Hvorfor fungerer magneter bedre, når de er kolde?

Forøgelse af magneternes effektivitet, uanset om de er menneskeskabte superledende magneter eller stykker af jern, kan opnås ved at ændre temperaturen på materialet eller indretningen. At forstå mekanikerne for elektronstrøm og elektromagnetisk interaktion gør det muligt for forskere og ingeniører at oprette disse magtfulde magneter. Uden muligheden for at forbedre magnetfelter ved at sænke temperaturen, ville gavnlige højkraftmagneter, som dem, der anvendes i MR-maskiner, være uden for rækkevidde.

Nuværende

Parameteren, der beskriver en flytende opladning kaldes nuværende. Et magnetfelt genereres, når en strøm bevæger sig gennem et materiale. Forøgelse af strømmen skaber et kraftigere magnetfelt. For de fleste materialer er den ladede partikel i bevægelse elektronen. I tilfælde af nogle magneter, såsom permanente magneter, er disse bevægelser meget små og forekommer inden for materialets atomer. I elektromagneter opstår bevægelsen, når elektronerne bevæger sig gennem en trådspole.

Forøgelse af strømmen

Forøgelse af partikelladningen eller den hastighed, ved hvilken den bevæger sig, øger strømmen. Ikke meget kan gøres for at øge eller mindske elektronens ladning - dens værdi er konstant. Hvad der kan gøres, er imidlertid at øge den hastighed, hvormed elektronen bevæger sig, og det kan opnås ved at sænke modstanden.

Modstand

Modstand, som ordet indebærer, forhindrer strømmen af ​​strømmen. Hvert materiale har sin egen modstandsværdi. For eksempel anvendes kobber til elektrisk ledningsføring, fordi den har en meget lav modstand, mens en blok af træ har en meget høj modstand og gør en dårlig leder. Den nemmeste måde at ændre materialets modstand på er at ændre temperaturen.

Temperatur

Modstand afhænger direkte af temperaturen - jo lavere temperaturen på materialet er, jo lavere er modstanden. Denne effekt øger strømmen og dermed styrken af ​​magnetfeltet. At reducere temperaturen på ledende materialer er den nemmeste og mest effektive måde at lave de magtfulde magneter på i dag.

Superledere

Nogle materialer har temperaturer, hvor modstanden falder næsten til nul. Dette gør strøm næsten nøjagtigt proportional med spændingen og skaber meget stærke magnetfelter. Disse materialer er kendt som superledere. Ifølge fysik for forsker og ingeniører er den kendte liste over disse materialer tal i tusindvis. På baggrund af dette princip arbejder High-Magnetic Field Laboratory på Radboud University i Nijmegen, Holland, en magnet, der er så kraftfuld, at normalt ikke-magnetiske objekter, som f.eks. En frø, kan udtages i et magnetfelt.