Permanentmagnetismus

Elektrizitätslehre

Permanentmagnetismus

  • Warum zeigen Kompasse immer nach Norden?
  • Wie stellt man Magnete her?
  • Was versteht man unter einem Magnetfeld?
  • Welche Stoffe sind magnetisch?

Auf einem Tisch liegende Eisennägel werden mit einem Stabmagneten angehoben. Mit den Enden des Stabmagneten kann man besonders viele Nägel anheben.

Die Stellen stärkster Anziehung des Magneten heißen Pole.

 

Man bezeichnet denjenigen Pol eines Magneten, der in die geografische Nordrichtung zeigt, als Nordpol.

Meist wird der Nordpol eines Magneten rot eingefärbt, der Südpol grün. Hierfür gibt es die folgende Merkregel:

Nordpol ↔ rot
Südpol ↔ grün

Beachte die farblich angedeutete "Eselsbrücke".

Kraftwirkung zwischen den Polen:

  • Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige Pole ziehen sich an.
  • Je größer der Abstand zwischen den Polen ist, desto geringer ist die Kraftwirkung.

 


Ungleichnamige Pole heben sich in ihrer Wirkung auf.

Teilt man einen Stabmagnet, so entstehen zwei kleinere neue Magnete (es gibt keine magnetischen Monopole).
 

Im Grundwissen über den Dauermagnetismus konnte man sehen, dass bei der Teilung eines Magneten immer wieder neue Magnete entstehen. Denkt man sich diesen Prozess sehr oft fortgesetzt, so kann man die Hypothese aufstellen, dass die kleinsten Elemente eines Magneten wiederum Magnete sind, die man als Elementarmagnete bezeichnet. Mit diesem Gedankenmodell kann man eine Reihe magnetischer Erscheinungen recht gut verstehen. Im Weiteren benutzen wir neben diesem Gedankenmodell auch noch ein materielles Modell: In einem durch einen Korken verschließbares Reagenzglas füllen wir viele Eisenfeilspäne, von denen jeder einzelne einen Elementarmagneten symbolisieren soll.

Zustand Objekt Gedankenmodell materielles Modell
unmagnetisch
magnetisch

Objekt- und Modellverhalten

Magnetisieren

Ein Weicheisenstab wird durch Bestreichen mit einem Permanentmagneten magnetisiert. .

Durch Bestreichen mit einem Permanentmagneten werden die magnetischen Eisenfeilspäne in einem Reagenzglas geordnet und das Kollektiv nach außen magnetisch.

Überprüfung: Im unmagnetisierten Zustand kann man die Abstoßung einer Kompassnadel erreichen, indem man z.B. den Nordpol des Magneten dem Nordpol der Kompassnadel nähert.

Entmagnetisieren

 

Ähnlich wie beim Modellmagneten muss dem magnetisierten Eisenstab Energie zugeführt werden, wenn es zur Entmagnetisierung kommen soll. Dies kann z.B. durch das Klopfen mit einem (unmagnetischen) Hammer oder durch starke Erwärmung des Weicheisenstabes geschehen.

 

Man kommt unschwer auf die Idee, dass eine Entmagnetisierung des Modellmagneten durch ein Schütteln (Energiezufuhr) möglich ist. Dies liefert auch die Idee dafür, wie man beim Weicheneisenstab bei der Entmagnetisierung vorzugehen hat.

Überprüfung: Im unmagnetisierten Zustand stößt sowohl der Eisenstab als auch das gefüllte Reagenzglas keinen der Pole einer Kompassnadel ab sondern zieht diese aufgrund magnetischer Influenz an.

Wenn zunächst unmagnetisches Eisen (oder ein anderer ferromagnetischer Stoff) in der Umgebung eines Magneten selbst zum Magneten wird, so spricht man von magnetischer Influenz.



Nähert man dem zunächst unmagnetischen Eisenstab auf der Oberseite den Nordpol eines Stabmagneten, so richten sich die zunächst ungeordneten Elementarmagnete im Eisenstab aus und auf dessen Unterseite entsteht ein Nordpol, was durch die Abstoßung des Nordpols der Kompassnadel nachgewiesen werden kann.

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