Innehåll
Elektromagneter är enkla enheter som efterliknar beteendet hos naturliga magneter, med en viktig skillnad: förmågan att ändra deras magnetfältstyrka på grund av deras elektriskt genererade magnetfält. Om du varierar något av de fyra grundelementen i en elektromagnet kan du ställa in fältstyrkan efter behov.
TL; DR (för lång; läste inte)
De fyra huvudfaktorerna som påverkar styrkan hos en elektromagnet är slingan, strömmen, trådstorleken och närvaron av en järnkärna.
Antal slingor
En elektromagnet är gjord av en trådspole lindad runt en metallkärna - vanligtvis järn - och ansluten till ett batteri. När den elektriska strömmen rör sig runt spolens slingor genererar den ett magnetfält som för en liten stångmagnet. Den har en nordpol på ena sidan av öglan och en sydpol på den andra. Eftersom spolen är gjord av en kontinuerlig tråd "staplar de magnetiska fälten i varje slinga" upp och skapar något som en stor stångmagnet. Ett sätt att öka eller minska styrkan hos magnetfältet är att ändra antalet slingor i spolen. Ju fler slingor du lägger till, desto starkare blir fältet. Ju fler slingor du tar bort, desto svagare blir fältet.
Metallkärnan
Metallen inuti spolen förstorar fältet som skapas av den. Att byta metallkärna för en annan metall gör elektromagneten starkare eller svagare. Järnkärnor är för mycket starka fält. Stålkärnor gör svagare fält. Neodymkärnor är de starkaste fälten. Att glida kärnan delvis ut ur spolen kommer att försvaga fältet, eftersom mindre av metallen finns i den.
Batteriström
Ändring av mängden ström som flyter genom elektromagneten kommer också att ändra fältet som den producerar. Ju större ström i spolen, desto starkare kommer magnetfältet att växa. Omvänt minskar batteriets spänning strömmen och försvagar fältet. Detta faktum har emellertid en komplikation: när du ökar strömmen blir magnettrådarna varmare och eventuellt steker den känsliga elektriska isoleringen utan vilken magneten inte kan fungera.
Trådstorlek
Även om metalltrådar är mycket effektiva elektriska ledare har de fortfarande viss motstånd mot strömflödet. Användning av större mätare av tråd på spolen kommer att minska detta medfödda motstånd. Detta kommer att öka nuvarande och därför fältet. Om du använder mindre mätare ökar motståndet, minskar strömmen och försvagar fältet. Att använda olika typer av metalltråd påverkar också fältstyrkan, eftersom varje metall har en annan inneboende motstånd mot ström.