mini|En «hesteskomagnet» laget av en spesiell jernlegering kalt Alnico. Magneten har form som en hestesko slik at de to magnetiske polene er nær hverandre og skaper et sterkt magnetfelt som kan løfte et tungt jernstykke. En magnet er et objekt som omgir seg med et magnetisk felt. Den kan være laget av et ferromagnetisk (eller ferrimagnetisk) materiale slik at den har en permanent magnetisering eller den kan være en elektromagnet som er avhengig av en elektrisk strømforsyning. Fysiske fenomen forbundet med magneter omtales som magnetisme som igjen er forklart ved elektromagnetisk teori.
Magneter utnyttes i elektriske motorer, høyttalere, metalldetektorer, harddisker, lydbånd/databånd, følere i tyverialarmer, dørlukkere, teleslynger for høreapparater, katodestrålerør/TV-rør og MR-maskiner (bildedannelse ved magnetisk resonans). I mange hjem kan magneter sees sittende fast på kjøleskapsdører.
Noen steiner har naturlige magnetfelt og var de første, permanente magneter. I dag kan magneter produseres industrielt. Navnet magnet kommer fra byen Magnisía i Hellas hvor det i oldtiden ble funnet det magnetiske mineralet magnetitt med den kjemiske formelen Fe3O4.
Av slike materialer ble det tidlig lagt kompass hvor den bevegelig delen er en permanent magnet. Den retter seg inn langs Jordens magnetfelt. På den måten sies den enden av magneten som peker mot Den magnetiske nordpolen å være en «nordpol» N for magneten, mens den andre enden kalles magnetens «sydpol» S. Man kan ikke isolere en enkelt N- eller S-pol. Slike magnetiske ladninger eller monopoler finnes ikke. Derimot fremkommer magnetiske effekter fra elektriske strømmer som ble vist av Ørsted, Ampère og formulert i Biot-Savarts lov.
De detaljerte egenskapene til magnetiske materialer ble først forstått ved etableringen av moderne kvantemekanikk. Deres magnetiske felt skyldes bevegelsen til elektronene i materialets atomer i samspill med deres spinn. Slik forklares også at egenskapene til permanente magneter forsvinner ved tilstrekkelig høy oppvarming.
Historie - magnet thumb|240px|På et kart over området rundt Nordpolen tegnet Mercator i 1595 inn et stort fjell som skulle forklare magnetisk tiltrekning. Lenge før magnetiske kompassnåler ble først brukt i Europa, var deres nytte kjent i Kina. Der var det kjent at en magnet som svinger i et vannrett plan, alltid peker i retningene nord og sør. De oppfant med andre ord kompasset. De gamle grekerne hadde mange filosofiske tanker om emnet uten at de nødvendigvis var basert på så mye praktisk erfaring. Lucretius i sitt store verk De Rerum Natura omtalte hvordan en magnet kunne holde fast på en jernring. Dermed ble ringen magnetisert slik at den igjen kunne holde fast i andre ringer. På samme måte kunne en nål av jern bringes i nærheten av en permanent magnet og selv bli magnetisk. Encyclopedia Britannica, 11th edition, Cambridge, England (1911).
Kompasset kom til Europa på 1200-tallet. Dets virkning var i mange år omgitt av myter og overtro. For eksempel mente noen at dets virkning skyldes Nordstjernen eller var forårsaket av spesielle forhold ved den geografiske Nordpolen. S.J. Blundell, Magnetism: A Very short introduction, Oxford University Press, Oxford (2012). ISBN 978-0-19-960120-2.
På begynnelsen av 1900-tallet var de vanligste permanentmagnetene laget av jernlegeringer med wolfram, krom eller kobolt . Den sterke permanentmagneten av materialet alnico ble oppfunnet i 1932 . Den var minst 9 ganger sterkere enn alle eksisterende wolfram-baserte magneter og 1.5 ganger sterkere enn kobolt-baserte magneter. Ferritt-baserte magneter ble vanlige i løpet av 1950-tallet. I 1966 ble samarium-magneten oppfunnet og i 1983 ble neodym-magneten oppfunnet.
