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Magnete sind auf unterschiedliche Weise Teil unseres täglichen Lebens. Obwohl die meisten Menschen wahrscheinlich an die bunten Magnete denken, die an ihrem Kühlschrank angebracht sind, gibt es eine viel größere Auswahl an Magneten. Magnete werden in Wissenschaft, Industrie und Alltag eingesetzt. Einige sind natürlich geformt, andere von Menschenhand geschaffen; Einige sind dauerhaft und andere sind vorübergehend.
Typen
Natürliche Magnete sind in einem eisenreichen Mineral namens Magnetit enthalten. Die Erde selbst ist ein Magnet. Die meisten heute verwendeten Magnete sind jedoch künstlich hergestellt und werden durch die Verarbeitung bestimmter Metalllegierungen hergestellt, damit sich die Ladungen ausrichten. Künstliche Magnete können entweder temporär oder permanent sein. Temporäre Magnete können hergestellt werden, indem ein Stück magnetisches Metall wie Eisen gerieben wird oder indem Elektrizität durch die Spulen eines Elektromagneten geleitet wird.
Geschichte
Die frühesten Magnete waren zufällig gefundene Magnetitstücke. Kleine Eisen- und Magnetitstücke wurden vor mehr als 1.000 Jahren von chinesischen Seeleuten als Basiskompasse verwendet. Moderne Studien zum Magnetismus begannen mit der Arbeit von William Gilbert im frühen 17. Jahrhundert, als er feststellte, dass die Erde einen Magnetismus aufweist und dass der Magnetismus durch äußere Prozesse verändert werden kann.
Funktion
Alle Magnete arbeiten nach den gleichen physikalischen Grundprinzipien. In einem Magneten sind die Atome des Metalls in Gruppen angeordnet, die als Domänen bezeichnet werden. Durch die atomare Ausrichtung werden die mikroskopischen Domänen zu Magneten auf dieser Skala. Die Domänen selbst richten sich aus, um den größeren Magneten zu erzeugen. Das Aufbringen von Wärme auf das magnetische Material bewirkt, dass die Ausrichtungen stabil bleiben, wodurch ein Permanentmagnet entsteht.
Größe und Stärke
Die Größe der Magnete variiert erheblich, von winzigen Magneten für die Elektronik und die Fertigung bis hin zu riesigen Magneten für Zyklotron-Experimente in der Physik. Die Stärke dieser Magnete kann ebenfalls stark variieren. Ein Magnet, wie er zum Kleben an Kühlschränken verwendet wird, hat typischerweise eine Stärke von etwa einem Zehntel Tesla, der Einheit der magnetischen Induktion. Der stärkste Magnet aller Zeiten, ein Elektromagnet, der 2001 am US-amerikanischen Energieministerium Berkeley Lab gebaut wurde, hatte eine Stärke von 14,7 Tesla und wurde zum Biegen der Bahnen von Hochgeschwindigkeits-Atompartikeln verwendet.
Leistungen
Eine der wichtigsten praktischen Anwendungen von Magneten ist die Stromerzeugung. So wie Elektrizität in einem Elektromagneten Magnetismus erzeugen kann, kann die Bewegung von Magneten in einem Generator Elektrizität erzeugen. Magnete werden auch für bestimmte Hochgeschwindigkeitszüge, Computer, Telefone, Fabrikmaschinen und Kompasse verwendet.