Magnetische veldlijnen: hoe het magnetisch veld van een magneet verloopt

Veldlijnen zijn een tekenmodel, geen draden in de ruimte. Toch verklaren ze veel van wat je met een magneet in handen merkt: waarom hij aan de polen het hardst trekt, waarom twee magneten eerst draaien voordat ze aanslaan, en waarom hij op dun staal minder vasthoudt dan op dik staal.

Welke regels gelden voor magnetische veldlijnen?

Elke tekening van een magnetisch veld volgt dezelfde vier regels. Ze zijn geen afspraak tussen tekenaars, maar volgen uit hoe een magnetisch veld werkt.

• Richting. Buiten de magneet lopen de lijnen van noord naar zuid, binnenin van zuid naar noord. Het noordeinde van een kompasnaald wijst met de lijn mee.
• Gesloten lussen. Een veldlijn heeft geen begin en geen eind. Een magneet met alleen een noordpool bestaat daarom niet: breek je een magneet doormidden, dan heb je twee magneten met elk twee polen.
• Nooit kruisen. Op één punt heeft het veld één richting. Twee lijnen die elkaar kruisen, zouden daar twee richtingen tegelijk betekenen.
• Dichtheid is sterkte. Hoe dichter de lijnen, hoe groter de fluxdichtheid, uitgedrukt in tesla. Aan de polen komen alle lijnen samen; daar is het veld het sterkst.

Het aantal lijnen in een tekening zegt niets. Of iemand acht of twintig lijnen rond een staafmagneet tekent, is een keuze; alleen de verhouding tussen dicht bij de polen en wijd aan de zijkant heeft betekenis. Hetzelfde geldt voor de ketens die ijzervijlsel vormt. Dat zijn deeltjes die aan elkaar blijven hangen, geen afzonderlijke veldlijnen. Lijnen tellen om twee magneten te vergelijken heeft dus geen zin.

Hoe snel wordt het veld zwakker met afstand?

Snel. Vanaf de pool waaieren de lijnen uit, en hoe verder ze uit elkaar liggen, hoe zwakker het veld. Op de as van een neodymium schijf van 20 × 10 mm (N42) is het veld ongeveer 460 mT aan het oppervlak, 120 mT op 1 cm, 35 mT op 2 cm, 3,8 mT op 5 cm en 0,56 mT op 10 cm. Ver van de magneet geldt grofweg: verdubbel je de afstand, dan houd je een achtste over. Op ongeveer 23 cm is het veld van deze magneet niet sterker meer dan dat van de aarde, dat in Nederland rond de 0,05 mT ligt. Het meten van zulke waarden, en waarom een opgegeven gauss-waarde weinig zegt, behandelen we in het artikel over magnetische fluxdichtheid.

Veld en kracht zijn niet hetzelfde. Een N52 trekt ongeveer 1,5 keer zo hard als een even grote N35, maar zijn veld is maar zo’n 20 procent sterker: de remanentie stijgt van ongeveer 1,19 naar 1,45 tesla. De houdkracht gaat mee met het kwadraat van het veld, en 1,2 × 1,2 is bijna 1,5. Veldsterkte tegenover trekkracht laat zien waarom die twee zo verschillend schalen.

Hoe lopen veldlijnen tussen twee magneten?

Bij aantrekken lopen de lijnen van de noordpool van de ene magneet rechtstreeks naar de zuidpool van de andere. Hoe kleiner de spleet, hoe meer lijnen die korte route nemen en hoe harder de magneten naar elkaar toe schieten. Liggen ze scheef, dan draaien ze eerst tot hun polen recht tegenover elkaar staan.

Bij afstoten buigen de lijnen van beide magneten van elkaar weg. Precies tussen twee gelijke polen ligt een punt waar de velden elkaar opheffen; met ijzervijlsel zie je daar een lege plek.

Waarom trekt staal de veldlijnen naar zich toe?

Staal geleidt een magnetisch veld honderden tot duizenden keren beter dan lucht. Koolstofstaal heeft een relatieve permeabiliteit rond de 100, zuiver ijzer rond de 5.000, en lucht en aluminium zitten op 1. De veldlijnen lopen daarom liever door een stuk staal dan door de lucht eromheen, en die verkorte route is de aantrekkingskracht die je voelt. Op aluminium ontbreekt zo’n route, en daarom blijft een magneet niet aan aluminium hangen.

Staal kan wel maar een beperkte hoeveelheid veld dragen: rond 1,5 tot 2 tesla raakt het verzadigd. Is de plaat te dun, dan past niet alles erin en lekt de rest weg door de lucht. Dat deel van de houdkracht ben je kwijt. Bij een dunne staalplaat achter een magneet gebeurt precies dat.

Een potmagneet gebruikt het principe bewust. De stalen pot leidt de lijnen van de achterkant van de magneet naar de rand aan de voorkant, zodat beide polen op het contactvlak liggen. Op direct contact met dik staal houdt hij daardoor veel meer vast dan dezelfde magneet zonder pot. Het veld reikt wel minder ver: een laag verf of een luchtspleet van een paar millimeter kost een potmagneet relatief veel.

Hoe bepaalt de vorm het veld en de kracht?

Met dezelfde hoeveelheid neodymium kun je een platte schijf maken of een hoog, smal cilindertje, en die gedragen zich heel anders. De tabel vergelijkt drie N42-schijfmagneten met (bijna) evenveel materiaal, op dik staal.

De hoge, smalle magneet heeft aan zijn pool het sterkste veld, maar houdt 40 % minder dan de platte schijf. Zijn veld zit op een contactvlak van 79 mm², tegen 314 mm² bij de schijf van Ø20 mm. Houdkracht hangt af van het veld én van het vlak waarover het werkt. Een hoge gaussmeterwaarde zegt dus weinig over hoeveel een magneet houdt.

Hoger maken loont tot de magneet ongeveer even hoog is als breed; daarboven komt er aan het contactvlak nauwelijks veld bij. Voor houdkracht op staal win je vanaf dat punt meer met breedte dan met hoogte.

Andere vormen volgen dezelfde logica. Bij een staafmagneet die over de lengte gemagnetiseerd is, zit het veld aan de twee uiteinden en houdt alleen een kopse kant. Bij een ringmagneet ontbreekt het materiaal in het midden, dus het contactvlak is kleiner dan bij een volle schijf met dezelfde buitenmaat.

Hoe maak je veldlijnen zichtbaar?

Met ijzervijlsel. Leg een vel dun papier over de magneet, strooi ongeveer een theelepel vijlsel uit over een A5-vel en tik een paar keer tegen de rand. De deeltjes worden kleine magneetjes en richten zich langs het veld. De stappen, van afdekken tot opruimen, staan in het ijzervijlselexperiment.

Strooi vijlsel nooit rechtstreeks op een neodymium magneet. Het hecht zich in de coating en je krijgt het er nauwelijks meer af.

Ijzervijlsel hoef je niet te kopen om het veld te zien. Een gewoon kompas werkt ook. Leg het op een vel papier naast de magneet, zet een stip bij het noordeinde van de naald, schuif het kompas naar die stip en herhaal dat. De rij stippen is een veldlijn. Buiten doet een kompas hetzelfde met het veld van de aarde: het noordeinde wijst naar het geografische noorden, en magnetisch gezien ligt daar dus een zuidpool (zie de aarde als magneet).

Dit artikel hoort bij het onderwerp: Magnetisme & fysica

Laatst bijgewerkt: 13 oktober 2026