___________________________________________________________________
Elektrisiteit
en magnetisme (2)
Vir baie mense is 'n magneet bloot
'n speelding -- iets waarmee jy spykers en spelde kan optel. Maar magnetisme is
'n baie belangrike natuurkrag. Die aarde self is soos 'n reuse magneet...
___________________________________________________________________
DIE aand van 25 Januarie 1838
word die brandweer van Windsor in Brittanje ont¡bied om 'n brand in die
Windsor-kasteel te blus. Toe hulle daar aankom, vind hulle tot hul verbasing
dat daar geen brand is nie.
Hulle staar op na die rooi gloed in
die lug bokant Londen. Dit lyk of die helfte van die stad aan die brand is.
Maar hoe dan nou? Hulle jaag kruis en dwars deur die strate, maar nΩrens kry
hulle die vuur nie.
Wat Brittanje -- en inderdaad die
grootste deel van Europa -- op hierdie heuglike aand ervaar het, was 'n aurora.
Auroras is manjifieke ligvertonings
in die naghemel. Hulle hou verband met die aarde se magneetveld en word meestal
net in die verre noorde en suide van ons planeet waargeneem.
Hulle neem die vorm van boδ, stroke
of wolke aan wat in verskeie kleure deur die nag gly of flikker. Partykeer is
hulle net 'n paar uur lank sigbaar, soms etlike weke.
Die waarneming van auroras.is reeds
in die antieke tyd opgeteken en, hoewel daardie ou mense dit nie besef het nie,
was hulle besig om na 'n gevolg van die aarde se magnetisme te kyk.
Sowat 2000 jaar gelede het mense ook
die magnetiese eienskappe van sekere soorte gesteentes ontdek. Vol¡gens
oorlewering het 'n skaapwagter in Klein-Asiδ (vandag Turkye) opgemerk dat die
ysterspykers in sy stewels en die ysterpunt van sy staf aan die rots vasgesit
het waaroor hy geklim het.
Die ou Grieke het met hierdie skynbare towerklip (magneetsteen) geδksperimenteer en agtergekom dat, as dun skerfies van die klip aan stukkies garing opgehang word, hulle altyd in 'n noord-suid-rigting tot rus kom.
Die geroemde kompas van latere eeue
werk ook volgens hierdie beginsel. Dit is 'n kaart van die windstreke met 'n
mag¡neetnaald daarbo wat op 'n spil balanseer. Hoe sou die ou seevaarders ooit
daarsonder hul rigting in die sewe seδ gevind het, kan 'n mens wel vra.
Maar wat is magnetisme?
Magnetisme is die eienskap van
stowwe soos yster, kobalt of nikkel om in sekere omstandighede kragte op me¡kaar
uit te oefen as gevolg van die beweging van die elektrone om die atoomkerns.
'n Magneet is iets wat klein
voorwerpies van sekere metale aantrek en aanmekaar laat kleef.
Magnetisme word deur elek¡triese
ladings veroorsaak. Dit is dus moontlik om 'n magneet te maak sonder om van 'n
magnetiese stof gebruik te maak. Wanneer 'n elektriese stroom byvoorbeeld deur
'n stuk draad gestuur word, word 'n magneetveld om die draad opgewek. As die
stroom afgeskakel word, verdwyn die magneetveld (elektromagnete is dus nie
permanente magnete nie).
Word die draad in 'n spoel opgerol,
is die magneetveld selfs sterker.
Magnetisme wat deur 'n elektriese
stroom geskep word, word elektromagne¡tisme genoem en word wyd en syd in die
moderne wΩreld aangewend, in huise, fabrieke en laboratoriums (kyk
"Gebruike van magnete").
òáá
DIE studie van magnete is fassinerend. Waarom, kan die student
byvoorbeeld wonder, trek 'n staafmagneet meer voorwerpe na sy punte (pole) toe
aan as na sy middel toe?
