Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Magnetische Kräfte

Magnete - Grundwissen

Welche Körper zieht ein Magnet an? Antwort: Ein Magnet zieht Eisen, Nickel , Cobalt an, und andersherum ( sie müssen sich dabei nicht berühren). Außerdem gibt es keramische Werkstoffe, die magnetische Eigenschaften haben, zum Beispiel die so genannte Ferrite ( Eisenoxid Hämatit ).

Stabmagnet: Verschiedene Bereiche des Stabmagneten, ziehen Eisenkörper unterschiedlich stark an. An den Enden des Stabmagneten kommen die größten Kräfte vor. Der Stabmagnet dreht sich immer wieder in die gleiche Richtung, die Nord-Süd-Richtung der Erde.

Merke: Ein Magnet besitzt zwei Pole, an denen die magnetische Kraft am größten ist.

Gibt es Unterschiede zwischen den beiden Hälften?

Antwort: Nein, die beiden Hälften haben die gleiche magnetische Kraft. Außer dass der Nordpol immer rot markiert ( zeigt immer nach Norden ) wird und der Südpol grün ( zeigt immer nach Süden ).

Zwischen einem Nor-und Südpol treten anziehende Kräfte auf, zwischen zwei Nordpolen bzw. zwei Südpolen abstoßende Kräfte.

Magnetisieren von Kräften: An einem Pol eines Magneten kann man mehrere Nägel aneinander hängen und sie ziehen sich an. Die Nägel die man an dem Magneten hängt werden selbst magnetisch. Alles Teile sind vollständige Magnete. Sie besitzen jeweils einen Nord-und Südpol.

Magnete und magnetisches Feld

Der Raum um einen Magneten hat besondere Eigenschaften: Auf Magneten um magnetisierbare Probekörper werden Kräfte ausgeübt. Einen solchen Raum nennt man ein magnetisches Feld.

Magnetische Feldlinien: An verschiedenen Stellen in der Umgebung des Magneten richtet sich die Magnetnadel in verschiedene Richtungen aus. Dies kann man benutzen, um das magnetische Feld zu beschreiben.Das Bild zeigt die Linien, auf denen die Magnetnadel bewegt wurde. Sie werden magnetische Feldlinien gennant. ➡️

Das Feldlinienbild: Zeichnet man mehrere magnetische Feldlinien, die in der Umgebung eines Magneten verlaufen, so erhält man ein Feldlinienbild ( siehe Bild ). Die Feldlinien verlaufen außerhalb des Magneten vom Nordpol zum Südpol. Der Nordpol einer kleinen Magnetnadel zeigt in Richtung der Feldlinie, der Südpol in die entgegengesetzte Richtung. Je dichter die Feldlinien in einem Gebiet liegen, um so Größer ist die auftretende magnetische Wirkung. Man kann selbst entscheiden wie viele Feldlinien man in einem Feldlinienbild zeichnen will. Doch sollte man drauf achten, dass es nicht zu viele sind, sonst wird es unübersichtlich. Aus dem Feldlinienbild kann man erkennen wie die Kraft an anderen Stellen gerichtet und wie groß ihr Betrag ist. FARADY hat das Feldlinienbild des magnetischen Feldes entwickelt.

Formen magnetischer Felder:

Wenn der Abstand von den Magneten größer ist, umso größer ist der Abstand zwischen den Feldlinien, dann ist die magnetische Kraftwirkung geringer. Bei Feldlinien die parallel zu einander laufen, ist die magnetische Kraftwirkung überall gleich groß. So ein Feld nennt man ein homogenes magnetisches Feld.

Das magnetische Feld als Vermittler der Kräfte:

Wenn man eine mechanische Kraft übertragen will, braucht man dafür einen Körper.Zum Beispiel: bei einem Fahrrad wird die Kraft von der Kette in die Pedale übertragen und von den Pedalen zum Hinterrad. Bei magnetischen Feldern ist kein Körper zum Übertragen der Kräfte erforderlich.

Magnetfeld von Elektromagneten

Der Physiker Hans Christian Oersted, hat im Jahr 1820 ein Experiment durchgeführt, indem er ein stromdurchflossenes Drahtstück untersuchte. Nachdem er das horizontal auf eine Nadel gespannt hatte, sah er wann immer Strom durchfloss bewegte sich die Nadel.

Merke: Ein elektrischer Strom ist von einem magnetischen Feld umgeben.

Außerhalb einer Spule ist das Magnetfeld gleich wie bei einem Stabmagneten. Ein homogenes Magnetfeld tritt im Inneren einer Spule auf.

Die Spule als Elektromagnet: je größer die Stromstärke ist, umso größer ist auch die Kraft, die auf einen Probekörper ausgeübt wird. Je größer die Windungszahl einer Spule ist, umso größer ist auch die Kraft auf einen Probekörper. Für viele technische Anwendungen z.b beim Lasthebemagneten ist es wichtig, dass sich das Magnetfeld einer Spule verändern oder ganz abschalten lässt. Beim einschalten zieht er die Eisenrohre an und beim abschalten des Stroms lösen sich die Eisenrohre wieder ab. Ein Lasthebemagnet besteht nicht nur aus einer Spule, sondern auch noch aus Eisenteilen. Durch die Eisenteile vergrößert sich die Tragkraft des Magneten.