Inhalt
- Der elektromagnetische Effekt
- Die Quelle der Magnetfelder in der Natur
- Permanentmagnete
- Teile eines Elektromagneten
- Funktionsweise von Elektromagneten
Ein Elektromagnet ist ein künstliches Gerät, das fast genau wie ein natürlicher Magnet wirkt. Es hat Nord- und Südpole, die Nord- und Südpole auf natürlichen Magneten anziehen und abstoßen. Es kann bestimmte Arten von Metallen anziehen. Die Hauptunterschiede zwischen einem Elektromagneten und einem natürlichen Magneten sind die Materialien und die Tatsache, dass ein abgeschalteter Elektromagnet seine magnetischen Fähigkeiten verliert, so das National High Magnetic Field Laboratory.
Der elektromagnetische Effekt
Wie der dänische Physiker Hans Christian Oersted zu Beginn des 19. Jahrhunderts entdeckte, werden Magnetfelder durch elektrische Ströme verursacht. Während seiner Arbeit in seinem Labor stellte er fest, dass alle Drähte, durch die Strom fließt, Kompassnadeln beeinflussen können, als wären sie Magnete. Dies wurde als elektromagnetischer Effekt bezeichnet, heißt es in MAGCRAFT Rare Earth Magnets.
Die Quelle der Magnetfelder in der Natur
Die Atome, aus denen natürliche Magnete bestehen (wie alle Atome), bestehen aus winzigen negativen elektrischen Ladungen, die als Elektronen bezeichnet werden, und kleinen positiven elektrischen Ladungen, die als Protonen bezeichnet werden. Die Elektronen drehen sich und bewegen sich um ihre Atome, was sie zu kleinen Strömen macht. Die Elektronen aller Atome erzeugen daher winzige Magnetfelder.
Permanentmagnete
Nach Angaben des National High Magnetic Field Laboratory weisen diese Magnetfelder in den meisten Substanzen in alle Richtungen, so dass sich all diese winzigen Magnetfelder in der Regel zu nichts summieren, weil sie zu stark gegeneinander wirken. In einigen Materialien können sich die Felder ausrichten und miteinander interagieren, wodurch das Objekt ein starkes Magnetfeld erhält. Solche Objekte nennt man Magnete. Permanentmagnete bestehen immer aus Substanzen wie Magnetit, Eisen, Nickel oder Neodym.
Teile eines Elektromagneten
Ein Elektromagnet besteht aus einer Drahtspule, einer Batterie und einem Stück Eisen. Kupfer, ein nicht magnetisches Material, ist um das Eisen gewickelt, das als „Kern“ bezeichnet wird. Während Eisen zu einem Permanentmagneten verarbeitet werden kann, ist der Eisenkern eines Elektromagneten kein Magnet. Alle Materialien, aus denen ein Elektromagnet besteht, sind nicht magnetisch.
Funktionsweise von Elektromagneten
Wenn die Batterie an die Spule angeschlossen ist, fließt Strom durch sie. Wie Oersted herausgefunden hat, erzeugt der Draht, aus dem die Spule besteht, ein Magnetfeld. Da der Draht fest aufgewickelt ist, stapeln sich diese Magnetfelder. Da Eisen eine hohe magnetische Permeabilität aufweist, verstärkt es das vom Draht erzeugte Feld. Sobald jedoch der Strom aus der Batterie unterbrochen wird, hört der Strom auf, und dies bedeutet, dass das Magnetfeld verschwindet. Dies ist der Grund, warum Elektromagnete temporäre Magnete sind, erklärt das National High Magnetic Field Laboratory.