Schlagwort: Magnetfeld

Magnete sind Körper, die andere Gegenstände anziehen können. Das funktioniert aber nicht immer. Es ist wichtig, aus welchem Material der Gegenstand besteht. So kannst du zum Beispiel eine Büroklammer aus Eisen mit einem Magneten anziehen. Andere Stoffe, die Gegenstände magnetisierbar machen, sind Nickel und Kobalt. Die Kraft, die zwischen diesen Körpern wirkt, bezeichnet man dann als Magnetismus.

Aber wie funktioniert das? Stoffe, die magnetisierbar sind, bestehen aus vielen winzigen Einzelteilen, den sogenannten Atomen. Um ihren Kern kreisen noch kleinere Teilchen, die Elektronen. Durch diese Bewegung wird ein magnetisches Feld erzeugt und sogenannte Elektromagneten bilden sich. Man kann es sich also so vorstellen, dass ein Magnet aus vielen kleinen Magneten besteht, die sich wie Kompassnadeln durch die gegenseitig wirkenden Kräfte in die gleiche Richtung ausrichten. So entstehen zwei verschiedene Pole, die den Gegenstand magnetisch machen.

Nord- und Südpol

Ein Magnet hat also immer zwei Pole, an denen die Magnetkraft besonders stark ist, einen Nord- und einen Südpol. Da musst du jetzt vermutlich direkt an Schnee und Eisbären denken. Und eigentlich liegst du da gar nicht so falsch. Die Erde ist nämlich selbst der größte Magnet unserer Welt und die magnetischen Nord- und Südpole sind nach denen der Erde benannt. Nimmt man nun zwei Magneten, so stoßen sich jeweils gleiche Pole ab. Nur Gegensätze – also Nordpol und Südpol – ziehen sich an.

Auch die Erde hat ein Magnetfeld // Bild: Adobe Stock — Petrovich12

Es gibt verschiedene Arten von Magneten. Permanentmagnete, die dauerhaft magnetisch sind, oder sogenannte Elektromagneten, deren Kraft durch elektrischen Strom erzeugt wird.

Magnetismus in der Automobilindustrie

Auch bei Autos wird die Anziehungskraft zwischen Körpern genutzt. Hier sind einige Elektromagneten zu finden. Zum Beispiel überall, wo ein elektrischer Motor benötigt wird. Bei den Scheibenwischern, beim Schließen des Kofferraums und zum Hoch- und Runterfahren der Fenster. Der Anlasser, der den Motor des Autos startet, funktioniert ebenfalls über Magnetismus. Nicht zu vergessen sind die Elektroautos. Durch die anziehenden und abstoßenden Kräfte von Magnetfeldern kann der elektrische Motor Drehbewegungen erzeugen, die das Auto zum Rollen bringen.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: März 2019

Beitragsbild: Adobe Stock // wittayayut

Was ein Magnet ist, weißt du bestimmt. Das ist ein Körper, der andere Körper mit ähnlichen magnetischen Eigenschaften anzieht. Im Alltag werden Magneten meistens dazu benutzt, um Notizen oder Fotos, z. B. am Kühlschrank, zu befestigen.
Jeder Magnet hat, genau wie die Erde auch, zwei verschiedene Pole, einen Nord- und einen Südpol. Hier ist die magnetische Kraft am stärksten. Nähern sich zwei Magnete mit ihren gleichen Polen, stoßen sie sich ab. Zwei unterschiedliche Pole ziehen sich hingegen an.

Das Magnetfeld

Der Wirkungsbereich um einen Magneten nennt man „magnetisches Feld“. Auch die Erde besitzt so ein magnetisches Feld. Der Zeiger eines Kompasses zum Beispiel ist auch ein Magnet und richtet sich nach dem Magnetfeld der Erde, das von Norden nach Süden verläuft, aus. Daher kann er uns die Himmelsrichtungen anzeigen.

Die Struktur solch eines Magnetfeldes kann durch so genannte Feldlinien sichtbar gemacht werden. Sie veranschaulichen die Richtung des magnetischen Flusses. Je dichter die Feldlinien zueinander sind, desto stärker ist das magnetische Feld. Du kannst auch selbst ganz einfach ein Magnetfeld sichtbar machen: Nehme dazu einen Magneten, ein Blatt Papier und Eisenfeilspäne. Eisen ist ein magnetisches Metall. Frag am besten dein/e Physiklehrer/in um Hilfe. Streue die Eisenfeilspäne auf das Blatt Papier und halte den Magneten unter das Blatt. Jetzt sollten sich die Eisenfeilspäne entsprechend ausrichten und die Richtung des magnetischen Flusses sichtbar machen. Die Feldlinien treten in der Regel am Nordpol aus und verlaufen bogenförmig zum Südpol.

Elektromagnetismus 1

 

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Strom wirkt anziehend

Nicht nur Metalle wie Eisen, Nickel und Kobalt sind magnetisch. Magnetismus kann auch durch elektrischen Strom erzeugt werden. Das nennt man dann Elektromagnetismus. In der Umgebung eines von Strom durchflossenen Leiters bildet sich also auch ein Magnetfeld. Dieses Phänomen entdeckte der dänische Physiker Hans Christian Ørsted 1820. Sein Nachname (Abkürzung Oe) wurde daher auch zur Maßeinheit für die Stärke von Magnetfeldern. Umso höher die Stromstärke ist, desto stärker ist auch das Magnetfeld. Die magnetischen Feldlinien verlaufen kreisförmig um den elektrischen Leiter herum.

Elektromagnetismus 3

Der Elektromagnet ist eine besondere Form des Magneten. Er besteht aus einem Eisenkern und aus einer so genannten Spule. Das ist einfach betrachtet nichts weiter als aufgewickelter Draht, der Strom leiten kann. In der Spule bildet sich bei Stromfluss das magnetische Feld. Im Magnetfeld läd sich der Eisenkern magnetisch auf und kann dann andere magnetische Gegenstände anziehen. Dieses Phänomen spielt auch im Elektromotor eine Rolle.

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Elektromagnetismus in der Praxis

Elektromagneten finden aber auch in einigen anderen Gegenständen Verwendung. Nehmen wir zum Beispiel eine elektrische Klingel, die vielleicht auch in deiner Schule für das Pausenzeichen verantwortlich ist. Sie ist aus einem metallischen Hohlkörper zur Verstärkung des Klingelgeräusches, der Glocke, sowie aus einem Hammer zur Anregung der Schwingung aufgebaut. Dieser Hammer ist an einen Stromkreis angeschlossen, der wiederum mit einem Elektromagneten verbunden ist. Schließt man den Stromkreis, zum Beispiel durch Betätigung eines Schalters, bildet sich um den Elektromagneten ein Magnetfeld, sodass der Eisenkern im Innern magnetisch aufgeladen wird. Der Elektromagnet und der Hammer der Klingel ziehen sich gegenseitig an, wodurch der Hammer die Glocke berührt und diese zum schwingen bringt. In dem Moment, wenn der Hammer vom Elektromagneten angezogen wird, unterbricht auf der anderen Seite die Verbindung zum Stromkreis. Es fließt kein Strom mehr und das Magnetfeld des Elektromagneten löst sich wieder auf. Der Hammer wird nicht mehr angezogen und federt zurück. Dadurch wird der Stromkreis wieder geschlossen. Dieser Vorgang wiederholt sich, solange der Schalter geschlossen bleibt. Durch das hin- und her schwingen des Hammers in kurzen Abständen wird ein durchgehendes Klingeln erzeugt.

Elektromagnetismus 4

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Januar 2011