En hoekom, wanneer 'n magneet aan 'n
stuk lyn hang, neig hy so knaend noord-suid? (Die pole, word gesΩ, is
noord-soekend en suid-soekend).
Nog iets interessants: as jy 'n
staafmagneet in twee breek, verskyn nuwe pole daar waar dit gebreek is. Jy het
dus nou twee nuwe, swakker magnete. Hoekom s≤?
òáá
NET soos met elektriese ladings, stoot eenderse pole mekaar af en trek
teenoorgesteldes mekaar aan. Jy kan die aantrekkingskrag voel as jy twee
teenoorgestelde pole van mekaar af wegtrek. Indien jy twee eenderse pole
bymekaarbring, beweeg die magnete van mekaar af weg.
òáá
WETENSKAPLIKES glo dat magnete uit miljoene eenheidjies bestaan, wat in
sogenaamde domeine saamgegroepeer is.
Elke eenheid tree soos 'n
miniatuur-magneetjie op. In gewone metale is hierdie domeine in 'n warboel, met
die gevolg dat hul magneetvelde mekaar uitkanselleer. Maar wanneer 'n metaal
naby genoeg aan 'n magneet geplaas word om deur sy magneetveld geraak te word,
rangskik die domeine hulle almal in dieselfde rigting en die metaal word
gemagnetiseer.
òáá
DIE gebied om 'n magneet wat deur sy magne¡tisme geraak word, staan
bekend as die magneetveld. Die magneetveld is altyd die sterkste by die pole en
die swakste weg daarvan af -- dus in die middel van die magneet.
Die lyne van magnetiese krag kan
aangetoon word deur die magneet op 'n vel papier te plaas, ystervylsels oor die
papier te strooi en die papier te tik. Die ystervylsels vorm 'n patroon om die
magneet en toon die magneetveld daarom heen aan.
òáá
SEKERE trekdiere gebruik die aarde se magneetveld om hulle te help koers
hou. Baie soorte voδls, reken die wetenskaplikes, gebruik die son en sterre as
gids wanneer die weer mooi is en die aarde se magneetveld wanneer die lug
betrokke is.
Diere soos walvisse, dolfyne en
tornyne kan op dieselfde manier hul weg in die see vind.
Duiwe, bye, skoenlappers, slakke en
salms het klein korreltjies magnetiet in hul liggame, wat dalk soos ingeboude
kompasse werk om hulle te help wanneer hulle trek.
òáá
DIE aarde is soos 'n reuse magneet omhul deur 'n magneetveld. Die veld word opgewek vanweδ
die kern van yster en nikkel in die middel van ons planeet. Die temperatuur in die gesmelte
buitekern veroorsaak daar konveksiestrome, wat volgens geleerdes die aarde
se magneetveld skep.
Die aarde se magnetisme opereer in
'n gebied genaamd die magnetosfeer, wat ver in die ruimte in uitstrek. Strome
elektries gelaaide deeltjies van die son -- die sonwind genoem -- vloei gedurig
na die aarde toe, en is soos 'n wind wat die magnetosfeer tot 'n lang stert
uitwaai.
Normaalweg keer die aarde se
magneetveld die gelaaide deeltjies weg. Wanneer daar egter baie deeltjies is,
kan party die atmosfeer binnedring en na die aarde se magnetiese pole beweeg.
Hier bombar¡deer hulle atome en molekules in die lug en stel energie vry, wat
die auroras veroorsaak.
Die aarde se magnetiese pole val nie
heeltemal saam met die geografiese Noord- en Suidpool nie. Die magnetiese
noordpool is naby Bathurst-eiland in Noord-Kanada en die magnetiese suidpool in
Wilkesland in Antarktika. Deur ou gesteentes te bestudeer, het geleerdes
vasgestel dat die aarde se magnetiese pole deur die eeue gedurig verander het.
òáá
HOEWEL ons dalk nie eens daarvan bewus is nie, is magnete en magne¡tisme
'n integrerende deel van die alledaagse, moderne lewe.