Gilbert Den første, vitenskapelige undersøkelse av magnetiske fenomen ble foretatt av William Gilbert som presenterte sine resultat i det kjente verket De Magnete i 1600. Han viste at Jorden selv er en magnet som retter inn kompassnålene. Videre bekreftet han mer presist at mens to ulike poler tiltrekker hverandre, vil to like poler som NN eller SS frastøte hverandre. Ved å dele en magnet i to mellom N-polen og S-polen, fikk man ikke isolert disse, men derimot to nye magneter med hver sine N- og S-poler. Ved å gjenta denne oppdelingen, ville man fortsatt ikke kunne isolere en enkelt pol. Vanlige stavmagneter har to poler. Men magnetiseres en jernring, får man en ringmagnet uten poler.
Med Gilberts forklaring er grunnen til at kompassnålens N-pol peker mot nord, at det finnes en magnetisk S-pol i området rundt den geografiske Nordpolen. Det betyr at Den magnetiske nordpolen i virkeligheten er en magnetisk sydpol, og tilsvarende er Den magnetiske sydpolen en N-pol.
Ved bruk av kompassnåler som kan bevege seg både i det horisontale og vertikale planet, kan man kartlegge retningen til det jordmagnetiske feltet i hvert punkt. Denne retningen blir angitt ved to vinkler som angir den horisontale, magnetiske deklinasjon og den vertikale, magnetiske inklinasjon. Det ble tidlig klart at disse verdiene varierte langsomt med tiden. Allerede i 1692 foreslo Edmond Halley at dette skyldes at de magnetiske polene er festet til en bevegelig sfære inni Jorden. Denne forklaringen er ikke så forskjellig fra hva man vet idag der Jordens magnetfelt skyldes elektriske strømmer i dens indre.
Coulomb thumb|150px|Coulomb undersøkte loven for kraften av en magnet på en kompassnål. På samme måte som elektriske fenomen i tiden etter Gilbert ble forsøkt forklart ved strømninger av to væsker, prøvde man også å beskrive magnetiske fenomen ved en lignende modell. Overskudd eller underskudd av disse væskene skulle da gi opphav til to typer magnetiske ladninger som manifester seg som tilsvarende magnetiske poler. N-polen skyldes positiv ladning og S-polen består av negativ ladning. Som konvensjon ble valgt at de magnetiske kraftlinjene skal gå fra N-pol til S-pol analogt med elektriske feltlinjer.
Magnetiske krefter var forventet å opptre på samme måte som elektriske krefter, det vil si variere med kvadratet av avstanden som i Newtons gravitasjonslov. Kalles de to magnetiske ladningene for qm og q'm, skulle den forventete kraftloven da ha formen
hvor r er den relative avstanden og km er en konstant avhengig av hvilke målenheter som benyttes analogt med Coulombs konstant ke for den elektriske kraften. I SI-systemet har den verdien = 10-7 N/A2 hvor μ0 ofte omtales som den magnetiske konstanten. Enheten for magnetisk ladning qm er derfor A⋅m i dette mest brukte målesystemet. Denne loven for magnetiske krefter ble først tatt systematisk i bruk av John Michell.
På slutten av 1700-tallet gjorde Coulomb nøyaktige målinger av kreftene som virket på polene til magnetnåler. Hans resultat så ut til å være i overensstemmelse med denne loven, men den viste seg snart å ikke være generelt gyldig. Allerede da ble det klart at magnetiske krefter er mer kompliserte enn de tilsvarende elektriske kreftene. Med oppdagelsene til Ørsted og Ampère ble det klart at det er elektriske strømmer som gir opphav til magnetisme. Denne teoretiske forståelsen gjorde det mulig til å finne mer presise lovmessigheter for magnetiske krefter samtidig som den ga en bedre, mikroskopisk forklaring av egenskapene til magnetiske materialer. E.T. Whittaker, A History of the Theories of Aether and Electricity, Longman, Green and Co, London (1910).
Materiale Magnetitt er et naturlig forekommende magnetisk materiale, men i seg selv er det ingen god permanentmagnet. Det er blitt utviklet en rekke andre materialer som i dag brukes for permanentmagneter. De vanligste er ferritt-baserte magneter, alnico-baserte og magneter som inneholder sjeldne jordarter (neodym eller samarium). De sistnevnte er de sterkeste.
