En magnet är ett föremål som skapar ett osynligt fält som påverkar vissa metaller och andra magneter. Många vanliga magneter är gjorda av metaller eller legeringar, till exempel järnlegeringar. När en magnet kommer nära en annan magnet eller en magnetisk metall kommer de att interagera beroende på vilka poler som möts: om polerna är motsatta dras de mot varandra (drar), och om polerna är lika stöter de bort varandra. Denna kraft kallas magnetism, och den kan också göra att vissa metaller blir temporära magneter när de utsätts för magnetfält. En magnet påverkar alltså inte alla material — vanliga magnetiska metaller är till exempel järn, kobolt och nickel — men andra material påverkas inte.

Hur magnetism fungerar

Magnetism beror på elektriska laddningar i rörelse på mikroskopisk nivå, framför allt elektronernas rörelser och spinn. I vissa material grupperar sig många av dessa små magnetiska moment i samma riktning i så kallade domäner. När domänerna pekar åt samma håll blir materialet magnetiskt. Ett magnetfält kan beskrivas med fältlinjer som sträcker sig från en magnets nordpol till sydpol. Styrkan hos ett magnetfält mäts i enheter som tesla (T).

Poler och beteende

  • Nord- och sydpol: Varje magnet har två poler — en nordpol och en sydpol. Polerna bestämmer om magneter attraherar eller repellerar varandra.
  • Attraktion och repulsion: Motsatta poler (nord mot syd) drar varandra, medan lika poler (nord mot nord eller syd mot syd) stötas bort.
  • Magnetfält: Det område runt en magnet där dess kraft märks kallas magnetfält. Fältet kan visualiseras med fältlinjer och påverkar andra magnetiska material inom området.

Typer av magneter

  • Permanentmagneter: Behåller sin magnetism utan extern ström. Exempel: neodymmagneter, ferritmagneter.
  • Elektromagneter: Skapas när elektrisk ström flyter i en spole. Styrkan kan varieras genom att ändra strömmen eller antalet varv i spolen.
  • Temporära magneter: Material som bara är magnetiska så länge de är i ett yttre magnetfält.

Material som påverkas

Endast vissa material är starkt påverkade av magnetism. De viktigaste är ferromagnetiska material som järn, nickel och kobolt samt vissa legeringar. Andra material som koppar, aluminium eller trä påverkas knappt av ett magnetfält.

Hur man gör och förlorar magnetism

  • Magnetisering: Ett föremål kan bli magnetiskt genom att gnuggas mot en stark magnet i en riktning (”stroking”), genom att utsättas för ett starkt magnetfält eller genom att placeras i en elektrisk strömspole.
  • Avmagnetisering: Stötar, höga temperaturer (över Curie-temperaturen), eller kraftiga växlande magnetfält kan göra att en magnet förlorar sin ordning och därmed sin magnetism.

Praktiska användningsområden

  • Elektriska motorer och generatorer (omvandlar elektrisk energi till mekanisk och tvärtom)
  • Högtalare och mikrofoner (omvandlar elektriska signaler till ljud)
  • Mätinstrument som kompasser
  • Lås, separationsutrustning, magnetiska fästen
  • Medicinsk avbildning, t.ex. magnetresonanstomografi (MRI)

Jordens magnetfält

Jorden fungerar i praktiken som en stor magnet med en magnetisk nord- och sydpol. Detta fält skyddar oss från solvinden och används av kompasser för navigation. Polerna vandrar långsamt över tid och kan ibland byta plats i geologiska tidsskalor (magnetisk inversion).

Enkla experiment och säkerhet

  • Prova att lägga ett papper över en magnet och strö linjer med järnfilspån för att se fältlinjerna.
  • Gnugga en skruv med en magnet för att göra den till en temporär magnet.
  • Säkerhet: kraftiga magneter kan skada elektronisk utrustning, riva sönder små komponenter eller orsaka allvarliga skador om fingrar kläms. Små starka magneter utgör även en kvävnings- och allvarlig inre skaderisk om de sväljs — särskilt farligt för barn.

Sammanfattningsvis är en metall eller annat material en magnet när dess inre elektriska moment är ordnade så att ett magnetfält uppstår. Magnetism är ett grundläggande fenomen med många tekniska tillämpningar och stora effekter både i vardagen och i naturen.