze in een extern magnetisch veld te plaatsen. Ze verliezen hun magnetisatie niet over een groot aantal omgekeerde externe magnetische velden, of wanneer het externe magnetische veld is uitgeschakeld.

Tijdelijke magneten kan ook worden gemagnetiseerd door het materiaal in een extern magnetisch veld te plaatsen. Wanneer het externe magnetische veld wordt uitgeschakeld, verliest het materiaal zijn magnetisatie.

Type materiaal

Permanente magnetische materialen zijn zogenaamde harde ferromagnetische materialen.

Tijdelijke magnetische materialen zijn paramagnetische of zachte ferromagnetische materialen.

Afbeelding Met dank

"De hoofdhysteresislus en initiële magnetisatiecurve berekend met behulp van de Stoner-Wohlfarth-theorie voor een isotroop systeem van identieke magneten met één domein." Door RockMagnetist (eigen werk) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons