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Smiley Re: mal ne andere frage wie funktioniert ein Magnet eigentlich? o.t.
Na ja, so etwas lernt man eigentlich in der Schule, das Fach nannte sich früher mal "Physik" -sollte eigentlich in jedem Physik-Buch stehen, evtl. einfach mal im Internet googeln, oder in eine Büchereri mal ein Physik-Buch ausleihen !!



Aber hier:



Historisches

Die Existenz des Magnetismus war bereits den Griechen im 5. Jh. v Chr. bekannt. Die Namensgebung wird aus der griechischen Mythologie abgeleitet, in der man sich auf den Fundort von magnetischem Eisenerz in der thessalischen Stadt Magnesia sowie auf den Namen eines griechischen Schäfers (Magnetes) bezieht. In China wurde im 2. Jh. n. Chr. die Existenz magnetischer Nadeln beschrieben.



Die erste praktische Anwendung fand der Magnetismus wohl in der Form des Kompasses. Doch erst die industrielle Herstellung von Magnetwerkstoffen ermöglichte die Entwicklung der Magnettechnik.

Ein wichtiges Datum für das uns heute bekannte Anwendungsspektrum stellt die Entdeckung der Beziehung zwischen Magnetismus und Elektrizität durch Hans Chr. Oersted im Jahre 1820 dar. In der Folge gelang es, erste Permanentmagnete (kohlenstoffhaltige Stähle) herzustellen, die ihren Einsatz vorzugsweise in der Elektrotechnik (Dynamos, Elektromotore) fanden.



Anfang dieses Jahrhunderts wurde durch die Forschungsarbeiten von Curie, Longerin, Weiss der Grundstein für die Entwicklung neuer industriell nutzbarer Werkstoffe gelegt. Der Alnico-Magnet (Ni-Co-Al-Fe) gilt als Durchbruch dieser Bemühungen (1932). Dieser permanentmagnetische Werkstoff zeichnete sich durch bedeutend gesteigerte Energiedichte und höhere magnetische Stabilität aus.



Hartferrite stellten in der Folge einen weiteren Entwicklungsschritt im Hinblick auf gesteigerte Koerzitivfeldstärke und günstigere Materialpreise dar. Seit den 60iger Jahren stellen sie aufgrund des sehr guten Preis- / Leistungsverhältnis das Hauptvolumen der eingesetzten Magnetwerkstoffe. Das Leistungspotential von Magneten stieg innerhalb kürzester Zeit durch die Entwicklung neuer Werkstoffe auf Samarium-Kobalt und Neodym-Eisen-Basis um den Faktor 10. Die ständig steigenden Anforderungen drängen zu neuen Entwicklungen. Für die Zukunft sind weiter Fortschritte zu erwarten.









Was ist Magnetismus?

Historisches

Was ist Magnetismus

Natürliche Erscheinungsformen





Was ist Magnetismus?

Wie können wir den Magnetismus verstehen bzw. beschreiben? Die Definition beruht auf Grundlagen der Elementarphysik. Eine Verständliche Beschreibung ist deshalb nur über ein stark vereinfachtes Modell möglich.

In der Physik wird der Elektromagnetismus als eine der vier Urkräfte beschrieben und als "lang reichweitige Kraft" bezeichnet. Die Elektronen tauschen hierbei über Botenteilchen (virtuelle Photonen) Informationen über ihren Ladungszustand aus.



Der für den Bereich der Permanentmagnete verantwortliche Ferromagnetismus entspringt dem "Spin" (der Eigenrotation) der Elektronen. In einem Permanentmagneten sind die Rotationsebenen der einzelnen Elektronen in einer Richtung "fixiert". Hierbei bestimmt die Masse der atomaren "Einzelmagnete", in Bezug auf das Volumen, die Stärke des nach außen wirksamen Magnetfelds. Hieraus folgert, daß keine "Magnetkraft" gespeichert oder erzeugt wird, sondern über eine Gleichrichtung (Orientierung) des vorhandenen Potentials in eine geordnete Formation erfolgt.



Die Magnetisierung eines Stoffes erfolgt über das Anlegen eines externen Magnetfeldes (vorzugsweise erzeugt in einer Stromspule mit Fe-Metall-Joch). Im Gegensatz zu para- und diamagnetischen Stoffen besitzen ferromagnetische Materialien die Eigenschaft, die während des Magnetisierens erstellte Ausrichtung der Elektronen-Rotationsebenen mehr oder weniger gut beizuhalten.



