Fakten, Wichtiges und auch Lustiges über den Magnet. Zusammengestellt vom wichtigsten Anbieter für Magnete. Hier findet Ihr Informationen für die Praxis, für ein Referat bzw. GFS über Magnete oder über spezielle Eigenschaften des Magneten. Falls Ihr weitere Fragen zum Magnetismus haben, kontaktiert uns gerne.
Der Magnetismus hat etwas Geheimnisvolles an sich: Man kann ihn nicht sehen oder fühlen (obgleich manche Leute dies von sich behaupten; das entzieht sich allerdings der wissenschaftlichen Erkenntnis). Warum Magnete andere Gegenstände anziehen, ist in der Wissenschaft schon seit langer Zeit bekannt. Ohne naturwissenschaftlichen Hintergrund ist Magnetismus aber nicht zu erklären, da er weder mit den Händen fassbar noch mittels einfacher Versuchsaufbauten begreifbar gemacht werden kann. Was also sind eigentlich Magnete, wie funktionieren sie – und warum?
Magnete kennen wir alle seit unserer Kindheit. Jeder von uns hat schon einmal mit diesem fast magischen Magnet gespielt. Doch nüchtern betrachtet wissen wir eigentlich ziemlich wenig über Magnete. Wie wurden Magnete entdeckt? Welche Arten gibt es? Wie werden Magnete hergestellt? Wo kann man gute starke Magnete kaufen?
Wir beantworten alle Fragen über Magnete kompetent.
Was ist der Plural von Magnet?
Magnete oder Magneten? Hand aufs Herz – wissen Sie es?
Egal wie sie sich entschieden haben – sowohl Magnete als auch Magneten ist richtig. Der Begriff Magnete kommt aus dem altgriechischen und heißt “Stein aus Magnesia”. Ein Magnet ist ein Körper der bestimmte andere Körper entweder abstößt oder anzieht.
Was ist ein Magnet?
Ein Magnet ist ein Objekt, welches ein Magnetfeld hat. Der Begriff ‘Magnet’ stammt aus dem Griechischen. Im modernen Sinne bezeichnet Magnet jedoch nicht nur die Steine aus Magnetit, sondern jegliches Material, welches ein Magnetfeld aufweist, also sowohl Permanentmagneten als auch Elektromagneten.
Permanent- bzw. Dauermagnete sind nicht auf äußere Einflüsse angewiesen, um ihr Magnetfeld zu produzieren. Elektromagnete hingegen bauen ihr Magnetfeld nur auf, wenn elektrischer Strom fließt. Nimmt der Strom zu, nimmt auch das Feld zu und umgekehrt: Bei Abnahme des Stromflusses wird auch das Magnetfeld schwächer.
Ein Magnet hat immer einen Nordpol und einen Südpol. Gegensätzliche Pole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab. Auch unsere Erde ist magnetisch. Sie hat nicht nur einen geographischen Nord– und Südpol, sondern auch einen magnetischen Nord- und Südpol. Und auch sie ist, wie jeder andere Magnet, von einem Magnetfeld umgeben. Die magnetischen Feldlinien, die den Magneten umgeben verlaufen bogenförmig ausgehend von den Polen in Richtung des entgegengesetzten Poles.
Was ist das Magnet-Feld?
Das Magnetfeld ist der Wirkungsbereich eines Magneten – also der Bereich, in dem er andere Magneten oder magnetische Körper anzieht bzw. abstößt. Es strahlt von den Polen des Magnets aus. Dieses Kraftfeld kann man mit Eisenspänen sichtbar machen.
Magnete – wer hat sie erfunden?
“Gefunden” trifft es wahrscheinlich eher als “erfunden”. Es waren metallische Findlinge, an denen die Phänomene von Magnetismus beobachtet werden konnten. Die erste bekannte Anwendung dieser natürlichen Magnete war die Magnetisierung der Kompassnadel und das blieb auch über Jahrhunderte hinweg die einzige Anwendung. Natürliche Magnete sind Magnetit-Steine, die in der Natur vorkommen. Sie entstehen aus abgekühlter, eisenhaltiger Lava und Stickstoff und bewahren während der Abkühlung den natürlichen Magnetismus der Erde in sich.
Elektromagnete
Wie wird ein Magnet hergestellt?
