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Ein Permanentmagnet ist ein Magnet, der sein Magnetfeld nicht verliert. Aber was macht einen Magneten dauerhaft? Um dies zu verstehen, müssen wir wissen, wie Magnete funktionieren. Magnetismus ist ein Aspekt des Phänomens, das als elektromagnetische Kraft bekannt ist, eine grundlegende Kraft des physikalischen Universums. Magnetismus wie sein anderer Aspekt, die Elektrizität, manifestiert sich als ein Feld. Was einen Magneten ausmacht, ist, wenn bestimmte Stoffe und Elemente mit einem starken Magnetfeld induziert werden. Bei Permanentmagneten bleibt dieses Feld über die Zeit ohne Abschwächung bestehen.
Ein Permanentmagnet ist aufgrund der Ausrichtung seiner Domänen ein Magnet. Domänen sind die kleinen Magnetfelder, die der kristallinen Struktur von ferromagnetischen Materialien innewohnen. Ferromagnetische Materialien sind die einzigen Stoffe, die zu Magneten verarbeitet werden können. Normalerweise sind es Eisen, Nickel oder Legierungen, die hergestellt werden, oder Seltenerdmetalle. Ein Magnet wird erzeugt, wenn bestimmte Bedingungen dazu führen, dass separate Domänen in einem ferromagnetischen Gegenstand alle in die gleiche Richtung ausgerichtet sind. Mit der in den meisten Fällen verwendeten Methode können jedoch nur schwache Magnete hergestellt werden. Dies geschieht normalerweise durch direkten Kontakt mit einem von Natur aus magnetischen Material oder indem ein elektrischer Strom durch ihn geleitet wird. Im Falle eines durch Reiben an einem starken Magneten erzeugten Feldes ist es jedoch zu schwach und wird mit der Zeit verblassen, wenn die Domänen in ihre ursprünglichen Positionen zurückkehren.
Permanentmagnete werden hauptsächlich durch Erhitzen eines ferromagnetischen Materials auf eine hohe Temperatur hergestellt. Die Temperatur ist für jede Metallart spezifisch, hat jedoch den Effekt, dass die Domänen des Magneten in einer dauerhaften Position ausgerichtet und „fixiert“ werden. Es wird vermutet, dass derselbe Prozess im Inneren der Erde natürliche Permanentmagnete erzeugt.
Permanentmagnete sind für ihren industriellen Einsatz insbesondere bei der Stromerzeugung und bei Elektromotoren wichtig. Der Induktionsprozess für Turbinen und Generatoren benötigt Permanentmagnete, um mechanische Bewegung in Energie umzuwandeln. Sie sind auch für Elektromotoren in vielen Elektronikbereichen wichtig, die die Umkehrung der Induktion von elektrischem Strom nutzen, um mechanische Energie zu erzeugen. Wie Sie sehen, könnten wir ohne den Permanentmagneten die Möglichkeiten der Elektrizität in modernen Geräten nicht voll ausschöpfen.
Wir haben viele Artikel über Permanentmagnete für Universe Today geschrieben. Hier ist ein Artikel über Stabmagnete und hier ist ein Artikel über Supermagnete .
Weitere Informationen zu Permanentmagneten finden Sie in diesen Artikeln von Hyperphysik und Praktische Physik .
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast rund um Magnetismus aufgenommen. Hör zu, Folge 42: Magnetismus überall .
Verweise:
Hyperphysik
Wie Magnete funktionieren