Durch intensive Materialforschungen ist es gelungen, Werkstoffe zu entwickeln, bei denen die Dichte sowie die Stabilität der Orientierung der atomaren Einzelmagnete extrem gesteigert wurde.





Natürliche Erscheinungsformen

Der Magnetismus ist eine natürliche Erscheinungsform. Seit jeher entwickelt sich das Leben auf unserem Planeten unter dem Einfluß des Erdmagnetfeldes.

Einige Tiere nutzen dies zur Orientierung (z. B. Tauben). Auch im menschlichen Gehirn wurde körpereigenes Magnetit nachgewiesen. Ob hierauf ein vielleicht verschütteter oder nur noch rudimentär vorhandener "innerer Kompaß" beruht, wird untersucht.



Von größerer Bedeutung ist sicher der Schutz, den die Magnetosphäre ermöglicht. Durch Anreicherung von atomaren Gas-Teilchen, speziell im Van-Allen-Gürtel, wird die kosmische Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, stark reduziert.



Durch den Sonnenwind erfährt das Erdmagnetfeld eine Deformation mit einer Ausdehnung auf der sonnenabgewandten Seite bis zu mehreren Millionen Kilometern. Von der Erde aus lassen sich magnetisch beeinflußte Prozesse in Form von Polarlichtern und Sonnenprotuberanzen beobachten.



Analog kann man die Erde mit einem riesigen Magneten vergleichen, wobei der Feldlinienverlauf bezeichnenderweise über die "Pole" verläuft. Der Ursprung des Erdmagnetfeldes wird aus der Rotation des flüssigen Erdkerns (bestehend aus Nickel-Eisen) erklärt. Dabei gleichen sich die Rotationsebenen der Elektronen an und erzeugen ein schwaches, jedoch aufgrund des hohen Polabstandes, sehr weitreichendes Magnetfeld





oder





Magnetismus

Magnetismus ist die Eigenschaft eines Magneten, magnetische Stoffe wie Eisen, Nickel und Kobalt anzuziehen.

Der Raum um einen Magneten, in dem magnetische Kräfte feststellbar sind, heißt magnetisches Feld.

Richtung und Größe der magnetischen Kräfte werden durch Feldlinien angezeigt. Diese verlaufen außerhalb des Magneten vom Nordpol zu Südpol und innerhalb vom Südpol zum Nordpol.

Kommen sich zwei gleichartige Pole näher, so stoßen sie sich ab.

Der natürliche Magnetismus lässt sich durch Erschütterung, Ausglühen(Curiepunkt liegt bei 721 °C) und durch Schwächen des magnetischen Wechselfeldes beseitigen.



Elektromagnetismus

Um jeden stromdurchflossenen Leiter bildet sich ein Magnetfeld. Bewegte Ladungen(Strom) sind die Ursache des Elektromagnetismus.

Die Feldlinien des Magnetfeldes liegen wie Kreise um den Leiter. Dir Richtung der Feldlinien werden von der Stromrichtung bestimmt(Schraubenregel). Wird die Stromrichtung geändert, richtet sich das Magnetfeld neu aus.





Parallele Leitungen

Liegen zwei Leiter mit gleicher Stromrichtung nebeneinander, so ziehen sie sich an. Das Feldlinienbild zeigt, daß das Magnetfeld zwischen den Leitern abgeschwächt und außerhalb der Leiter gestärkt wird.

Liegen zwei Leiter mit unterschiedlicher Stromrichtung nebeneinander, so stoßen sie sich voneinander ab. Das Feldlinienbild zeigt, daß das Magnetfeld zwischen den Leitern gestärkt und außerhalb der Leiter geschwächt wird.



Stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld

Stromdurchflossene Leiter werden im Magnetfeld abgelenkt.

Mittels der 3-Fingerregel der rechten Hand kann die Ablenkrichtung des stromdurchflossenen Leiters im Magnetfeld ermittelt werden.

Dazu muss der Daumen in Stromrichtung zeigen. Der Zeigefinger zeigt Feldrichtung des Magnetfeldes an. Der Mittelfinger zeigt in 90° von der Hand ausgesehen in Ablenkrichtung.





Durch eine Überlagerung von Magnetfeld und Leiterfeld kommt es auf der einen Seite des Leiters(rechts) zu einer Verstärkung des Magnetfeldes. Auf der anderen Seite(links) kommt es zu einer Schwächung des Magnetfeldes. Der Leiter wir auf die Seite des schwächeren Magnetfeldes(links) abgelenkt.

Stromdurchflossene Leiter werden in die Richtung der geringeren Feldliniendichte abgelenkt.





für Kinder:



http://www.physikfuerkids.de/lab1/magnet/













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