Spijkermagneet

Luus stelde deze vraag op 27 maart 2020 om 22:58.

Hoi, ik heb een practicum gedaan bij natuurkunde over elektromagnetisme. Het doel was om te kijken bij hoeveel windingen die je om een grote spijker windt nodig hebt om nog minstens 1 paperclip op te kunnen tillen. Je hebt dan dus te maken met een stroomvoerende spoel. 

Mijn vraag was hoe het kan dat als je de windingen van de spijker verwijdert, deze nog steeds de spijker op kan tillen en dat als je de spijker vervolgens laat vallen deze wel zijn magnetisme verliest. 

Reacties

Theo de Klerk op 28 maart 2020 om 00:51
>de windingen van de spijker verwijdert, deze nog steeds de spijker op kan tillen

Ik neem aan dat met de 2e "spijker" de paperclip bedoeld wordt. Anders zou de spijker zichzelf optrekken (en buiten de Baron van Münchhausen is dat geloof ik nog niemand gelukt: jezelf optrekken).

Zo zit het niet helemaal. Maar een spijker is gemaakt van een materiaal dat als het gemagnetiseerd wordt (door stroom door de windingen) het niet al zijn magnetisme verliest als de magnetisme bron wordt verwijderd. Dergelijke materialen heten ferro-magnetische materialen. IJzer hoort daartoe, aluminium en hout niet. 
Bij ferromagneten blijven een paar Weiss-gebiedjes (heel kleine magnetisch gerichte stukjes in de spijker) nog uitgelijnd in de richting van het eerdere spoel-magneetveld.
Daardoor is de spijker nog zwak magnetisch. Bij andere materialen worden door de warmte (kamertemperatuur, maar ook veel kouder) die gebiedjes willekeurig door elkaar gehusseld zodat er geen netto-uitlijning is. De gebiedjes wijzen alle kanten op en er is geen netto magnetisme - ook niet heel zwak.

In onderstaande tekening zie je hoe in een materiaal met toenemende sterkte van het magneetveld H de Weissgebiedjes steeds meer dezelfde kant op gaan wijzen en de zo gemaakte magneet sterker doet worden. Of het proces ook helemaal weer ongedaan wordt als H=0 A/m bepaalt of er een "rest magnetisme" achterblijft.






Door erop te slaan, de spijker te laten vallen of andere harde bewegingen uit te voeren schud je die Weiss gebiedjes zelf door elkaar. Elke magneet, hoe sterk ook, wordt zwakker door erop te hameren, hem te laten vallen, te verhitten - elke oorzaak die de Weissgebiedjes door elkaar schudt. 
Bij een zwak magnetische spijker kan het voldoende zijn hem te laten vallen om dat beetje magnetisme door de gerichte Weissgebiedjes alsnog te verstoren tot niks.

Wat je ipv een ijzeren of stalen spijker zou moeten nemen is een spijker van weekijzer (het materiaal dat je veel bij transformatoren ziet). Dat verliest wel al zijn magnetisme en zal de paperclip laten vallen.

Wat je met een ijzeren spijker wel kan doen is een zwaardere paperclip nemen. Zo zwaar, dat met de stroom aan de spijker heel magnetisch wordt en de clip optrekt maar als de stroom uitgezet wordt, het rest-magnetisme van de spijker te zwak is om de clip vast te houden. Die valt dan door zijn gewicht.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)