Magnet
Ein Magnet (v. griech.: lithos magnes Stein aus Magnesia, vergleiche das Mineral Magnetit) ist ein Körper, der bestimmte andere Körper magnetisch anzieht oder abstößt. Magnetische Anziehung oder Abstoßung ist ein grundlegendes Naturphänomen - siehe dazu den Artikel Magnetismus.
Magnetfeld um einen Stabmagneten
die Magnetfeldlinien fehlen, die seitlich des
Magnetes entspringen und enden.
Richtung und Stärke magnetischer Kräfte kann man durch Feldlinien anschaulich darstellen. Ein Magnet ruft ein magnetisches Feld (= Magnetfeld) hervor und wird von diesem durchströmt. Die Oberflächenbereiche, die vom überwiegenden Teil des Magnetfeldes durchflossen werden, heißen die Pole des Magneten; nach gängiger Konvention treten die Feldlinien am «Südpol» (meist grün dargestellt) in den Magneten ein und am «Nordpol» (rot) aus.
Man unterscheidet Dauermagnete und Elektromagnete. Bei beiden kommen Magnetwerkstoffe zum Einsatz.
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Dauermagnete/Permanentmagnete
Dauermagnete/Permanentmagnete behalten nach einer Magnetisierung diese über lange Zeit bei. Zur Herstellung dienen heute metallische Legierungen aus Eisen, Nickel und Aluminium mit Zusätzen aus Kobalt, Mangan und Kupfer oder auch keramische Oxidwerkstoffe (Bariumoxid, Eisenoxid). Besonders starke Magnete werden im Sinterverfahren aus so genannten "seltenen Erden" wie z.B. Kobalt-Samarium oder Neodym-Eisen-Bor hergestellt. Verwendung finden Dauermagnete in Kompassen als Magnetnadel, in Elektromotoren, in elektrischen Messinstrumenten, wie z.B. Drehspulinstrumenten, in Lautsprechern und Kopfhörern, sowie in vielen anderen modernen Geräten wie z.B. Druckerköpfen, Plattenlaufwerken, Aktoren und Sensoren, Metall-Separatoren u.v.m.
Elektromagnete
Elektromagnete bestehen i.A. aus einer oder zwei stromdurchflossenen Spulen mit einem Kern aus einem weichmagnetischen Werkstoff, im einfachsten Fall aus Weicheisen. Diese Anordnung führt zu einem starken Magnetfeld, siehe hierzu Elektromagnetismus. Man verwendet Elektromagnete als Schaltorgane für zahlreiche kleine und große technische Einrichtungen, z.B. Telefon, Elektromotor, Dynamo, Relais.
Bei Verwendung von supraleitenden Werkstoffen zur Wicklung eines Elektromagneten ist es möglich, Feldstärken bis ca. 20 Tesla zu erreichen. Hierzu ist zwar eine Kühlung bis zu einer Temperatur von 2,2 Kelvin notwendig, diese herrscht jedoch bei den in der Forschung verwendeten Kryostaten mit flüssigem Helium ohnehin vor.
Mit Hilfe eines Magnetfeldes, das von einem anderen magnetischen Körper oder durch elektrischen Strom erzeugt wird, kann man ferromagnetische Stoffe vorübergehend (so genannter induzierter Magnetismus) oder dauerhaft selbst zu Magneten machen.
Magnetismus
Die Eigenschaften von Magneten und Magnetismus werden von der physikalischen Theorie der Elektrodynamik beschrieben, die 1873 von James Clerk Maxwell veröffentlicht wurde.
Auch viele Gesteine haben magnetische Eigenschaften. Das Erdmagnetfeld - nach dem sich der Kompass ausrichtet - entsteht jedoch nur zu einem geringen Teil durch solche Gesteine in der Erdkruste, sondern durch tieferliegende Bewegung von elektrisch leitender Materie.
Magnetische Datenträger
Kommt ein Datenträger (Festplatte, Magnetstreifen einer Kreditkarte, Tonbandspulen o.ä.), der mit Magnetismus die Daten speichert, mit einem Magneten in Berührung, kann es zu Datenverlust kommen. Ein bekanntes Beispiel waren die Magnettische in Zügen der Deutschen Bahn AG, bei denen Laptops durch die Magnethalterungen abstürzten und die Datenverluste nicht rückgängig gemacht werden konnten. Datenwiederherstellung durch Magnetschäden ist ohne ein Backup auf einem anderen Datenträger nur mit teuren Wiederherstellungsverfahren möglich, wenn überhaupt.
Messtechnik
siehe Messgeräte
siehe auch: Ablenkmagnet