Hoe werkt een magneet?

Binnen een magneet staan ontelbaar veel kleine magnetische richtingen dezelfde kant op. Daardoor ontstaat rond de magneet een veld dat staal aantrekt en andere magneten aantrekt of afstoot. Dit artikel legt uit hoe dat magnetisme ontstaat, waarom een magneet altijd twee polen heeft en waarom de kracht zo snel afneemt met afstand.

Zoek je eerst het praktische overzicht, met waar een magneet op werkt, waarom de houdkracht tegenvalt en welke je nodig hebt? Begin dan bij magneet: werking, houdkracht en welke je nodig hebt.

De werking van een magneet in het kort

Een magneet heeft een magnetisch veld: het gebied rond de magneet waarin magnetische kracht merkbaar is. Die kracht werkt vooral op ferromagnetische materialen, zoals ijzer, staal, nikkel en kobalt. Koper, aluminium, messing en kunststof worden door een gewone permanente magneet niet of nauwelijks aangetrokken.

Er stroomt niets uit een magneet. Het veld beïnvloedt de magnetische toestand van materialen in de buurt: komt een magneet dicht bij staal, dan wordt het staal tijdelijk zelf magnetisch, en daardoor trekken ze elkaar aan.

Magnetische domeinen en elektronenspin

De werking begint op atoomniveau. Elektronen hebben een magnetische eigenschap die spin wordt genoemd; je kunt die zien als een heel klein magnetisch veldje. In de meeste materialen wijzen deze veldjes alle kanten op en heffen ze elkaar grotendeels op.

In ferromagnetische materialen koppelen naburige atomen hun magnetische richting aan elkaar. Die koppeling heet de uitwisselingswisselwerking, en zij zorgt ervoor dat de uitlijning zich niet beperkt tot één atoom maar zich uitstrekt over hele gebieden. Zulke gebiedjes heten magnetische domeinen. Ontbreekt die koppeling, zoals bij aluminium of titanium, dan blijft het materiaal ondanks losse magnetische momenten niet magnetisch.

Bij een permanente magneet blijft de uitlijning van de domeinen grotendeels behouden nadat het magnetiserende veld is weggenomen. Daardoor bewaart een neodymium magneet of ferrietmagneet zijn magnetisme zonder stroom. Hoeveel er achterblijft, heet de remanentie; hoe dat samenhangt met de hysteresekromme, staat in magnetische hysterese en remanentie.

Waarom is staal wél magnetisch maar geen magneet?

Een gewoon stuk staal heeft ook magnetische domeinen. Die wijzen alleen in alle richtingen, waardoor hun effecten elkaar opheffen en het staal naar buiten toe niets magnetisch laat zien.

Breng je een magneet in de buurt, dan draaien die domeinen mee in de richting van het veld. Dat heet geïnduceerd magnetisme. Het staal wordt tijdelijk zelf een magneet, met tegenover de magneet steeds een tegengestelde pool. Daarom trekt een magneet ijzer altijd aan, welke kant je er ook tegenaan houdt; afstoten doet hij alleen bij een andere magneet. Haal je de magneet weg, dan verliezen de domeinen hun gezamenlijke richting weer grotendeels.

Of een materiaal een magneet kan worden, hangt dus af van de vraag of de uitlijning blijft bestaan als het veld verdwijnt. Materialen waarbij dat gebeurt, heten magnetisch hard. Materialen die hun uitlijning direct weer loslaten, zoals weekijzer, heten magnetisch zacht.

Noordpool en zuidpool

Elke magneet heeft een noordpool en een zuidpool. Tegengestelde polen trekken elkaar aan, gelijke polen stoten elkaar af. Daarom trekken twee magneten elkaar soms krachtig naar elkaar toe en duwen ze elkaar soms van elkaar weg.

Breek je een magneet doormidden, dan ontstaan er geen losse noordpool en zuidpool. Je krijgt twee kleinere magneten, die allebei weer een noord- en een zuidpool hebben. Elk domein heeft zelf al twee polen: hoe klein je het stuk ook maakt, je houdt altijd uitgelijnde domeinen met een noord- en een zuidkant over. Waar de polen liggen, hangt af van de magnetiseringsrichting: bij een schijfmagneet meestal op de platte kanten, bij een diametraal gemagnetiseerde schijf op de zijkant.

Wat zijn magnetische veldlijnen?

Het magnetisch veld rond een magneet kun je voorstellen met veldlijnen. Die laten zien in welke richting de magnetische kracht werkt. Buiten de magneet lopen de veldlijnen van de noordpool naar de zuidpool, binnen de magneet van zuid naar noord. Het zijn dus gesloten lussen die nergens beginnen of eindigen, en ook dat verklaart waarom een losse pool niet bestaat. Waar de lijnen dicht bij elkaar liggen, is het veld sterker; bij de polen liggen ze het dichtst opeen.

Je maakt veldlijnen zichtbaar met ijzervijlsel op een vel papier boven een magneet. De deeltjes richten zich naar het veld en tekenen het patroon. De vorm van de magneet heeft veel invloed op dat patroon.