Telefone, radio's en televisiestelle
bevat elektromagnete wat inkomende elektriese impulse in klanke omskep.
Klein elektromagneetjies word ook in
moderne apparate soos elektriese deurklokkies, bandopnemers, luidsprekers,
mikrofone en rekenaars gebruik.
Die baie elektriese motore om ons
bevat elektromagnete. Motors ge¡bruik elektriese motore om aan die gang te kom
en ruitveδrs te laat werk.
In rommelwerwe is daar hyskrane met
elektromagnete wat swaar metaalvoorwerpe optel en verskuif. In die 1820's is al
elektromagnete gebou wat
'n las van meer as een ton kon oplig.
Magnete word gebruik om
elektrisiteit op te wek. Daarsonder kan ons nie die enorme hoeveelheid krag
lewer wat ons in ons huise, skole, kantore en fabrieke gebruik nie.
Die vroegste gebruik van 'n magneet
was waarskynlik as 'n kompasnaald. Chinese soldate het glo tot duisend jaar
gelede reeds kompasse in die skeepvaart gebruik.
Die ou geleerdes het eers gereken
die kompasnaald word straks na sekere sterre toe "aangetrek". In 1600
het die Engelse wetenskaplike William Gilbert met 'n revolusionΩre nuwe
gedagterigting vorendag gekom. Hy het die moontlikheid geopper dat die aarde
self 'n reuse magneet kan wees -- vandaar die noord-suid-neiging van die kompas¡naald.
òáá
N┴ die verstommende ontdekking dat elektrisiteit magne¡tisme kon bewerkstellig,
het wetenskaplikes begin wonder of magnetisme ook gebruik kon word
om elektrisiteit op te wek.
Dit was die Engelse genie Michael Faraday (1791-1867) wat
agtergekom het hoe hy elektrisiteit deur 'n draad kon laat vloei -- slegs deur
middel van 'n magneet.
Die beginsel van sy bevindinge is
eenvoudig. Wanneer 'n magneet binne-in spoeldraad tol, word elektrisiteit
opgewek -- so veel as wat ons wil hΩ solank ons net die magneet laat aanhou
draai. Al wat ons nodig het, is 'n kragbron, soos stoom, om die magneet te laat
tol.
Die meeste van die elektrisiteit wat
ons gebruik, word presies s≤ in kragsentrales opgewek, met reuse masjiene wat
generators genoem word. Energie is nodig om 'n generator aan te dryf. In die
meeste kragsentrales word die energie verkry deur brandstowwe te verbrand.
Water- en kernkrag word ook hiervoor ingespan.
In kragsentrales wat
fossielbrandstowwe verbrand, is daar vier hoofstappe om elektrisiteit op te
wek:
1. Eers word steenkool, olie of gas
verbrand om hitte te skep. (In 'n kernkragsentrale word die hitte deur
kernreaksie gegenereer.)
2. Hitte word gebruik om water te
kook wat in stoom onder hoδ druk verander word.
3. Stoom word gebruik om die dryfas
te draai van 'n masjien wat 'n stoomturbine genoem word.
4. Die bewegende turbine draai die
dryfas van 'n generator. Dit is 'n kragtige elektromagneet, bra soos 'n enorme
dinamo.
òáá
Suid-Afrika en Siberiδ lewer die kragtigste magneetstene (ystererts wat yster
aantrek) ter wΩreld.
òáá
Wanneer gesteentes vorm, kan die bepaalde rigting van die aarde se
magneet¡veld in diΘ betrokke tyd in die rots behoue bly. Geoloδ kan die
magneetveld bepaal in bakstene van tot 3 000 jaar gelede, byvoorbeeld in die
tempel van die farao Rameses II.
____________________________________________________
Terug na
inhoudsblad -- klik hier
_________________________________________________________________
Ons Wonderlike
WΩreld op CD, 2004 - Uit Huisgenoot se Jongspan