Video: Magnetismus einfach erklärt (X-Men) 2024
Magnete sind Materialien, die Magnetfelder erzeugen, die spezifische Metalle anziehen. Jeder Magnet hat einen Nord- und einen Südpol. Gegenüberliegende Pole ziehen sich an, während sich Pole abstoßen.
Während die meisten Magnete aus Metallen und Metalllegierungen hergestellt werden, haben Wissenschaftler Möglichkeiten entwickelt, Magnete aus Verbundwerkstoffen wie magnetischen Polymeren herzustellen.
Was erzeugt Magnetismus?
Der Magnetismus in Metallen wird durch die ungleichmäßige Verteilung von Elektronen in Atomen bestimmter Metallelemente erzeugt.
Die unregelmäßige Rotation und Bewegung, die durch diese ungleichmäßige Verteilung von Elektronen verursacht wird, verschiebt die Ladung innerhalb des Atoms hin und her und erzeugt magnetische Dipole.
Wenn sich magnetische Dipole ausrichten, erzeugen sie eine magnetische Domäne, einen lokalisierten magnetischen Bereich, der einen Nord- und einen Südpol aufweist.
In unmagnetisierten Materialien sind magnetische Domänen in verschiedene Richtungen ausgerichtet und heben sich gegenseitig auf. Während in magnetisierten Materialien die meisten dieser Domänen ausgerichtet sind und in die gleiche Richtung weisen, entsteht ein magnetisches Feld. Je mehr Domänen miteinander ausgerichtet sind, desto stärker ist die Magnetkraft.
Arten von Magneten:
- Permanentmagnete (auch Hartmagnete genannt) sind solche, die ständig ein Magnetfeld erzeugen. Dieses Magnetfeld wird durch Ferromagnetismus verursacht und ist die stärkste Form von Magnetismus.
- Temporäre Magnete (auch Weichmagnete genannt) sind nur in Anwesenheit eines Magnetfeldes magnetisch.
- Elektromagnete benötigen einen elektrischen Strom, um durch ihre Spulendrähte zu laufen, um ein Magnetfeld zu erzeugen.
Die Entwicklung von Magneten:
Griechische, indische und chinesische Schriftsteller dokumentierten vor mehr als 2000 Jahren Grundkenntnisse über Magnetismus. Das meiste dieses Verständnisses basierte auf der Beobachtung der Wirkung von Magneteisen (einem natürlich vorkommenden magnetischen Eisenmineral) auf Eisen.
Bereits im 16. Jahrhundert wurde eine frühe Magnetismusforschung betrieben, die Entwicklung moderner hochfester Magnete erfolgte jedoch erst im 20. Jahrhundert.
Vor 1940 wurden Dauermagnete nur in einfachen Anwendungen verwendet, wie Kompasse und elektrische Generatoren, die als Magnetos bezeichnet werden. Die Entwicklung von Aluminium-Nickel-Cobalt (Alnico) -Magneten ermöglichte den Ersatz von Elektromagneten durch Permanentmagnete in Motoren, Generatoren und Lautsprechern.
Die Herstellung von Samarium-Kobalt (SmCo) Magneten in den 1970er Jahren erzeugte Magnete mit doppelt so viel magnetischer Energiedichte wie jeder bisher verfügbare Magnet. Kleinere, leistungsstärkere Magnete trugen zur Entwicklung vieler der uns heute bekannten elektronischen Geräte bei.
In den frühen 1980er Jahren führten weitere Untersuchungen der magnetischen Eigenschaften von Seltenerdelementen zur Entdeckung von Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) Magneten.NdFeB-Magnete führten erneut zu einer Verdopplung der magnetischen Energie gegenüber SmCo-Magneten.
Seltene Erdmagnete werden heute in allen Bereichen von Armbanduhren und iPads bis hin zu Hybridfahrzeugmotoren und Windturbinengeneratoren eingesetzt.
Magnetismus und Temperatur:
Metalle und andere Materialien haben unterschiedliche magnetische Phasen, abhängig von der Umgebungstemperatur, in der sie sich befinden. Infolgedessen kann ein Metall mehr als eine Form von Magnetismus aufweisen.
Eisen zum Beispiel verliert seinen Magnetismus und wird paramagnetisch, wenn es über 1418 ° F (770 ° C) erhitzt wird.
Die Temperatur, bei der ein Metall die magnetische Kraft verliert, wird als Curie-Temperatur bezeichnet.
Eisen, Kobalt und Nickel sind die einzigen Elemente, die - in Metallform - Curie-Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur haben. Daher müssen alle magnetischen Materialien eines dieser Elemente enthalten.
Gemeinsame ferromagnetische Metalle und ihre Curie-Temperaturen:
| Substanz | Curie-Temperatur |
| Eisen (Fe) | 1418 ° F (770 ° C) |
| Kobalt (Co) | 2066 ° F (1130 ° C) |
| Nickel (Ni) | 676. 4 ° F (358 ° C) |
| Gadolinium | 66 ° F (19 ° C) |
| Dysprosium | -301. 27 ° F (-185. 15 ° C) |
Quellen:
Wie Stuff Works, Inc. wie Magnete funktionieren.
// Wissenschaft. wie Dinge funktionieren. com / magnet1. htm
Wikipedia. Curie-Temperatur.
// de. Wikipedia. org / wiki / Curie_temperatur
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