Stand: 2004-03

Thomas Mertin
Netzwerk- und Elektrotechnik
D-41334 Nettetal

Definition

Magnetismus ist gleichbedeutend mit der Kraftwirkung auf ferromagnetische Stoffe, wie z.B. Eisen, Nickel und Kobalt und deren Legierungen.

Ursachen des elektromagnetischen Feldes

Durch die Bewegung elektrischer Ladungsträger (Stromfluß) wird die Umgebung in einen besonderen Zustand versetzt, der sich durch Kraftwirkungen auf verschiedene Stoffe äußert. Man bezeichnet diesen Zustand des Raumes als magnetisches Feld.

Jedes Elektron führt neben seiner Kreiselbewegung um den Atomkern noch eine Rotation um seine eigene Achse aus. diese Eigendrehung wird als sogenannter Elektronenspin bezeichnet. Die Kreiselbewegung des Elektron liefert einen Beitrag zum magnetischen Feld. Je nach Lage der Elektronenbahnen, der Umkreisrichtung und der Spinrotationsebenen heben sich die Teilfelder entweder ganz oder teilweise auf oder sie verstärken sich. Bei ferromagnetischen Stoffen ist eine gute Ausrichtung der Spinrotationsebenen möglich.

=> Besonders gutes magnetisches Verhalten

Innerhalb eines begrenzten Bezirks findet eine gleichachsige Rotation aller darin vorhandenen Elektronen statt. Diese Atomgruppen (ca. 10⁵ Atome) eines sogenannten "Weißschen Bezirks" stellen jeweils einen gesättigten Elementarmagneten dar.

Modelldarstellung ungeordneter Elementarmagnete

Durch die Einwirkung eines äußeren magnetischen Feldes beginnen sich die Elementarmagnete auszurichten.

=> Bildung eines magnetischen Gesamtfeldes

• Das Feldlinienbild ist eine Modellvorstellung und dient zur Veranschaulichung magnetischer Erscheinungen.
• Magnetische Feldlinien sind stets in sich geschlossene Linien ohne Anfang und Ende.
• Sie treten grundsätzlich senkrecht zur Oberfläche aus.
• Sie verlaufen grundsätzlich auf den Weg des geringsten magnetischen Widerstands.
• Feldlinienrichtung: Außerhalb des Magneten vom Nordpol zum Südpol.
• Verlaufen Feldlinien parallel spricht man von einem homogenen Feld.
• Stellen mit hoher Feldliniendichte bezeichnet man als Pole.

Dauerhaft magnetisches Verhalten von Stoffen -⟩ ferromagnetische Stoffe

Dauermagnete:
a) natürliche Magnete: Fe₃O₄ (Magneteisenstein)
b) künstliche Magnete: Stahl

a) Diamagnetischer Stoff (z.B. Kupfer)

Merke: Ein Stoff der die magnetischen Feldlinien schlechter leitet als Luft heißt diamagnetischer Stoff

b) Paramagnetischer Stoff (z.B. Mangan)

Merke: Ein Stoff der die magnetischen Feldlinien besser leitet als Luft heißt paramagnetischer Stoff.

µ_r gibt an um wieviel mal besser oder schlechter ein Stoff die magnetischen Feldlinien leiten als Luft.

a) diamagnetische Stoffe µ_r < 1
b) paramagnetische Stoffe µ_r > 1
c) ferromagnetische Stoffe µ_r >> 1

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