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Der Magnet

snOOfy — Fri, 16 Jan 2009 19:24:18 +0000

Magnete und Magnetpole
Es gibt drei Stoffe, die ferromagnetische Eigenschaften besitzen: Eisen, Nickel und Cobalt. Diese Stoffe nennt man auch ferromagnetische Stoffe. Neben natürlichen Magneten, wie sie in Form von magnetischem Eisenerz vorkommen, gibt es auch künstliche. Man stellt sie aus Eisen, Stahl und Legierungen aus Aluminium, Nickel, Cobalt und Eisen (AlNiCo) her. Die Enden eines Magneten heißen Magnetpole (Nordpol und Südpol). Der Nordpol ist meist rot, der Südpol grün gekennzeichnet.

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Besondere Merkmale von Magneten

snOOfy — Fri, 16 Jan 2009 19:24:18 +0000

Besondere Merkmale
Ein Magnet besteht immer aus einem Nordpol und einem Südpol. Einzeln können diese nicht auftreten. Wenn man einen Magneten in der Mitte durchbricht (an der Grenze zwischen Nordpol und Südpol), dann entstehen zwei neue Magneten, die ihrerseits wieder einen Nordpol und einen Südpol besitzen.

Gleichartige Magnetpole stoßen sich ab.

Verschiedenartige Magnetpole ziehen sich an.

Die Magnetkraft nimmt mit kleiner werdendem Abstand schnell zu, mit größer werdendem Abstand schnell ab.

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Die magnetische Kraft durchdringt fast alle Stoffe sowie das Vakuum. Sie wird aufgehalten von den ferromagnetischen Stoffen (Eisen, Nickel, Cobalt) und Legierungen aus diesen.
Presst man zwei Magneten so zusammen, dass die gleichen Pole sich berühren, nimmt die magnetische Kraft nach außen hin zu.

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Hält man die ungleichen Pole zusammen, so dass sich die Magneten anziehen, nimmt die magnetische Kraft nach außen hin ab.

Der Nutzen von Magneten

snOOfy — Fri, 16 Jan 2009 19:24:18 +0000

Der Nutzen von Magneten
Magneten können dazu eingesetzt werden, ferromagnetische von anderen Stoffen zu trennen. Außerdem werden sie für Halterungen und Verschlüsse, wie zum Beispiel an Schränken, verwendet. Eine weitere wichtige Verwendung ist der Kompass: Ein frei aufgehängter Magnet stellt sich immer in Nord-Süd Richtung ein, so dass man mit ihm die Himmelsrichtung bestimmen kann. Auch für die Erzeugung von elektrischer Spannung setzt man bei kleinen Genratoren, wie zum Beispiel Fahrraddynamos, Magneten ein.

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Der Aufbau von Magneten

snOOfy — Fri, 16 Jan 2009 19:24:18 +0000

Der Aufbau eines Magneten

Als Modellvorstellung kann man ferromagnetische Stoffe in kleine Bezirke (Elementarbereiche) aufteilen, die jeder für sich einen eigenen Nordpol und Südpol haben (daher heißen sie auch Elementarmagneten).

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Normalerweise sind die Elementarmagneten ungeordnet. Die Nord- und Südpole zeigen in alle Richtungen, die magnetische Kraft wird dadurch neutralisiert. Man kann die Elementarmagneten in eine bevorzugte Richtung bringen (magnetisieren), der Magnet zeigt dann nach außen hin magnetische Wirkungen. Zeigen alle Elementarmagneten in exakt die selbe Richtung, spricht man von magnetischer Sättigung (stärker kann der Magnet dann nicht mehr werden). Man magnetisiert einen ferromagnetischen Stoff, indem man einen Magneten an ihm entlangzieht und so die Elementarmagneten ordnet. Durch starke Erschütterungen und Temperaturen über 770°C wird ein Magnet wieder entmagnetisiert, die Elementarmagneten geraten in Unordnung.

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In einem Eisen- oder Stahlstück werden beim Magnetisieren keine Materieteilchen bewegt. Nur die Polrichtung der magnetischen Elementarmagneten wird einheitlich ausgerichtet.

Das Magnetfeld

snOOfy — Fri, 16 Jan 2009 19:24:18 +0000

Das Magnetfeld
Jeder Magnet ist von einem Magnetfeld umgeben, in dem die magnetische Kraft zu spüren ist. Dieses Magnetfeld ist unendlich groß, wird aber mit steigender Entfernung schwächer.

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Stellt man viele drehbare Magnetnadeln um einen Stabmagneten herum, so ordnen sich die Nadeln linienförmig an. Diese gedachten Linien nennt man Feldlinien. Die Feldlinien verlaufen per Definition außerhalb des Magneten vom Nordpol zum Südpol und innerhalb des Magneten wieder zurück (magnetische Feldlinien sind immer geschlossen und haben keinen Anfang oder Ende).

Das Magnetfeld wird durch die Elementarmagneten im Magneten erzeugt, die ebenfalls vom Südpol zum Nordpol ausgerichtet sind.

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Das Magnetfeld der Erde
Auch die Erde besitzt ein Magnetfeld, nach dem sich zum Beispiel Kompanden ausrichten. Da die magnetischen Pole nicht exakt mit den geographischen Polen übereinstimmen, zeigt auch der Kompass nicht genau nach Norden/Süden. In Deutschland beträgt die Abweichung etwa 2°. Man nennt sie Deklination. Da die Erde eine Kugel ist, weicht der Kompass mit ihrem Nordpol etwas nach unten. Diese waagerechte Abweichung nennt man Inklination.

Der Nordpol des Kompasses zeigt zu dem Pol, der als Nordpol bezeichnet wurde. Daher liegt nahe dem geographischem Nordpol der magnetische Südpol (weil gleiche Pole sich abstoßen und daher der Nordpol des Kompasses zum magnetischen Südpol zeigt). Der magnetische Nordpol liegt infolge dessen nahe des geographischen Südpols.