Magnete

Magnetismus

Magnetisierung und Entmagnetisierung

Die magnetischen Pole

Magnetische Wirkungen und Felder

Erdmagnetismus und Kompass

Nutzung

Handhabung und Lagerung

Magnetanwendungen im Alltag

Fachwissenschaftlicher Bezug

Schon im Altertum waren die Steine bekannt, die kleine Eisenstücke anziehen konnten. Benannt wurden sie vermutlich nach der griechi-schen Landschaft Magnesia, wo viel magnetisches Eisenerz gefunden wurde.

Als Magnetismus bezeichnet man die Fähigkeit, Gegenstände aus Eisen, Nickel oder Kobalt anzuziehen. Sie ist überwiegend in den ferromagnetischen Stoffen zu finden.

Deswegen fertigt man dauerhafte Magnete aus Eisen, Stahl und verschiedenen Legierungen an, die mit einer Gleichstrom führenden Spule magnetisiert werden.

Aber Magnetismus ist auch anders herstellbar: Streicht man mit einem Magneten mehrmals mit demselben Pol in gleicher Richtung über ein Stück Stahl, wird der Stahl magnetisiert.

Durch Erhitzung oder starke Erschütterung verlieren Magnete ihre Anziehungskraft (Entmagnetisierung).

Magnetisierung und Entmagnetisierung lassen sich mit Hilfe eines Modells erklären:

Man stellt sich vor, dass ferromagnetische Körper (z.B. ein Nagel) sich aus sehr vielen kleinen "Elementarmagneten" zusammensetzen. Sie liegen durcheinander, so dass sich ihre Kräfte aufheben.

Magnetisiert stehen alle kleinen Magnete in die gleiche Richtung Jetzt verstärken sich ihre Kräfte. Der Nagel wird magnetisch.

Das ist auch der Grund, warum ein geteilter Magnet immer noch 2 Pole hat und magnetisch ist.

Magnetismus entsteht wohl durch die gleiche Drehrichtung (Spin) atomarer Teilchen. Letztendlich besteht aber immer noch Forschungs-bedarf, wie die Kräfte entstehen und übertragen werden.

Magnete sind nicht an ihrer gesamten Oberfläche gleich kräftig. Die zwei Stellen, an denen der Magnet am stärksten ist, nennt man Nord- und Südpol. Treffen Magnete aufeinander, stoßen sich gleiche Pole ab, verschiedene ziehen sich an.

	Gleichnamige Pole (Nordpol+Nordpol oder Südpol+Südpol) stoßen einander ab,
	Ungleichnamige Pole (Nordpol+Südpol oder Südpol+Nordpol) ziehen sich an.

Ein Magnet zieht nicht nur bei Berührung an - wie Klebstoff - sondern er wirkt auch über Entfernungen. Diesen Anziehungsraum um den Magneten herum nennt man sein "magnetisches Feld". Mit Hilfe von Eisenfeilspänen kann man die "Feldlinien" seines Raumes sichtbar machen. Je nach Beschaffenheit des Magneten ist das magnetische Feld unterschiedlich groß. (Kinder sprechen von starken und schwa-chen Magneten.) Die magnetische Kraft kann durch Gase, Flüssig-keiten und feste Körper hindurch wirken. Angeheftete Eisenteile geben die Kräfte weiter.
Die so genannten Permanentmagnete erzeugen ein dauerhaftes Magnetfeld. Mittels eines um einen Eisenkern gewickelten Drahtes (einer Spule) kann man unter Stromzufluss ebenfalls ein magnetisches Feld erzeugen. Es ist aber nicht von Dauer. Sobald der Strom abgeschaltet wird, bricht auch das Magnetfeld zusammen.

Frei bewegliche Magnete richten sich immer dem Erdmagnetfeld entsprechend in Nord-Süd-Richtung aus. Dieses Verhalten nutzen die Mensch beim Gebrauch des Kompasses. Kompasse sind sehr unterschiedlich gebaut. Einfache Geräte bestehen jedoch noch immer aus einer frei beweglichen, magnetisierten Nadel über einer Windrose. Der Nordpol der Nadel ist im Allgemeinen blau oder rot gekennzeichnet.
Nicht nur der Mensch, sondern auch viele Tiere wie die Zugvögel orientieren sich am irdischen Magnetfeld. Die genauen Mechanismen ihres "magnetischen Sinns" sind Gegenstand ständiger Forschungen.