Fast alle Dauermagnete werden in dem sogenannten Sinterverfahren hergestellt. Sintern ist ein Verfahren zur Herstellung oder Veränderung von (Werk-)Stoffen. Dabei werden feinkörnige, keramische oder metallische Stoffe – oft unter erhöhtem Druck – erhitzt, wobei die Temperaturen jedoch unterhalb der Schmelztemperatur der Hauptkomponenten bleiben, so dass die Gestalt (Form) des Werkstückes erhalten bleibt. Dabei kommt es in der Regel zu einer Schwindung, weil sich die Partikel des Ausgangsmaterials verdichten und Porenräume aufgefüllt werden. Man unterscheidet grundsätzlich das Festphasensintern und das Flüssigphasensintern, bei dem es auch zu einer Schmelze kommt. Durch Sintern entstehen die starken Magnete.
Dauermagnete
Stahl Magnete
Früher wurden Dauer-Magnete hauptsächlich aus Stahl hergestellt. Diese sind allerdings sehr schwach und lassen sich leicht entmagnetisieren. Diese Magnetart ist uns allen durch den berühmten Hufeisen Magnet bekannt.
Ferritmagnete
Ferrite sind elektrisch schlecht oder nicht leitende ferromagnetische keramische Werkstoffe aus dem Eisenoxid Hämatit (Fe2O3), seltener aus Magnetit (Fe3O4) und aus weiteren Metalloxiden. Je nach Zusammensetzung sind Ferrite hartmagnetisch oder weichmagnetisch. Ferritmagnete sind eher schwach. Haupteinsatzgebiete sind Haft-Magnete und Feld-Magnete von Gleichstrommotoren und elektrodynamischen Lautsprechern.
Aluminium-Nickel-Kobalt Magnete (AlNiCo)
Diese Magnete haben eine gute Korrosionsbeständigkeit, sind aber sehr hart und zerbrechlich. Der erste Permanentmagnet, der für die Massenproduktion geeignet war, bestand aus AlNiCo. Jedoch verliert das Material immer mehr an Bedeutung und wird vielfach durch Ferritmagnete oder Neodym-Eisen-Bor ersetzt. Ein Grund ist, dass es eine geringe magnetische Stabilität hat: Die Koerzitivfeldstärke von AlNiCo ist mit rund 50-100 kA/m vergleichsweise klein und die Gefahr der Entmagnetisierung durch ein externes Feld relativ groß. Entsprechend haben Permanentmagnete aus AlNiCo eine längliche oder Hufeisenform. Diese Magnete verlieren immer mehr an Bedeutung.
Neodym-Eisen-Bor Magnet
Diese Magnete werden auf Basis einer sogenannten “seltenen Erde” hergestellt. Diese Neodym-Magnete sind meist deutlich stärker als Ferritmagnete und werden daher auch Supermagnete genannt. Mit ihnen lassen sich erhebliche Kräfte erreichen. Neodym-Magnete können so über mehrere hundert Kilogramm Haftkraft besitzen. Die Legierung Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) war Anfang der 80er Jahre eine echte technologische Revolution. Neodym Magnete sind extrem starke Magnete bei geringem Volumen. Die Einsatztemperaturen waren auf 60-120°C beschränkt. Neuere Entwicklungen ermöglichen Einsatz der Magnete bis 200°C. Neodym Magneten kommen durch die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten überragende Bedeutung zu.
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Dauermagnete; diese Magnettypen gibt esDauermagnete
Einsatzfelder von starken Magneten
Magnete finden überall in unserer industriellen Gesellschaft Verwendung. Nur Wenigen ist klar, dass es ohne Magnete keine Elektrizität, keine Elektromotoren, keine Lautsprecher, keine Stromzähler und auch keine Generatoren gäbe.
Insbesondere die Neodym Magneten ermöglichen leistungsfähige Elektromotoren, starke Windräder und winzig kleine und leistungsfähige Lautsprecher im iPhone und Kopfhörern.
Gängige Formen von Magneten
Magnete können im Sinterverfahren in fast beliebige Formen gepresst werden. Gängig sind Quadermagnete, Scheibenmagnete , Kugelmagnete und Würfelmagnete.
Magnetbeschaffung
Magnete (insbesondere Neodym Magnete) werden fast ausschließlich in China hergestellt, da sich dort auch die größten Abbaugebiete der seltenen Erden befinden. Grundsätzlich kann man die Magnete auch von dort importieren. Das praktische Problem sind aber sehr lange Lieferzeiten und die enormen Mindestbestellmengen für Magneten.
