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Magnete verstärken
Dauermagnete können schwächer werden. Dafür gibt es verschiedene Gründe. So beispielsweise:
- zu hohe Temperatureinwirkungen
- zu niedrige Temperatureinwirkungen (vor allem für Ferritmagnete, Magnetbänder und Magnetfolien)
- starke Erschütterungen
- starke gegengerichtete Magnetfelder
- Oxidation
Wie kann man Magnete verstärken?
Magnete kann man auf unterschiedliche Arten verstärken. zum Beispiel kann man die Anzahl der eingesetzten Magnete erhöhen und deren magnetische Felder dabei zu einem stärkeren Feld verbinden. Idealerweise werden die Permanentmagnete dazu gestapelt. Jedoch ist die Anzahl stapelbarer Magnete übereinander begrenzt. Des Weiteren sind ausschließlich perfekte Stapel unter Verwendung unbeschichteter Einzelmagnete geeignet, um eine höhere Haftkraft zu erzielen und den neu entstandenen Magneten zu verstärken. Wird das Magnetfeld durch Ungleichmäßigkeiten und Unebenheiten im Material unterbrochen, fällt das Feld eines solchen Stapels schwächer aus als das eines Einzelmagneten derselben Form und Größe. Um die Magnetkraft spürbar zu verstärken, sollte der Stapel aus Scheibenmagneten außerdem maximal der Hälfte des Durchmessers eines einzelnen Magneten entsprechen.
Handelt es sich um einen Elektromagneten beziehungsweise um ein durch Strom erzeugtes Magnetfeld, kann er sowohl durch eine Erhöhung der anliegenden Stromstärke als auch eine höhere Anzahl anliegender Spulen-Windungen verstärkt werden. Ein besonders starkes Magnetfeld erhält man auch, wenn ein Kern aus Weicheisen in die stromdurchflossene Spule eingesetzt wird.
Alternativ kann ein hufeisenförmiger Kern oder ein Kern aus mehreren Eisenkörpern zum Einsatz kommen, um die Anziehungskraft des Magneten zu verstärken. Solche stromdurchflossenen Magnete werden auch in der Industrie, der Medizin und auf Schrottplätzen genutzt, weil sie einfach und gezielt zu steuern sind.
Ist ein Magnet an jeder Stelle gleich stark?
Um einen Magneten herzustellen, wird zunächst ein Körper aus einem ferromagnetischen Material benötigt, der magnetisiert wird, indem man ein starkes externes Magnetfeld anlegt. Dadurch, dass beide Körper zusammengefügt werden, verstärkt sich zudem die bestehende Magnetkraft.
Im Inneren des ferromagnetischen Gegenstandes sind unzählige Molekularmagnete in ungeordneter Struktur enthalten, die ähnlich wie mikroskopisch kleine Stabmagnete auf Teilchen-Ebene aufgebaut sind. Sie befinden sich in Gruppen in einzelnen Domänen, den sogenannten weißschen Bezirken, die wiederum unabhängig voneinander ausgerichtet sind. Die Wirkungen der einzelnen in diesen Zusammenschlüssen bestehenden magnetischen Felder heben sich, aufgrund der gegensätzlichen Ausrichtungen, gegenseitig auf.
Nähert sich nun zum Beispiel der Nordpol eines externen Magneten dem ferromagnetischen Körper, wenden sich sämtliche Südpole der Elementarmagnete diesem zu. Die Wände der weißschen Bezirke werden kleiner, klappen um und erlauben eine gleichmäßige Ausrichtung der Molekularmagnete. Entsprechend bilden sich an beiden Enden des Körpers Magnetpole – ein Südpol, der in Richtung des externen Magnetfelds zeigt und ein Nordpol auf der gegenüberliegenden Seite. An diesen Polen ist der neu entstandene Magnet am stärksten. Sichtbar wird das, wenn man ein Blatt Papier auf dem Magneten platziert, Eisenspäne hinzugibt und das Blatt leicht erschüttert.
Die Späne bilden die Feldlinien ab, welche wiederum ein Indikator für die Stärke und Richtung der wirkenden Magnetkraft sind. Die Linien treten am Südpol in den Magneten ein, verlaufen von dort aus zum Nordpol und treten dort wieder aus. Hier setzen sie ihren Weg zurück zum Südpol fort. Aufgrund der herrschenden Abstoßungskräfte verlaufen sie dabei parallel zueinander und entsprechend in bogenförmigen Linien. Es wird erkennbar, dass sich an den Polen die meisten Eisenspäne anlagern, wohingegen in der Mitte des Magneten die geringste Konzentration an Feldlinien oder Flussdichte vorliegt und folglich die geringste Kraft herrscht.