Als Ursache für den Erdmagnetismus nimmt man unterirdische Strömungen geschmolzener Metalle an. Diese Bewegungen erzeugen ein elektromagnetisches Feld. Mächtige Wirbel in den Strömungen erklären vielleicht, warum sich die Pole von Jahr zu Jahr leicht verschieben. Die magnetischen Pole der Erde fallen auch nicht genau mit ihren geographischen Polen zusammen. Deshalb weicht die Einstellung der Magnetnadel von der exakten Nord-Süd-Richtung ab.

Magnete finden sich praktisch in jedem Haushalt: Sie werden als Schrankschnapper, Kühlschrankmagnete, Seifenhalter usw. eingesetzt. Kinderspielzeuge enthalten Magnete und die Magnettafel ist in der Schule nicht mehr wegzudenken.

Elektromagnete werden in technischen Bereichen zur Sortierung von Stoffen (z.B. Müllrecycling) oder als Transportmittel für Gegenstände (z. B. als Schrottkran) verwendet. Der Transrapid schwebt mit bis zu 300 km/h schnell sehr dicht über Magnetschienen. In praktisch jedem Elektromotor werden magnetische Kräfte zum Antrieb genutzt.

Bei technischen Anwendungen werden diese Kräfte mit Spulen erzeugt, die einen flexibleren Einsatz erlauben als Permanentmagnete. Von der Vorstellung, Permanentmagnete als billige Energieträger für ein "Perpetuum Mobile" nutzen zu können - wie bei Jim Knopf - , muss man sich leider verabschieden.

Bei der Handhabung und Lagerung von Magneten ist Folgendes zu beachten:

• Magnete nicht fallen lassen oder auf sie schlagen.
• Magnete von anderen eisenhaltigen Experimentiermaterialien getrennt aufbewahren.
• Magnete am besten mit ungleichnamigen Polen nebeneinanderliegend aufbewahren.
• Uhren, Disketten, Festplatten nicht mit Magneten berühren

Es folgt eine Liste von Geräten und Maschinen, die Magnete oder Elektromagnete verwenden. Die Liste stellt eine erste Auswahl dar. Nicht alle Dinge werden die Kinder kennen und benennen können. Aber sie beweist, wie groß die Bedeutung der Magnetkraft in unserer technisierten Welt ist.

• Computer: Diskettenaufnahme- und Leseköpfe, Lautsprecher, Monitor-Ablenkungsspule
• Duschvorhanggewichte
• Fernsehapparat: Ablenkungsspule
• Kopfhörer
• Kreditkarte: Magnetischer Streifen
• Kühlschrank: Türdichtung
• Kühlschrankmagnete
• Lautsprecher
• Mikrowelle
• Spielzeug: Magnetpfeile, Angelspiele, ...
• Spülmaschine: Wasserventil
• Telefon
• Cassetten- und Videobänder
• Cassetten- und Videorekorder (Tonköpfe)
• Türklingel
• Wecker

Speziell in Motoren (Starterrelais, Taktgeber, Sensoren) für:

• Auto: Elektrische Türverriegelungen, Elektrischer Fenstermotor, Innenventilatormotor, Spiegel, Einstellermotor, Startermotor, Scheibenwischermotor
• Cassettenrekorder
• CD-Player, -recorder: Antriebs-, Kopfträgermotor
• Computer: Festplatten, Disketten-, CD-, DVD-Laufwerke/Brenner
• Dosenöffner
• Dunstabzugshaube
• DVD-Player, -recorder: Antriebs-, Kopfträgermotor
• Elektrische Zahnbürste
• Garagentüröffner
• Gebläse
• Herd, Ofen
• Kompressor
• Kühlschrank
• Mikrowelle
• Pumpe
• Quirl
• Spülmaschine
• Timer
• Tonband
• Trockner
• Ventilatoren
• Videorekorder
• Waschmaschine