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Dauermagnet

Permanentmagnet, ein Körper, der im Gegensatz zum Elektromagneten auch ohne Stromzufuhr ein permanentes Magnetfeld besitzt. Dieses ist meistens ein Dipolfeld. Die beiden Punkte, an denen die Magnetfeldlinien konzentriert ein- bzw. austreten, werden Magnetpole genannt (magnetischer Nord- und Südpol). Dauermagnete werden meist aus magnetisch harten Ferromagnetika gefertigt, die eine möglichst grosse Koerzitivfeldstärke Hc besitzen und nach der Aufmagnetisierung eine möglichst grosse Remanenzmagnetisierung Mr behalten (Ferromagnetismus, Hysterese). Beispiele hierfür sind Legierungen aus Eisen, Nickel und Aluminium (z.B. Alnico) oder keramische Werkstoffe wie Cobaltsamarium oder Bariumferrite. Eine wichtige Eigenschaft ist die magnetische Energiedichte (BH/2): Ist sie maximal, so kann dem System mit einem Minimum an Materialaufwand maximale Leistung entnommen werden (Hysterese-Schleife). Ein bis zur Sättigungsmagnetisierung magnetisierter Ring aus Dauermagnet-Material wird erst dann zum Dauermagneten, wenn er einen Luftspalt (Interferrikum) enthält. In diesem konzentriert sich dann fast die gesamte magnetische Energie. Wegen der entmagnetisierenden Wirkung der freien Pole wandert der Zustandspunkt auf der Hysterese-Schleife vom Remanenzpunkt zum Arbeitspunkt im zweiten Quadranten, der durch die Materialeigenschaften und die Breite des Luftspalts festgelegt ist.

Die bekannteste, in China bereits um 300 v.Chr. benutzte Anwendung eines Dauermagneten ist die Kompassnadel (Kompass). Auch die Erde selbst kann als Dauermagnet angesehen werden (Geomagnetismus). Dauermagnete werden heute in einer Reihe von Anwendungen durch supraleitende Magnete verdrängt, wenn der Aufwand für ihre Kühlung durch das Verschwinden der ohmschen Verluste kompensiert werden kann. Dennoch gibt es, insbesondere im Alltag, noch viele Anwendungen für Dauermagneten, z.B. in Messinstrumenten, Lautsprechern, Zählwerken und als Haft- und Zündmagnet.

 

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