Ferritt er et keramisk materiale bestående av i hovedsak jernoksid. Magnetene som lages av ferritt er billige, men sprø, og må behandles mer eller mindre som annen keramikk. De brukes ofte til kjøleskapmagneter og lignende. miniatyr|Neodym-magnet Alnico-magneter er laget av en legering mellom aluminium, nikkel, kobolt og jern. Inntil de sjeldne jordart-magnetene ble oppfunnet, var alnico-magneter de definitivt sterkeste. De ble oppfunnet i 1932.
Magneter som lages av sjeldne jordarter er de sterkeste permanentmagnetene vi i dag kjenner til. De ble først utviklet på 1970 og 1980-tallet. De vanligste består av neodym eller samarium. Disse magnetene er sprø og utsatte for korrosjon og blir derfor vanligvis platterte med et beskyttende materiale. Neodym-magneten er en legering av jern, neodym og bor. Samarium-magneten er en legering av samarium og kobolt. Selv om neodym-magneten er sterkere ved romtemperatur og mye billigere enn samarium-magneten, tåler samarium-magneten høyere temperatur .
Magnetisering
Ved sine eksperimenter og analyse av disse ble Ampère overbevist om at alle magnetiske fenomen skyldes elektriske strømmer som går i lukkete sløyfer. Dette skulle gjelde også for det magnetiske feltet fra permanente magneter. I disse skulle det finnes mikroskopiske strømsløyfer som ga opphav til magnetiske effekter på nøyaktig samme måte som de han hadde observert fra strømførende ledninger. Hver slik strømsløyfe kan beskrives som en magnetisk dipol. Med fremveksten av moderne atomfysikk har dette bildet vist seg å være en meget profetisk antagelse da hans mikroskopiske strømsløyfer tilsvarer elektronenes gang i lukkete baner omkring atomene.
thumb|200px|Magnetiske B-feltlinjer i en magnet forårsaket av Ampère-strømmer i overflaten. I denne modellen til Ampère gir alle de mikroskopiske strømsløyfene opphav til en kontinuerlig fordeling av magnetiske dipolmoment. Det er vanlig å betegne deres midlere tetthet med vektorfeltet M som kalles materialets magnetisering. I prinsippet kan denne variere i rommet, men i mange praktiske situasjoner er den konstant både i størrelse og retning. Det magnetiske momentet til et lite volum V er da og har dimensjon A⋅m2 i SI-systemet.
En sylinderformet stavmagnet med magnetiseringen M rettet langs aksen vil ha nærliggende Ampère-strømmene inni magneten som kansellerer slik at man står igjen med en makroskopisk strøm langs sylinderoverflaten. De gir opphav til et magnetisk felt B som inni magneten er rettet langs dens akse. Dette kan regnes ut fra Biot-Savarts lov. Beregningen blir den samme som for en strømførende spole som leder en strøm per lengdeenhet på overflaten lik med M. Utenfor magneten ser feltet ut som fra en magnetisk dipol når dens volum V er lite nok.
Man kan alternativt tenke seg en slik magnetisk dipol sammensatt av en positiv og en negativ magnetisk ladning ±qm i dens endepunkt. Hvis avstanden mellom dem er gitt ved vektoren d, vil de da sammen utgjøre en magnetisk dipol med moment m = qm d helt analogt med en elektrisk dipol. Selv om slike magnetiske ladninger ikke finnes, kan denne modellen til Gilbert ofte gi en nyttig forståelse av magnetiske krefter.
Magnetiske felt
Utenfor en magnet finnes det et magnetisk induksjonsfelt B som kan beregnes ved å anta at den er beskrevet ved et magnetisk dipolmoment m. Som for en elektrisk dipol plassert origo kan det skrives som
når man benytter enhetsvektoren = r/r som angir retningen til feltpunktet i r. Ligger magnetens akse langs x-aksen, vil feltet lenger ut på denne aksen peke i samme retning og ha størrelse
I et punkt på y-aksen er feltet motsatt rettet og har halvparten av denne verdien for samme avstand til magneten.
Dette resultatet kan man også komme frem til ved å beskrive magneten i Gilberts modell som bestående av to magnetiske ladninger i avstand d. Bruk av Coulombs lov gir da det resulterende feltet fra disse to ladningene som
Når x >> d, kan innholdet av parentesen settes likt 2d/x3 som da gir det samme resultatet når det magnetiske momentet .
Magnetens indre thumb|220px|Ampères modell for B og Gilberts modell for H gir samme resultat utenfor magneten, men ulike felt i dens indre.