Supermagnetic.de importiert Supermagnete ausschließlich von den besten Magnetherstellern der Welt und liefert auch kleinere Stückzahlen in Industriequalität zu günstigen Preisen.
Warum stoßen sich Magnete auch ab?
Warum sich Magnete abstoßen oder anziehen, kann nur mit einem physikalischen Grundgesetz erklärt werden. Gleiche Ladungen oder Pole stoßen sich ab und ungleiche Ladungen ziehen sich an. Das ist ein unveränderliches Grundgesetz. Werden zwei Magneten mit deren gleichen Polen aufeinander zugeführt, so stoßen sich die Magneten ab.
Wird ein Magnet zwischen seinen beiden Polen geteilt, entstehen keine zwei einzelnen Pole, sondern wiederum zwei Magneten mit zwei Polen. Dieses Prinzip der magnetischen Abstoßung benutzt man übrigens bei Magnetschwebebahnen. Die Schienen und die Züge stoßen sich hier gegenseitig ab und der Zug schwebt auf der Schiene. Das wird erreicht, indem man Magnetfelder elektrisch erzeugt. Diese bestimmen dann auch die Geschwindigkeit des Zuges.
Magnet – Die magische Geschichte des technischen Fortschritts
600 v.Chr.
Die Griechen entdecken den magischen Magnet Stein
Magnete sind Objekte mit einem magnetischen Feld. Er zieht metallische Objekte wie Eisen, Stahl, Nickel und Kobalt an. Als erstes beobachteten die Griechen, dass die natürlich vorkommenden „Magnetsteine“(Magnetite)
Eisen anzogen. Die Reise in die magische Welt des Magnetismus hat begonnen.
Die Geschichte des Magneten kann man nicht wirklich ohne die Geschichte der Elektrizität erzählen. Deshalb sei auch diese hier angeschnitten.
600 v.Chr.
Aristophanes reibt den Bernstein
Für seine Zeitgenossen muss Aristophanes wohl ein Nerd gewesen sein. Er rieb mit einem Fell am Bernstein und stellte fest, dass dieser Federn anziehen konnte. Man glaubte, dass Bernstein diese Fähigkeit ausschließlich besitzt. Dieser seltsame Effekt sollte 2000 Jahre lang ein Mysterium bleiben bis William Gilbert 1600 n.Chr. die Wirkung von Magneten und Bernstein untersuchte und zum ersten Mal das Wort “electric” prägte. Erst im 19. Jahrhundert entwickelte Lorenz die Elektronentheorie. Heute wissen wir, was Nerd Aristophanes beim Bernsteinrubbeln entdeckte war – elektrische Ladung.
Übrigens: Bernstein auf griechisch heißt élektron. Alles klar?
1000
Der nasse Kompass
Die cleveren Chinesen haben für die Navigation der Schiffe den “Südweiser “entdeckt. Ja tatsächlich zeigten die ersten magnetischen Kompasse der Welt nicht nach Norden sondern nach Süden. Damals wurde das Gerät noch nicht wie heute zur Navigation genutzt sondern diente der Magnet den Chinesen dazu, die Zukunft vorauszusagen und Gebäude auszurichten. Nasskompass heißt er deshalb, weil eine schwimmende Magnetnadel verwendet wurde.
1269
Der trockene Kompass
Die Europäer brauchten etwas länger um den Kompass zu erfinden. Die erste schriftliche Erwähnung einer trocken auf einem Stift spielenden Magnetnadel findet sich im Epistola de magnete von 1269, geschrieben von Petrus Peregrinus de Maricourt, womit der noch heute benutzte trockene magnetische Kompass erfunden war.
1600
Magnete kann man nicht durch Knoblauch entmagnetisieren
Kein Witz: Das war eine der bahnbrechenden Entdeckungen von William Gilbert. Er war Hofarzt von Königin Elisabeth I und war der erste Forscher, der den Magnetismus mit sorgfältigen Experimenten untersuchte und mit den vielfältigen Mythen dieser Zeit aufräumte. Er war also der erste Mythbuster.
Damals dachte man, die Kompassnadel wird vom Nordstern angezogen. Gilbert machte klar, dass die Erde als Magnet gesehen werden kann mit einem Nord und einem Südpol.
