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Dauer- und Elektromagnete
- Magnetismus, Magnetfelder, Lorentzkraft (8:52 Minuten)
Einige Videos sind leider bis auf weiteres nicht verfügbar.
Einleitung
Magnete sind Körper, die andere Körper in ihrer Umgebung magnetisch beeinflussen. Die Bereiche mit der größten magnetische Kraft werden Magnetpole genannt. Jeder Magnet hat zwei davon, einen Nord- und einen Südpol.
Dauermagnete
Dauermagnete werden aus ferromagnetischen Stoffen hergestellt, z.B. Eisen, Kobalt, Nickel. Sie bestehen aus vielen kleinen Strukturen, welche Elementarmagnete genannt werden und sich wie kleine Magnete verhalten. Sie können durch verschiedene Prozesse magnetisiert werden. Ein einfaches Beispiel ist in der folgenden Animation erklärt.
ResetStart
Die Elementarmagnete des Stoffes sind zunächst in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet. Wird ein starker Magnet in die Nähe des Stoffes gebracht, so richten sich diese kleinen Magnete aus. Der Stoff wird zu einem Dauermagneten.
Teilung von Magneten
Man kann einen Magneten nicht so teilen, dass man einen Nordpol und einen Südpol erhält. Stattdessen haben die Bruchstücke auch wieder einen Nord- und eine Südpol. Dies lässt sich mit Hilfe der Elementarmagneten erklären.
ResetStart
Magnetische Wirkung
Jeder Magnet übt auf andere Magnete und auf Körper aus ferromagnetischen Stoffen Kräfte aus. Dabei gilt:
Gleiche Magnetpole stoßen sich ab und ungleiche Magnetpole ziehen sich an.
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Magnetisches Feld
Analog zu den elektrischen Feldern existieren in der Umgebung von Magneten magnetische Felder. Die folgenden Abbildungen zeigen 3D-Ansichten eines Stab- und eines Hufeisenmagneten. Die magnetischen Felder sind durch Feldlinien (blau) gekennzeichnet.
Stabmagnet
Hufeisenmagnet
Auch um stromdurchflossene Leitern und Spulen entsteht ein Magnetfeld.
Stromdurchflossener Leiter
Stromdurchflossene Spule
Richtung des Magnetfeldes - Linke-Faust-Regel
Linke-Faust-Regel
Man kann die Richtung des Feldes um einen stromdurchflossenen Leiter mit der Linken-Hand-Regel bestimmen.
Dazu legt man die linke Hand so um den Leiter, dass der Daumen in Richtung des Elektronenflusses zeigt (also von - nach +). Die Richtung der Finger zeigt dann die Richtung des Feldes an.
Simulation von Feldlinien
Hinzufügen:
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Quellen
- Wikipedia: Artikel über "Magnetismus"
- Wikipedia: Artikel über "Dauermagnet"
- Wikipedia: Artikel über "Elektromagnet"
Literatur
- Dorn/Bader Physik - Sekundarstufe II, S. 34 ff.
- English version: Article about "Permanent Magnets and Electromagnets"