Hoe werkt een spoel?

Magnetisme ontstaat door de beweging van een elektrische lading. Door de beweging van de atomen in het materiaal. Bij een spoel is het zo dat de geleidende draad is opgewikkeld waardoor de kracht van het veld gebundeld word. Met behulp van een kern word de magnetische kracht hoger omdat er minder weerstand is.

De uitleg van de werking van een electromagnetische spoel begint bij een natuurwet. Het is namelijk zo dat elektrische stroom (de beweging van electronen van de ene plek naar de andere, door een geleider) een magnetisch veld opwekt.
De vorm van zo'n magnetisch veld is echter niet makkelijk te begrijpen, namelijk rond. Stel je een (metalen) draad voor waar de stroom doorheen loopt en gebruik de volgende vuistregel: vorm een vuist met je rechterhand, met je duim uitgestoken. Wijs met je duim in de richting waarin de stroom loopt (oftewel, je wijst richting de min-pool van de batterij). Je gekromde vingers geven dan de circulaire richting van het magnetische veld aan (zie wikipediaplaatje van Bron 1)
Dit effect treedt op bij alle draden waar stroom doorheen loopt en is ook de reden dat er in een gebouw zo veel magnetische stoorvelden zijn waar je met (bijvoorbeeld) microfoons en elektrische gitaren zo veel last van kunt hebben.

Goed, nu we weten hoe een stroomdraad magnetisme veroorzaakt, moeten we nog de vertaalslag maken naar de spoel. Stel je voor dat je de stroomdraad van hierboven in een cirkeltje legt. Alle opgewekte velden versterken elkaar dan en er vormt zich een donutvormig magnetisch veld rondom de lus, waarbij de ene kant van de lus een noordpool vormt en de andere kant een zuidpool (zie het plaatje in Bron 2). Als je de draad nog vaker oprolt, om een kern heen, zal dit effect versterkt worden en uiteindelijk heb je een spoel die een krachtig veld kan opwekken. Zo werkt een elektromagneet en bijvoorbeeld een elektromotor.

Overigens werkt dit principe, net als de meeste natuurwetten, twee kanten op. Wanneer je de spoel in een magnetisch veld beweegt, wordt er er een stroom opgewekt: zo werken een dynamo en een microfoon.

Een combinatie van beide principes kun je ook gebruiken: als je de spoel in een vast magnetisch veld hangt en je stuurt er een stroom doorheen, dan wil de spoel van zijn plek bewegen door de onderlinge kracht van de magnetische velden. Dit is het principe van een luidspreker.