Auch in der Erforschung des elektrischen Stromes lieferte er Grundlagenarbeit. Er entdeckte, dass nicht nur der Bernstein, wenn er an Fell gerieben wird, elektrische Ladung besitzt, sondern auch andere Materialien wie Glas.
1660
Strom kann zum ersten Mal gezielt produziert werden
Otto von Guericke baute eine Schwefelkugel mit einer Drehachse, die mit der Hand gerieben die kosmischen Wirkkräfte (virtutes mundanae) nachweisen sollte. Eine solche Schwefelkugel sandte er an interessierte Zeitgenossen, so auch 1671 an Gottfried Wilhelm von Leibniz, der damit einen ersten künstlichen elektrischen Funken erzeugte.
1729
Leiter und Nichtleiter
Stephen Gray führte lustige Experimente durch. Er beobachtete, wie man Elektrizität, die mit Reiben an Glaskolben erzeugt wurde, weiterleiten kann. Er probierte es mit Hanfschnüren und sogar mit einem Jungen, den er zu diesem Zwecke an Schnüren aufhängte. Am Ende der sogenannten “Lines of Communication” war eine kleine Elfenbeinkugel, die Hühnerfedern (magnetisch) anzog. Sein großer Verdient war es, zum ersten Mal nach elektrischen Leitern von Nichtleitern zu klassifizieren.
1730
Verbund Magnet
Servigton Savery aus England bastelte den ersten Verbundmagneten. Wie? Er band einfach mehrere Magnete an den Polen zusammen.
1733
Positive und negative Ladung
So nannte der Entdecker Charles du Fay die verschiedenen Ladungen noch nicht. Er bezeichnete die Elektrizitätsarten als Glaselektrizität und Harzelektrizität. Dabei entspricht heute die Glaselektrizität (nach Festlegung durch Benjamin Franklin und Bezeichnung durch Leonhard Euler) einer positiven Ladung.
1740
Der erste Magnet Händler
Gowin Knight erfand einen Prozess zur Herstellung von Magneten aus Stahl und verkaufte diese Magneten an Forscher und Interessierte. Es wurden Kompasse aus seinen Magneten hergestellt, die die besten ihrer Zeit waren und britischen Seefahrern beim Navigieren halfen. Ein großartiges Vorbild für unseren Magnet Shop.
1745
Der elektrische Kondensator
Ewald Georg von Kleist machte eine erstaunliche Entdeckung. Er steckte einen Nagel in ein Wasserflasche, die innen und außen mit Metall ummantelt war – die Leidener Flasche. Er schloss den Nagel an eine Elektrisiermaschine an. Als er wenig später den Nagel anfasste bekam er richtig eine geballert. Zu den ersten Anwendungen zählte dann auch die Vorführung der Elektrizität. Menschen sollten sich an Händen halten und der erste der Kette sollte dann den Nagel anfassen. Natürlich bekamen alle einen ordentlichen Schlag. Dieses lustige Gesellschaftsspiel wurde dann nicht mehr gespielt, als ein Nürnberger Mathematiklehrer daran starb.
1747
Ladungserhaltung
Benjamin Franklin war fasziniert von der Leidener Flasche. Was ihn nicht los ließ, war die Frage wo die Elektrizität herkommt. Die Sache mit der Glaselektrizität und Harzelektrizität überzeugte ihn nicht. Bei Versuchen mit einer durch Reibung aufgeladenen Glasröhre stellte er fest, dass in jedem abgeschlossenen System die Summe der vorhandenen elektrischen Ladungen konstant bleibt (Ladungserhaltung). Franklin prägte die Begriffe „plus“ und „minus“.
Er schlug ein Experiment vor, bei dem mit einem elektrischen Drachen im Gewitter Elektrizität gesammelt werden sollte. Keiner weiß, ob er dieses Experiment tatsächlich durchgeführt hat.
Nachahmer haben ihre Neugier mit dem Leben bezahlt.
1750
Erstes Buch über Magnet Herstellung
John Mitchell veröffentlicht in Cambridge sein achtzigseitiges Buch “A Treatise of Artificial Magnets” indem er darlegt, wie man einen künstlichen Magneten produzieren kann. Auch sonst war der Typ echt cool. Er war der Erste, der von einem schwarzen Loch und einem dunklen Stern sprach. Die Macht war mit ihm.
