Magnetische Eigenschaften und Experimente

Wie entsteht ein Magnetfeld? In ferromagnetischen Stoffen wie Eisen, Nickel und Kobalt richten sich kleinste magnetische Einheiten, die Elementarmagnete, aus. Dies erklärt einige wichtige Eigenschaften von Magneten:

Vocabulary: Elementarmagnete sind die kleinsten magnetischen Einheiten in einem Material.

1. Durch Erschütterungen können Elementarmagnete durcheinandergeraten.
2. Erhitzen verstärkt die Teilchenbewegung und bringt die Elementarmagnete in Unordnung.

Ein wichtiges Experiment in der Geschichte des Elektromagnetismus ist Oersteds Versuch von 1820:

Example: Beim Einschalten eines Stroms in einem Leiter richtet sich eine Kompassnadel in der Nähe zum Kabel aus, was die Verbindung zwischen Elektrizität und Magnetismus zeigt.

Magnetfeld einer Spule: Eine Spule ist ein aufgewickelter Kupferdraht, der bei Stromdurchfluss ein Magnetfeld erzeugt. Die Richtung des Magnetfeldes kann mit der Rechte-Hand-Regel bestimmt werden.

Magnetfeld und Feldlinien

Ein Magnetfeld ist der Raum um einen Magneten, in dem Kräfte auf andere Magnete oder ferromagnetische Stoffe wirken. Zur Veranschaulichung verwendet man Feldlinienbilder. Diese zeigen, wo das Feld am stärksten ist und in welche Richtung die Kraft wirkt.

Definition: Ein homogenes Magnetfeld hat überall die gleiche Stärke und wird durch parallele Feldlinien dargestellt.

Feldlinienbilder haben jedoch auch Grenzen:

• Sie zeigen nicht die absolute Feldstärke
• Das dreidimensionale Feld wird nur zweidimensional abgebildet
• Zwischen den Linien existiert ebenfalls ein Magnetfeld

Highlight: Das Erdmagnetfeld hat eine Inklination (vertikale Abweichung) und eine Deklination (horizontale Abweichung), die die Ausrichtung von Kompassnadeln beeinflussen.

Example: Magnetfeld eines Stabmagneten und eines Hufeisenmagneten unterscheiden sich in der Form ihrer Feldlinien.