Waarom trekt een magneet sommige metalen wel aan en andere niet?

Een magneet trekt vooral ferromagnetische materialen aan: ijzer, staal, nikkel en kobalt. Aluminium, koper, messing, goud en zilver reageren niet merkbaar op een gewone permanente magneet.

Bij die metalen ontbreekt de koppeling tussen naburige atomen. Er vormen zich geen domeinen, en er blijft geen netto magnetisch effect over. Koper, goud en zilver zijn bovendien diamagnetisch: ze worden door een magneet heel zwak afgestoten, zo zwak dat je het zonder meetopstelling niet merkt. Waarom roestvast staal zich zo wisselend gedraagt, lees je bij welke metalen niet magnetisch zijn.

Waarom neemt magneetkracht snel af met afstand?

Een magneet werkt het sterkst bij direct contact met een geschikte metalen ondergrond. Zodra er afstand ontstaat, neemt de kracht snel af. Het veld van een neodymium schijfmagneet van Ø 20 × 5 mm meet aan het oppervlak ongeveer 290 mT, op 10 mm afstand nog 81 mT en op 20 mm nog 22 mT. De houdkracht gaat ruwweg met het kwadraat van het veld mee en zakt dus nog sneller. Een luchtspleet van een halve millimeter kan de houdkracht onder bepaalde omstandigheden al halveren, en een laag verf, folie, kunststof of papier levert zo'n spleet op. Hoeveel een luchtspleet kost, verschilt per formaat: een kleine magneet verliest relatief meer dan een grote.

Ook de ondergrond zelf telt mee. De opgegeven houdkracht geldt voor zuiver weekijzer en niet voor gewoon bouwstaal. Bij S235 ligt de werkelijke waarde ongeveer 5 procent lager, bij E360 zo'n 30 procent. Hoe gladder het oppervlak, hoe beter het contact en hoe hoger de kracht.

Daarnaast speelt de dikte van het staal mee. Is de plaat te dun om alle veldlijnen te geleiden, dan raakt het staal magnetisch verzadigd en gaat een deel van de kracht verloren. Dat merk je op een dunne kastwand of een lichte plaatstalen deur: dezelfde magneet houdt daar aantoonbaar minder vast dan op een dikke, vlakke plaat.

Permanente magneten en elektromagneten

Een permanente magneet behoudt zijn magnetisch veld zonder stroom. Voorbeelden zijn neodymium magneten, ferrietmagneten en AlNiCo magneten.

Bij een elektromagneet ontstaat het veld doordat er elektrische stroom door een spoel loopt. Zet je de stroom uit, dan verdwijnt het veld grotendeels; in een ijzeren kern blijft een klein restmagnetisme achter. Elektromagneten zitten in motoren, relais, luidsprekers en hijssystemen.

Waarom kan een magneet kracht verliezen?

Een permanente magneet blijft lang magnetisch, maar hoge temperaturen, sterke schokken, beschadiging of een tegengesteld magnetisch veld kunnen de uitlijning van de domeinen verstoren.

Temperatuur is daarbij het meest onderschatte risico. Boven de Curietemperatuur verliest een ferromagnetisch materiaal zijn ordening volledig; bij neodymium ligt die rond 310 °C. Onomkeerbaar verlies begint al ver daaronder. Voor standaardkwaliteiten ligt de praktische werktemperatuur rond 80 °C, voor N50 en N52 60 tot 65 °C, en een dunne vorm zakt daar nog onder. Blijft een magneet onder die grens, dan is het krachtverlies door warmte tijdelijk en komt het terug als hij afkoelt. Is hij erboven geweest, dan blijft een deel van het verlies. Corrosie, schokken en tegenvelden komen aan bod in waarom een magneet kracht verliest.

De aarde als magneet

Ook de aarde heeft een magnetisch veld. Dat ontstaat door stromingen van vloeibaar ijzer en nikkel in de buitenkern. Het veld beschermt de aarde tegen geladen deeltjes van de zon en richt een kompasnaald noord-zuid.

De noordpool van een kompasnaald wijst naar het geografische noorden. Omdat tegengestelde polen elkaar aantrekken, zit daar natuurkundig gezien een magnetische zuidpool, ook al heet die plek de magnetische noordpool. De namen zijn historisch zo gegroeid. Hoe zwak het aardveld is naast een gewone magneet, rekenen we voor in de aarde als magneet.

Wat betekent dit voor het kiezen van een magneet?

De keuze voor een magneet hangt door al het bovenstaande af van meer dan de opgegeven houdkracht. Vorm, materiaal, coating, magnetiseringsrichting, contactoppervlak en ondergrond bepalen samen hoe een magneet zich gedraagt.

Een kleine schijfmagneet werkt uitstekend voor papier op staal, maar is minder geschikt voor verticale belasting. Een potmagneet richt het veld naar één zijde en levert daardoor veel houdkracht op dik staal. Een rubbermagneet beschermt de ondergrond en geeft meer grip bij schuifbelasting.

Dit artikel hoort bij het onderwerp: Magnetisme & fysica

Laatst bijgewerkt: 14 oktober 2026