1757
Dampfmaschine
Nein James Watt hat keine Magnete erfunden und auch keine Stromexperimente gemacht. Aber: Mit der Optimierung der Dampfmaschine hat er die Stromproduktion in großem Stile möglich gemacht. Sein Name steht für Leistung und Watt ersetzt das von ihm eingeführte PS als Maßeinheit.
1820
Elektromagnetismus
Hans Christian Ørsted beobachtete während einer Vorlesung die Ablenkung einer Kompassnadel durch einen Stromdraht und entdeckte somit die magnetische Wirkung des elektrischen Stromes. Der pfiffige Ørsted erkannte sofort die Tragweite seiner Entdeckung und löste mit der Veröffentlichung seiner Erkenntnisse die Entwicklung der Elektrizitätslehre und Elektrotechnik aus.
Er konnte in aufeinander folgenden Versuchen nachweisen, dass zwei stromdurchflossene Leiter eine Anziehungskraft aufeinander ausüben, wenn in beiden Leitern die Elektrische Stromrichtung gleich ist, und dass sie eine Abstoßungskraft aufeinander ausüben, wenn die Stromrichtung entgegengesetzt ist.
1826
Elektro Magnet
William Sturgeon entwickelte den ersten Elektromagneten, indem er ein hufeisenförmiges Metall mit 18 Windungen eines Kupferdrahtes umwickelte. Wenn Strom durch den Draht geführt wurde, konnte der Magnet 9 Pounds (4 kg) Metall anheben, oder das 20fache des Eigengewichts.
1837
Schreibtelegraph
Der Kunstprofessor und Bildhauer Samuel Morse baute einen Elektromagnet mit beweglichem Anker, dessen Hebel auf einem durch ein Uhrwerk vorübergeführten Papierstreifen Punkte und Striche erzeugt.
Heißt: Er nimmt ein Stück Papier auf einer Uhrwalze und ein Stift drückt darauf. Kurzer Druck macht Punkt , langer Druck macht Strich. Wie es sich für einen ordentlichen Künstler gehört, baut er diesen “Magnetschreiber” aus einer Staffelei.
1855
Elektromagnetische Induktion
Wenn elektrischer Strom Magnetismus erzeugt, erzeugt dann ein Magnet auch Strom? Diese Frage beschäftigte Michael Faraday. Die Antwort war und ist ja. Durch intelligente Experimente fand er heraus, dass ein zylindrischer Stabmagnet, der sich durch eine Spule bewegt elektrische Spannung in dieser induzierte. Nach diesem Grundprinzip arbeiten elektrische Generatoren noch heute.
1864
Elektrizität und Magnetismus: Zwei Seiten einer Medaille
Das Strom etwas mit Magnetismus zu tun hatte, war schon längst allen klar, allerdings konnte es keiner schlüssig erklären. Es war an James Clark Maxwell, diese fundamentale physikalische Leistung zu erbringen. Maxwell hat die Ergebnisse von vorhergehenden elektromagnetischen und optischen Experimenten und Beobachtungen in einer Serie von mathematischen Gleichungen (Maxwell Gleichungen) zusammengefasst, die die Physik revolutionierten.
1914
Magnet-Schwebebahn
In einem Saal in London ließ der Erfinder Emile Bachelet einen Hohlkörper aus Aluminium über einer langen Reihe von Wechselstrommagneten schweben. Dieser wurden durch einzelne Spulen vorangetrieben. Eigentlich wollte er mit dieser Erfindung Briefe transportieren. Das war das erste Konzept für die magnetische Rohrpost.
1914
Magnet-Rührer
Dieser Magnet-Quirl ist ein absolut bedeutendes Laborgerät bei dem ein rotierendes Magnetfeld einen Rührstab (auch Floh genannt) zum Rotieren bringt. Arthur Rosinger aus Newark, New Jersey, USA, erhielt am 6. Juni 1944 das US-Patent 2.350.534 mit dem Titel “Magnetic Stirrer” .
1984
Neodym Magnete werden erfunden
Die Unternehmen General Motors (GM) und Sumitomo Special Metals entdeckten 1984 unabhängig voneinander fast gleichzeitig die Verbindung Nd2Fe14B. Aus diesem Material und dem Sinterverfahren entstehen die stärksten Permanentmagnete der Welt. Das Magnetgeschäft von GM ist heute Teil von Molycorp – die Anlage in Sumitomo wurde Teil der Hitachi Corporation die Heute über mehr als 600 Patente für Neodym-Magnete verfügt.
